1、第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)1.1 信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成1.4 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)1.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類下一頁第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)1.6 概念模型1.7 數(shù)據(jù)模型1.8 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述上一頁1.1.1 信息與數(shù)據(jù)信息是現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的存在方式、運(yùn)動(dòng)形態(tài)以及它們之間的相互聯(lián)系等諸要素在人腦中的反映，通過人腦的抽象后形成概念。數(shù)據(jù)一般是指信息的一種符號化表示方法，就是說用一定的符號表示信息，而采用什么符號，完全是人為規(guī)定。所以數(shù)據(jù)的概念包括兩方面含義：一是數(shù)據(jù)的內(nèi)容是信息，二是數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式是符號。1.1 信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理下一頁返回1.1.2 信息

2、與數(shù)據(jù)的關(guān)系信息是用數(shù)據(jù)來表示的，但兩者是不可分離而又有一些區(qū)別的概念。一方面并非任何數(shù)據(jù)都能表達(dá)信息，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對數(shù)據(jù)的語義解釋；另一方面，數(shù)據(jù)是信息的符號表示或載體，是信息的具體表現(xiàn)。數(shù)據(jù)是承載信息的物理符號或稱之為載體，而信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。兩者的區(qū)別是：數(shù)據(jù)可以表示信息，但不是任何數(shù)據(jù)都能表示信息，同一數(shù)據(jù)也可以有不同的解釋。信息是抽象的，同一信息可以有不同的數(shù)據(jù)表示方式。1.1 信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理下一頁返回上一頁1.1.3 數(shù)據(jù)處理所謂數(shù)據(jù)處理，就是對各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、組織、存儲(chǔ)、加工與傳播等1.1 信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理返回上一頁數(shù)據(jù)管理隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展及電子數(shù)

3、據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個(gè)階段。1.2.1 人工管理階段人工管理階段主要是指20世紀(jì)50年代中期以前的這段時(shí)間，此時(shí)的計(jì)算機(jī)還很簡陋，連完整的操作系統(tǒng)都沒有。因此，數(shù)據(jù)只能放在卡片上或其他介質(zhì)上，由人來手工管理。1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展下一頁返回1.2.2 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)主要是指20世紀(jì)50年代后期到20世紀(jì)60年代中期的這段時(shí)間，此時(shí)的計(jì)算機(jī)已經(jīng)有了操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)基礎(chǔ)之上建立的文件系統(tǒng)已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用。因此，人們自然想到用文件把大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤這種介質(zhì)上，以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的永久保存和自動(dòng)管理以及維護(hù)。1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展下一頁返回上一頁1.2.

4、3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段是從20世紀(jì)60年代后期開始至今，這一時(shí)期，管理規(guī)模更龐大，從而數(shù)據(jù)量急劇增長，共享性要求更強(qiáng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目標(biāo)就是解決上面提到的在文件處理系統(tǒng)中存在的問題。為了解決這些問題，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)生了，并且提出了很多新的概念和算法，加速了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展。1.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展返回上一頁從上面一節(jié)中我們已經(jīng)知道了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、支持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行的軟硬件、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理員和用戶等組成，如圖1.3所示。1.3.1 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫可以理解為是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的相關(guān)數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫是依照某種數(shù)據(jù)模型組織起來并存放二級存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)集合。這種數(shù)據(jù)集合具有如

5、下特點(diǎn)：盡可能不重復(fù)，以最優(yōu)方式為某個(gè)特定組織提供多種應(yīng)用服務(wù)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獨(dú)立于使用它的應(yīng)用程序，對數(shù)據(jù)的增、刪、改和檢索由統(tǒng)一軟件進(jìn)行管理和控制。1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成下一頁返回主要是通過匯總各個(gè)數(shù)據(jù)庫用戶的文件，除去不必要冗余，然后使各個(gè)文件相互聯(lián)系，從而形成整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。聯(lián)系是數(shù)據(jù)庫的重要特點(diǎn)，至于怎樣實(shí)現(xiàn)這種聯(lián)系，取決于數(shù)據(jù)庫類型，類型不同，聯(lián)系手段也不一樣。1.3.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)硬件與一般計(jì)算機(jī)硬件一樣也包括中央處理器CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等基本設(shè)備，但為了滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求它還應(yīng)包括外存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)通道等各種存儲(chǔ)、處理和傳輸數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備。1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的

6、組成下一頁返回上一頁1.3.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的軟件包括以下幾類： 操作系統(tǒng)（OS）。 各種語言，如Pascal，C語言等高級語言。 應(yīng)用程序，它是用戶根據(jù)自己的應(yīng)用需要而編寫的。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成下一頁返回上一頁1.3.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶管理、開發(fā)和使用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的人員主要包括以下4類。1. 應(yīng)用程序員這類用戶主要負(fù)責(zé)編寫應(yīng)用程序用以數(shù)據(jù)庫與普通用戶之間進(jìn)行溝通。2. 系統(tǒng)程序員負(fù)責(zé)安裝DBMS、調(diào)整DBMS與操作系統(tǒng)及其他部件的接口，設(shè)立維護(hù)DBMS及相關(guān)軟件的工具，平衡用戶間的資源，進(jìn)行系統(tǒng)性能監(jiān)視與調(diào)整及系統(tǒng)能力規(guī)劃等。1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成下一頁返

7、回上一頁3. 數(shù)據(jù)庫管理員（Database Administrator，DBA）數(shù)據(jù)庫管理員是支持?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)人員。DBA必須熟悉企業(yè)全部數(shù)據(jù)的性質(zhì)和用途。由于職責(zé)重要和任務(wù)復(fù)雜，DBA一般是由業(yè)務(wù)水平較高，資歷較深的人員擔(dān)任。4. 操作員負(fù)責(zé)與用戶交換信息，保持系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)運(yùn)行，確定系統(tǒng)問題，執(zhí)行數(shù)據(jù)庫重新組織，參與設(shè)備與故障的恢復(fù)過程，以及運(yùn)行日志的管理。1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成返回上一頁為了有效地組織、管理數(shù)據(jù)，人們?yōu)閿?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)了一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捏w系結(jié)構(gòu)。目前，盡管實(shí)際應(yīng)用中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件多種多樣，但它們都具有三級模式和二級映射的結(jié)構(gòu)特征。1.4.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層次數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的

8、一個(gè)主要作用就是隱藏關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和維護(hù)的某些細(xì)節(jié)，而為用戶提供數(shù)據(jù)在不同層次上的抽象視圖，這就是數(shù)據(jù)抽象。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過3個(gè)層次的抽象來向用戶屏蔽復(fù)雜性，簡化系統(tǒng)的用戶界面。這3個(gè)層次也稱為三級模式結(jié)構(gòu)，由內(nèi)模式、模式和外模式組成。三級模式結(jié)構(gòu)如圖1.4所示。1.4 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)下一頁返回1. 內(nèi)模式（物理級）物理層次的抽象，描述數(shù)據(jù)實(shí)際上是如何存儲(chǔ)的。2. 模式（概念級）比物理層稍高層次的邏輯層抽象，描述數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)什么數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)間存在什么關(guān)系。3. 外模式（用戶級）最高層次的視圖層抽象，但只描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫的某個(gè)部分。1.4 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)下一頁返回上一頁通過以上三級模式結(jié)構(gòu)，可

9、以從3種不同的觀點(diǎn)出發(fā)去觀察數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，這就是3種不同的數(shù)據(jù)觀：外部數(shù)據(jù)觀、概念數(shù)據(jù)觀和內(nèi)部數(shù)據(jù)觀，它們之間的差別在于對數(shù)據(jù)有不同的看法和理解。1.4.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次間的映射數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個(gè)層次間的聯(lián)系是通過二級映射來完成的。（1）模式與外模式的映射模式與外模式的映射定義了某個(gè)外模式和模式的對應(yīng)關(guān)系。對應(yīng)同一個(gè)模式，可以有任意多個(gè)外模式。當(dāng)模式發(fā)生改變時(shí)，只要改變其映射以保證外模式保持不變。1.4 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)下一頁返回上一頁（2）模式與內(nèi)模式的映射模式與內(nèi)模式的映射定義了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系，它說明邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何表示的。當(dāng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，改變模

10、式與內(nèi)模式的映射就能使模式改變。1.4 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)返回上一頁從用戶角度來看，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分為單用戶結(jié)構(gòu)、主從式結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)和客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)。1.5.1 單用戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)單用戶的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是最早期的最簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在單用戶系統(tǒng)中，整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)等都裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，由一個(gè)用戶獨(dú)占，不同的機(jī)器間不能共享數(shù)據(jù)。1.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類下一頁返回1.5.2 主從式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主從式結(jié)構(gòu)是指一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)等集中存放在主機(jī)上，所有任務(wù)都由主機(jī)完成，各個(gè)用戶通過主機(jī)的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)，共享數(shù)據(jù)

11、資源。1.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類下一頁返回上一頁1.5.3 分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是個(gè)整體，但物理分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上。網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用；也可以同時(shí)存取和處理多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用。1.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類下一頁返回上一頁1.5.4 客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主從式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的主機(jī)或者分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)機(jī)都是一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，既執(zhí)行DBMS功能，又執(zhí)行應(yīng)用程序。隨著工作站功能的增強(qiáng)和廣泛使用，人們開始把DBMS的功能和應(yīng)用分開。網(wǎng)絡(luò)中某些結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門執(zhí)行DBMS

12、功能，稱為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，簡稱服務(wù)器，其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝DBMS外圍應(yīng)用開發(fā)工具，支持用戶的應(yīng)用，稱為客戶機(jī)，這就是客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。1.5 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類返回上一頁概念模型也稱為“實(shí)體聯(lián)系模型”。實(shí)體聯(lián)系模型就是人們?yōu)檎_直觀地反映客觀事物及其聯(lián)系，對所研究的信息世界建立的一個(gè)抽象的模型，是現(xiàn)實(shí)世界到信息世界的第一層抽象，是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和用戶之間進(jìn)行交流的語言。1.6.1 概念模型名詞術(shù)語 實(shí)體（Entity）：客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體。實(shí)體既可以是實(shí)際的事物，也可以是抽象的概念或聯(lián)系。1.6 概念模型下一頁返回 屬性（Attribute）：屬性就是實(shí)體所具有的特

13、性，一個(gè)實(shí)體可以由若干個(gè)屬性描述。實(shí)體有很多特性，每一個(gè)特性稱為屬性。屬性的具體體現(xiàn)稱為屬性值。屬性值集合的取值范圍成為屬性值域。 域（Domain）：屬性的取值范圍稱為該屬性的域。 實(shí)體集（Entity Set）：具有相同屬性的實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。性質(zhì)相同的同類實(shí)體的集合稱為實(shí)體集。 鍵（Key）：鍵是能夠唯一地標(biāo)識(shí)出一個(gè)實(shí)體集中每一個(gè)實(shí)體的屬性或?qū)傩越M合，鍵也被稱為關(guān)鍵字或碼。1.6 概念模型下一頁返回上一頁 聯(lián)系（Relationship）：聯(lián)系分為兩種，一種是實(shí)體內(nèi)部各屬性之間的聯(lián)系，另一種是實(shí)體之間的聯(lián)系。 1.6.2 實(shí)體間的聯(lián)系聯(lián)系是實(shí)體間的相互關(guān)聯(lián)。實(shí)體間的聯(lián)系有兩種方式：一

14、種是實(shí)體集與實(shí)體集之間的聯(lián)系，另一種是實(shí)體集內(nèi)部的聯(lián)系。 1.6.3 E-R圖畫法描述概念模型的主要工具為E-R圖，1976年P(guān).P.S.Chen提出了實(shí)體聯(lián)系方法（Entity-Relationship Approach）。該方法用E-R圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。1.6 概念模型下一頁返回上一頁1. E-R圖的基本元素 矩形：代表實(shí)體集；在框內(nèi)寫上實(shí)體名，如 橢圓：代表屬性；在橢圓內(nèi)寫上屬性名，如 菱形：代表實(shí)體間的聯(lián)系集；聯(lián)系以適用含義命名，名字寫在菱形框內(nèi)，并用無向邊將菱形分別與有關(guān)的實(shí)體連接，聯(lián)系的類型可以是1:1，1:n或m:n（一對一、一對多、多對多聯(lián)系）。圖1.10表示實(shí)體間的

15、3種聯(lián)系。 連線：將屬性與實(shí)體集相連或?qū)?shí)體集與聯(lián)系集相連。除連線以外，每個(gè)元素上都標(biāo)有它所代表的實(shí)體、屬性或聯(lián)系。1.6 概念模型下一頁返回上一頁學(xué)生學(xué)號需要說明的是，除了這些基本的E-R圖構(gòu)件以外，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，為了更加準(zhǔn)確、形象、簡單地描述被建模的對象，有時(shí)候也允許設(shè)計(jì)人員自定義一些E-R圖的構(gòu)件。在這件事情上，沒有嚴(yán)格的規(guī)定，只要事先約定好了就可以。2. E-R圖畫法下面以教師、學(xué)生、課程3個(gè)實(shí)體集為例解釋如何畫出其E-R圖。1.6 概念模型下一頁返回上一頁信息如下：教師：職工號、姓名、年齡、職稱。學(xué)生：學(xué)號、姓名、性別、年齡。課程：課程號、課程名、學(xué)時(shí)數(shù)。這個(gè)E-R模型的具體建立過

16、程如下： 確定實(shí)體類型。3個(gè)實(shí)體類型分別為教師、學(xué)生及課程。 確定聯(lián)系類型。學(xué)生和課程之間是n:m聯(lián)系，課程和教師之間是n:1聯(lián)系，分別定義聯(lián)系類型是學(xué)習(xí)、任課。1.6 概念模型下一頁返回上一頁 確定實(shí)體類型和聯(lián)系類型屬性。實(shí)體類型“學(xué)生”的屬性是：學(xué)號、姓名、性別、年齡。實(shí)體類型“課程”的屬性是：課程號、課程名、學(xué)時(shí)數(shù)。實(shí)體類型“教師”的屬性是：職工號、姓名、年齡、職稱。 確定聯(lián)系類型的屬性。聯(lián)系類型的屬性應(yīng)為兩實(shí)體聯(lián)系以后產(chǎn)生的屬性。聯(lián)系類型“學(xué)習(xí)”有屬性“成績”，聯(lián)系類型“任課”有屬性“班級”。 畫出E-R圖，如圖l.11所示。1.6 概念模型下一頁返回上一頁3. 具體設(shè)計(jì)E-R圖時(shí)應(yīng)遵

17、循的原則 針對特定用戶的應(yīng)用，確定實(shí)體、屬性和實(shí)體間的聯(lián)系，做出反映該用戶視圖的局部E-R圖。 綜合各個(gè)用戶的局部E-R圖，產(chǎn)生反映數(shù)據(jù)庫整體概念的總體E-R圖。在綜合時(shí)，出現(xiàn)于不同E-R圖中的同名實(shí)體，只能在總體E-R圖中出現(xiàn)一次，以便消除冗余。要消除那些同名異義或同義異名的現(xiàn)象，以保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性。1.6 概念模型下一頁返回上一頁另外，在綜合時(shí)也可以在總體E-R圖中增加新的聯(lián)系。經(jīng)過綜合后生成的總體E-R圖必須滿足以下條件：能準(zhǔn)確地反映原來的局部E-R圖，包括屬性、實(shí)體及相互聯(lián)系。整體概念一致性，不能存在相互矛盾的表達(dá)。應(yīng)該指出，一個(gè)系統(tǒng)的E-R圖不是唯一的。強(qiáng)調(diào)不同側(cè)面和不同聯(lián)系，生成的E

18、-R圖可能有很大的差別。1.6 概念模型返回上一頁1.7.1 數(shù)據(jù)模型的類型數(shù)據(jù)庫類型根據(jù)數(shù)據(jù)模型可劃分為：層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。1. 層次模型層次模型是三大經(jīng)典數(shù)據(jù)模型中出現(xiàn)得最早的一個(gè)，基于層次模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS是IBM公司于1968年推出的世界上第一個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS。層次模型是以記錄型為結(jié)點(diǎn)的有向樹。在樹中，把無雙親的記錄稱為根記錄，其他記錄稱為從屬記錄。除根記錄外，任何記錄只有一個(gè)父記錄。一個(gè)父記錄可以有多個(gè)子記錄。1.7 數(shù)據(jù)模型下一頁返回2. 網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型也是較早出現(xiàn)的數(shù)據(jù)模型，其典型代表是美國CODASYL組織的下屬機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫任務(wù)組（DBTG）于197

19、1年4月提出的DBTG報(bào)告。目前實(shí)際運(yùn)行的大多數(shù)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是按DBTG規(guī)范實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)狀模型和層次模型在本質(zhì)上是一樣的，網(wǎng)狀是層次的一般形式，而層次是網(wǎng)狀的特殊形式。網(wǎng)狀模型和層次模型一樣都是用指針來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)文件之間的聯(lián)系。其差別在于網(wǎng)狀模型中的連線或指針更加復(fù)雜，更加縱橫交錯(cuò)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不像層次模型那樣簡單、清晰。1.7 數(shù)據(jù)模型下一頁返回上一頁3. 關(guān)系模型IBM公司的EFCdd在1970年至1974年發(fā)表了一系列有關(guān)關(guān)系模型的論文，從而奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。用表格數(shù)據(jù)來表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的模型叫關(guān)系模型。在關(guān)系模型中不存在指針，描述各個(gè)實(shí)體之間聯(lián)系的信息也隱含在關(guān)系中，所以在關(guān)

20、系中應(yīng)存放兩類數(shù)據(jù)：實(shí)體本身的數(shù)據(jù)和實(shí)體間的聯(lián)系。1.7 數(shù)據(jù)模型下一頁返回上一頁1.7.2 E-R模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換E-R模型反映的是現(xiàn)實(shí)世界，無法定義數(shù)據(jù)庫。當(dāng)前大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫都是關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。我們可以把E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的定義。1. E-R模型到關(guān)系模型基本轉(zhuǎn)換規(guī)則 E-R圖中所有實(shí)體都用關(guān)系來表示，該關(guān)系包括對應(yīng)實(shí)體的全部屬性。 E-R圖中的聯(lián)系，依據(jù)聯(lián)系方式的不同，采用不同的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。1.7 數(shù)據(jù)模型下一頁返回上一頁2. 幾種不同聯(lián)系情況E-R圖的轉(zhuǎn)換（1）兩實(shí)體間1:n聯(lián)系兩實(shí)體分別轉(zhuǎn)換為關(guān)系，實(shí)體中的所有屬性都對應(yīng)為關(guān)系的屬性，如果聯(lián)系包括屬性，也

21、一并放入表示“n”方實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系中。（2）兩實(shí)體間的m:n聯(lián)系 兩實(shí)體分別轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系。 為聯(lián)系單獨(dú)建立一個(gè)關(guān)系，把兩實(shí)體關(guān)系中的關(guān)鍵字均放入聯(lián)系中作為其關(guān)鍵字。1.7 數(shù)據(jù)模型下一頁返回上一頁（3）兩實(shí)體間1:1聯(lián)系這種情況實(shí)際上是兩實(shí)體間1:n聯(lián)系的特例，可在兩實(shí)體對應(yīng)的任一關(guān)系中多設(shè)一個(gè)字段作為外部關(guān)鍵字。1.7 數(shù)據(jù)模型返回上一頁數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)處理信息的核心和基礎(chǔ)，因而數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的關(guān)鍵性工作。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)包括信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的靜態(tài)模型，即模式與子模式的設(shè)計(jì)稱為數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在模型上的動(dòng)態(tài)操作，即應(yīng)用程序設(shè)計(jì)稱為數(shù)據(jù)庫的行為設(shè)計(jì)。現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法

22、強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為設(shè)計(jì)相結(jié)合，這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一。1.8 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述下一頁返回對于從事數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的人員來講，應(yīng)該具備多方面的技術(shù)和知識(shí)，主要有如下幾項(xiàng)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)技術(shù)。 軟件工程的原理和方法。 應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)。1.8 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述下一頁返回上一頁1.8.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法簡述在數(shù)據(jù)庫發(fā)展初期，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要采用手工試湊法。此方法與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平直接相關(guān)。缺乏科學(xué)的理論和工程原則支持，很難保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。通常是在數(shù)據(jù)庫投入使用后才能發(fā)現(xiàn)問題，使維護(hù)代價(jià)昂貴。人們經(jīng)過探索提出了運(yùn)用軟件工程的思想和方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的規(guī)范

23、化設(shè)計(jì)方法。比較著名的有新奧爾良方法，基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法，基于3NF（第三范式）的設(shè)計(jì)方法，基于抽象語法規(guī)范的設(shè)計(jì)方法等，這些是在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的不同階段支持實(shí)現(xiàn)的具體技術(shù)和方法。1.8 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述下一頁返回上一頁1.8.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟按規(guī)范設(shè)計(jì)的方法將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為以下6個(gè)階段。（1）系統(tǒng)需求分析階段進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)首先必須準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。需求分析是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)。（2）概念設(shè)計(jì)階段概念設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，它通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念。1.8 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述下一頁返回上一頁（3）邏輯設(shè)計(jì)階段邏輯設(shè)計(jì)任務(wù)就是將概念設(shè)計(jì)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進(jìn)行優(yōu)化。（4）數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段物理設(shè)計(jì)的任務(wù)是將邏輯模型轉(zhuǎn)換為特定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所接受的數(shù)據(jù)庫（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）。（5）應(yīng)用程序編碼、調(diào)試、試運(yùn)行階段在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)人員運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言及其他一些程序設(shè)計(jì)語言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)