1. 數據庫基礎

技術發展

前後經歷 人工管理、文件系統、數據庫系統 等3個階段

 

人工管理階段

• 數據 不保存、不共享、不具備獨立性

• 使用 應用程序管理數據

 

文件系統階段

• 數據長期保存、共享性差、獨立性差

• 數據冗餘大

• 文件系統管理數據

 

數據庫系統階段

• 長期保存、多用戶、多應用程序共享數據

• 數據庫系統管理數據

 

 

 

系統組成

 

 

 

 

 

體系結構

數據庫三級模式結構

模式

• 也稱邏輯模式或概念模式，用於描述全體數據的邏輯結構和特徵

• 位於三級結構中間層

• 1 個數據庫只有 1 個模式

 

外模式

• 也稱爲用戶模式

• 是數據庫用戶能看到的局部數據，是數據庫用戶的數據視圖

• 外模式是模式的子集

• 1個數據庫可有n個外模式

外模式是保護數據安全性的一個有力措施

 

內模式

• 也稱爲存儲模式

• 數據物理結構和存儲方式的描述

• 1個數據庫只有1個內模式

 

 

三級模式之間的映射

外模式 - 模式

同一個模式 任意多個外模式，對於每一個外模式，數據庫系統都存在一個 外模式 - 模式 映射

 

模式 - 內模式

只有一個模式對應一個內模式，因此模式 - 內模式 是惟一的

 

 

 

數據模型

概念

• 數據模型是數據庫系統的核心與基礎，是描述 數據與數據之間的聯繫、數據含義、數據一致性約束的概念性工具集合

• 數據庫模型由數據結構、數據操做、完整性約束組成

 

數據結構：對數據庫系統的靜態描述，描述包括數據類型、性質、數據之間的相互關係

數據操做：對數據庫系統的動態描述，是對數據庫各類對象實例的操做

完整性約束：定義數據模型中數據及其聯繫所具備的制約依存規則

 

 

常見的數據模型

常見的數據模型主要有層次模型、網狀模型、關係模型

 

層次模型

樹型結構表示實體類型及實體之間聯繫

• 每棵樹有且僅有一個無雙親節點：根

• 樹中除根外的全部節點有且只有一個雙親

 

網狀結構

有向圖結構表示實體類型與實體間聯繫

• 用網狀模型編寫應用程序極其複雜，數據獨立性差

 

關係模型

二維表來描述數據，關係模型數據結構簡單、清晰，很高的數據獨立性

 

關係模型基本術語

• 關係：一個二維表就是一個關係

• 元祖：二維表的一行，表中的記錄

• 屬性：二維表的一列，用類型和值表示

• 域：每一個屬性的取值範圍，例如性別的域爲{男、女}

 

關係模型數據約束

• 實體完整性約束：主鍵屬性不能爲空值

• 參照完整性約束：關係之間的基本約束

• 用戶自定義完整性約束：具體屬性的數值要求

 

關係數據庫的規範化

關係數據庫的規範化理論認爲：關係數據庫中的每一個關係都要知足必定的範式。可分爲5個等級。

通常狀況下，知足到第三範式便可 (NF 是Normal Form 縮寫)

 

第一範式 1NF

沒有多餘的重複字段

冗餘字段

符合第一範式的例子

不符合第一範式的例子 

 這裏有多個暱稱，不符合第一範式

 

第二範式 2NF

在第一範式的前提下，每一個非主鍵的字段都要依賴主鍵字段

主鍵 -- 非主鍵 關係

符合第二範式但不符合第三範式的例子 

 

第三範式 3NF 

主鍵 -- 非主鍵 -- 非主鍵

在第二範式基礎上，主鍵和非主鍵的對應關係：a->b 而不是 a -> b -> c（主鍵 - 非主鍵 - 非主鍵）

第三範式要求，去除傳遞依賴

簡單一點來講，即一個表只處理一個事情

例子：

 

 

 

 

關係數據庫的設計原則

1. 最大限度的共享、最小的冗餘度（不是禁止冗餘，要在業務與數據表中作最好的權衡）

2. 新增、修改數據時保證數據的一致性和正確性

3. 保證數據和使用數據的應用程序之間的獨立性

 

 

實體與關係

實體是指客觀存在而且能夠相互區分的事物，實體便可以是實際事物，也能夠是抽象的事物

數據庫中實體的3種關係

一對一

表A中存在1條數據與表B中有且只有1條數據相匹配

 

一對多

表A存在1條數據與表B中的多條數據匹配

 

多對多

表A的多條數據與表B的多條數據匹配，須要創建第3個表（稱爲鏈接表）來實現

鏈接表包含兩個表的主鍵列

 

 

 

常見關係數據庫

Access數據庫

Microsoft Office 中包含Access數據庫，核心是Microsoft Jet 數據庫引擎

 

SQL Server數據庫

微軟開發的大型關係數據庫系統

優點有2點：

• 統一開發環境：SQL Server2005與VS2005擁有統一的開發環境。高版本未知

• .net框架集成：SQL Server 2005包含.NET Framework 2.0。高版本未知

 

Oracle數據庫

美國甲骨文公司提供的分佈式數據庫爲核心的軟件產品

Oracle是全世界使用最爲普遍的關係型數據庫

Oracle在並行處理、實時性、數據處理和速度方面都有較好的性能

 

 

 

思惟導圖