第6章計算機文化基礎（第十版）課件

1、第第 6 6 章章 數(shù)據(jù)庫技術與數(shù)據(jù)庫技術與Access 2010Access 2010 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎2本章內(nèi)容本章內(nèi)容 6.1 數(shù)據(jù)庫技術基礎數(shù)據(jù)庫技術基礎 6.2 數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計6.3 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)6.4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Access 2010 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎36.1 數(shù)據(jù)庫技術基礎數(shù)據(jù)庫技術基礎 6.1.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫的基本概念 6.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 6.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成6.1.4 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型

2、 6.1.5 關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎46.1.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫的基本概念1. 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)是指存儲在某一種媒體上能夠識別的物理符數(shù)據(jù)是指存儲在某一種媒體上能夠識別的物理符號。數(shù)據(jù)的概念包括兩個方面：其一是描述事物特號。數(shù)據(jù)的概念包括兩個方面：其一是描述事物特性的數(shù)據(jù)內(nèi)容；其二是存儲在某一種媒體上的數(shù)據(jù)性的數(shù)據(jù)內(nèi)容；其二是存儲在某一種媒體上的數(shù)據(jù)形式。形式。 2. 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理是指對各種形式的數(shù)據(jù)進行收集、存儲、數(shù)據(jù)處理是指對各種形式的數(shù)據(jù)進行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總和。加工和傳播的一系列活動

3、的總和。 3. 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是長期存放在計算機內(nèi)的、有組織的、可數(shù)據(jù)庫是長期存放在計算機內(nèi)的、有組織的、可以表現(xiàn)為多種形式的可共享的數(shù)據(jù)集合。以表現(xiàn)為多種形式的可共享的數(shù)據(jù)集合。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎56.1.1 數(shù)據(jù)庫的基本概念數(shù)據(jù)庫的基本概念4. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是對數(shù)據(jù)庫進行管理）是對數(shù)據(jù)庫進行管理的系統(tǒng)軟件，它的職能是有效地組織和存儲數(shù)據(jù)，的系統(tǒng)軟件，它的職能是有效地組織和存儲數(shù)據(jù)，獲取和管理數(shù)據(jù)，接受和完成用戶提出的訪問數(shù)據(jù)獲取和管理數(shù)據(jù)，接受和完成用戶提出的訪問數(shù)據(jù)的各種請求。的各

4、種請求。5. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指擁有數(shù)據(jù)庫技術支持的計算機系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指擁有數(shù)據(jù)庫技術支持的計算機系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量相關數(shù)統(tǒng)，它可以實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量相關數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)處理和信息資源共享服務。據(jù)，提供數(shù)據(jù)處理和信息資源共享服務。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎66.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展大致經(jīng)歷了人工管理、數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展大致經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。目前，數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。目前，數(shù)據(jù)倉庫技術和倉庫技術和XML數(shù)據(jù)庫的發(fā)展也十分迅速

5、。數(shù)據(jù)庫的發(fā)展也十分迅速。 1. 人工管理階段人工管理階段 2. 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 1） 數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng) 2） XML數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎76.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 -人工管理階段人工管理階段 20世紀世紀50年代中期以前，計算機主要用于年代中期以前，計算機主要用于科學計算。那時的計算機硬件方面，外存只有卡科學計算。那時的計算機硬件方面，外存只有卡片、紙帶及磁帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設片、紙帶及磁帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設備；軟件方面，只有匯編語言，沒有

6、操作系統(tǒng)和備；軟件方面，只有匯編語言，沒有操作系統(tǒng)和高級語言，更沒有管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)處理的高級語言，更沒有管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)處理的方式是批處理。這些決定了當時的數(shù)據(jù)管理只能方式是批處理。這些決定了當時的數(shù)據(jù)管理只能依賴人工來進行。依賴人工來進行。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎8 人工管理階段的主要特點如下：人工管理階段的主要特點如下： （1）數(shù)據(jù)不進行保存；）數(shù)據(jù)不進行保存； （2）沒有專門的數(shù)據(jù)管理軟件；）沒有專門的數(shù)據(jù)管理軟件； （3）數(shù)據(jù)面向應用；）數(shù)據(jù)面向應用； （4）只有程序的概念。）只有程序的概念。人工管理階段人工管理階段 返 回 目 錄上一頁下

7、一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎96.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 -文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 20世紀世紀60年代，隨著科學技術的發(fā)展，計年代，隨著科學技術的發(fā)展，計算機技術有了很大提高，計算機的應用范圍也不算機技術有了很大提高，計算機的應用范圍也不斷擴大，不僅用于科學計算，還大量用于管理。斷擴大，不僅用于科學計算，還大量用于管理。這時的計算機硬件已經(jīng)有了磁盤、磁鼓等直接存這時的計算機硬件已經(jīng)有了磁盤、磁鼓等直接存取的外存設備；軟件則有了操作系統(tǒng)、高級語言，取的外存設備；軟件則有了操作系統(tǒng)、高級語言，操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)是專門用于數(shù)據(jù)管理的軟操作系統(tǒng)中的文件系

8、統(tǒng)是專門用于數(shù)據(jù)管理的軟件；處理方式不僅有批處理，還增加了聯(lián)機實時件；處理方式不僅有批處理，還增加了聯(lián)機實時處理。處理。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎10文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段 文件系統(tǒng)階段的主要特點如下：文件系統(tǒng)階段的主要特點如下： （1）數(shù)據(jù)可以長期保存在磁盤上；）數(shù)據(jù)可以長期保存在磁盤上； （2）文件系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的存取方法；）文件系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)與程序之間的存取方法； （3）數(shù)據(jù)冗余量大；）數(shù)據(jù)冗余量大； （4）文件之間缺乏聯(lián)系，相對孤立，仍然不能反）文件之間缺乏聯(lián)系，相對孤立，仍然不能反映客觀世界各個事物之間錯綜復雜的聯(lián)系。映客觀世界各個事物之

9、間錯綜復雜的聯(lián)系。返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎116.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 -數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 20世紀世紀60年代末以來，計算機的應用更為廣年代末以來，計算機的應用更為廣泛，用于數(shù)據(jù)管理的規(guī)模也更為龐大，由此帶來泛，用于數(shù)據(jù)管理的規(guī)模也更為龐大，由此帶來數(shù)據(jù)量的急劇膨脹。計算機磁盤技術有了很大發(fā)數(shù)據(jù)量的急劇膨脹。計算機磁盤技術有了很大發(fā)展，出現(xiàn)了大容量的磁盤。在處理方式上，聯(lián)機展，出現(xiàn)了大容量的磁盤。在處理方式上，聯(lián)機實時處理的要求更多。這種變化促使了數(shù)據(jù)管理實時處理的要求更多。這種變化促使了數(shù)據(jù)管理手段的進步，數(shù)

10、據(jù)庫技術應運而生。手段的進步，數(shù)據(jù)庫技術應運而生。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎12數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的主要特點如下：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的主要特點如下： （1）數(shù)據(jù)的結構化；）數(shù)據(jù)的結構化； （2）數(shù)據(jù)共享性好；）數(shù)據(jù)共享性好； （3）數(shù)據(jù)獨立性好；）數(shù)據(jù)獨立性好； （4）數(shù)據(jù)存儲粒度小；）數(shù)據(jù)存儲粒度??； （5）為用戶提供了友好的接口。）為用戶提供了友好的接口。返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎13 數(shù)據(jù)管理三個階段的比較數(shù)據(jù)管理三個階段的比較 人人 工工 管管 理理 階階 段段 文文 件件 系系 統(tǒng)統(tǒng) 階階

11、 段段 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 系系 統(tǒng)統(tǒng) 階階 段段 背背景景應用背景應用背景 科學計算科學計算 科學計算、管理科學計算、管理 大規(guī)模管理大規(guī)模管理 硬件背景硬件背景 無直接存取存儲設無直接存取存儲設備備 磁盤、磁鼓磁盤、磁鼓 大容量磁盤大容量磁盤 軟件背景軟件背景 無操作系統(tǒng)無操作系統(tǒng) 有文件系統(tǒng)有文件系統(tǒng) 有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)處理方式處理方式 批處理批處理 聯(lián)機實時處理、聯(lián)機實時處理、批處理批處理 聯(lián)機實時處理、分布處理、批處理聯(lián)機實時處理、分布處理、批處理 特特點點數(shù)據(jù)的管理者數(shù)據(jù)的管理者 用戶（程序員）用戶（程序員） 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)面向的對

12、象數(shù)據(jù)面向的對象 某一應用程序某一應用程序 某一應用某一應用 現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界 數(shù)據(jù)的共享程度數(shù)據(jù)的共享程度 無共享，冗余度大無共享，冗余度大 共享性差，冗余共享性差，冗余度大度大 共享性高，冗余度小共享性高，冗余度小 數(shù)據(jù)的獨立性數(shù)據(jù)的獨立性 不獨立，完全依賴不獨立，完全依賴于程序于程序 獨立性差獨立性差 具有高度的物理獨立性和一定的邏具有高度的物理獨立性和一定的邏輯獨立性輯獨立性 數(shù)據(jù)的結構化數(shù)據(jù)的結構化 無結構無結構 記錄內(nèi)有結構，記錄內(nèi)有結構，整體無結構整體無結構 整體結構化，用數(shù)據(jù)模型描述整體結構化，用數(shù)據(jù)模型描述 數(shù)據(jù)控制能力數(shù)據(jù)控制能力 應用程序自己控制應用程序自己控制 應用程序

13、自己控應用程序自己控制制 由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)安全性、完整性、并發(fā)控制和恢復能力完整性、并發(fā)控制和恢復能力 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎146.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 -數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)倉庫技術是目前數(shù)據(jù)處理中發(fā)展十分迅數(shù)據(jù)倉庫技術是目前數(shù)據(jù)處理中發(fā)展十分迅速的一個分支。所謂數(shù)據(jù)倉庫，是對長期數(shù)據(jù)的速的一個分支。所謂數(shù)據(jù)倉庫，是對長期數(shù)據(jù)的存儲，這些數(shù)據(jù)來自于多個異種數(shù)據(jù)源。通過數(shù)存儲，這些數(shù)據(jù)來自于多個異種數(shù)據(jù)源。通過數(shù)據(jù)倉庫提供的聯(lián)機分析處理（據(jù)倉庫提供的聯(lián)機分析處理（OLAP）工具，

14、實）工具，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)分析，以便向管理決策層提供支持?，F(xiàn)多維數(shù)據(jù)分析，以便向管理決策層提供支持。數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)允許將各種應用系統(tǒng)集成在一起，數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)允許將各種應用系統(tǒng)集成在一起，為統(tǒng)一的歷史數(shù)據(jù)分析提供堅實的平臺，對海量為統(tǒng)一的歷史數(shù)據(jù)分析提供堅實的平臺，對海量信息處理進行支持。目前數(shù)據(jù)倉庫已經(jīng)日漸成為信息處理進行支持。目前數(shù)據(jù)倉庫已經(jīng)日漸成為數(shù)據(jù)分析和聯(lián)機分析處理的重要平臺。數(shù)據(jù)分析和聯(lián)機分析處理的重要平臺。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎15數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)倉庫的主要特征如下：數(shù)據(jù)倉庫的主要特征如下：（1）面向主題特性：圍繞某一主題建模和分）面向

15、主題特性：圍繞某一主題建模和分析；析；（2）集成特性：將多個異種數(shù)據(jù)源以及事務）集成特性：將多個異種數(shù)據(jù)源以及事務記錄集成在一起；記錄集成在一起；（3）時變特性：數(shù)據(jù)存儲從歷史的角度提供）時變特性：數(shù)據(jù)存儲從歷史的角度提供信息；信息；（4）非易失特性：總是物理地獨立存放數(shù)據(jù)。）非易失特性：總是物理地獨立存放數(shù)據(jù)。返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎16數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的區(qū)別數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的區(qū)別 （1）面向的用戶不同。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向使用單位的低）面向的用戶不同。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)面向使用單位的低層人員，用于日常數(shù)據(jù)的分析和處理；數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)面層人員，用于日

16、常數(shù)據(jù)的分析和處理；數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)面向的是使用單位的決策人員，提供決策支持。向的是使用單位的決策人員，提供決策支持。（2）數(shù)據(jù)內(nèi)容不同。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲和管理的是當前）數(shù)據(jù)內(nèi)容不同。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存儲和管理的是當前的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)存儲的是長期積累的歷史數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)存儲的是長期積累的歷史數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)來源不同。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一般來源于同種數(shù)）數(shù)據(jù)來源不同。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一般來源于同種數(shù)據(jù)源，而數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)可以來源于多個異種數(shù)據(jù)源。據(jù)源，而數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)可以來源于多個異種數(shù)據(jù)源。（4）數(shù)據(jù)的操作不同。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了聯(lián)機事務處）數(shù)據(jù)的操作不同。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了聯(lián)機事務處理（理（OLTP，

17、On-Line Transaction Processing）系統(tǒng)，）系統(tǒng)，而數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)主要提供了聯(lián)機分析處理（而數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)主要提供了聯(lián)機分析處理（OLAP，On-Line Analytical Processing）和決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)）和決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)。數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)。返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎176.1.2 數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理技術的發(fā)展 -XML數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 XML數(shù)據(jù)庫是一種支持對數(shù)據(jù)庫是一種支持對XML格式文檔進行格式文檔進行存儲和查詢等操作的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，存儲和查詢等操作的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。在系

18、統(tǒng)中，開發(fā)人員可以對數(shù)據(jù)庫中的開發(fā)人員可以對數(shù)據(jù)庫中的XML文檔進行查詢、文檔進行查詢、導出和指定格式的序列化。導出和指定格式的序列化。 XML（Extensible Markup Language）即可擴）即可擴展標記語言，它與展標記語言，它與HTML一樣，都是一樣，都是SGML（Standard Generalized Markup Language，標，標準通用標記語言）。準通用標記語言）。XML作為一種簡單的數(shù)據(jù)作為一種簡單的數(shù)據(jù)存儲語言，僅僅使用一系列簡單的標記來描述存儲語言，僅僅使用一系列簡單的標記來描述數(shù)據(jù)。雖然數(shù)據(jù)。雖然XML比二進制數(shù)據(jù)要占用更多的空比二進制數(shù)據(jù)要占用更多的空

19、間，但間，但XML極其簡單，易于掌握和使用，尤其極其簡單，易于掌握和使用，尤其具有跨平臺的特性。具有跨平臺的特性。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎186.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由四部分組成，即硬件系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件（包括操作系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由四部分組成，即硬件系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件（包括操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)和各類人員。統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)和各類人員。1. 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 由于一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量很大，加之由于一般數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量很大，加之DBMS豐富的強有力的豐富的強有力的功能使得自身的體積很大，因此，整個數(shù)據(jù)

20、庫系統(tǒng)對硬件資源提功能使得自身的體積很大，因此，整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對硬件資源提出了較高的要求。出了較高的要求。2. 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)庫接口的系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)庫接口的高級語言及其編譯系統(tǒng)，以及以高級語言及其編譯系統(tǒng)，以及以DBMS為核心的應用程序開發(fā)工為核心的應用程序開發(fā)工具。具。3. 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)是為特定應用開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應用軟件。數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)是為特定應用開發(fā)的數(shù)據(jù)庫應用軟件。4. 各類人員各類人員 參與分析、設計、管理、維護和使用數(shù)據(jù)庫的人員均是數(shù)據(jù)庫參與分析、設計、管理、維護和使用

21、數(shù)據(jù)庫的人員均是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成部分。這些人員包括數(shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員、應系統(tǒng)的組成部分。這些人員包括數(shù)據(jù)庫管理員、系統(tǒng)分析員、應用程序員和最終用戶。用程序員和最終用戶。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎196.1.4 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫是企業(yè)或組織所涉及的數(shù)據(jù)的提取和綜合，數(shù)據(jù)庫是企業(yè)或組織所涉及的數(shù)據(jù)的提取和綜合，它不僅反映數(shù)據(jù)本身，而且反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。它不僅反映數(shù)據(jù)本身，而且反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)庫用數(shù)據(jù)模型對現(xiàn)實世界進行抽象，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫用數(shù)據(jù)模型對現(xiàn)實世界進行抽象，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均是基于某種數(shù)據(jù)模型的。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均是基于某種數(shù)據(jù)模型的。數(shù)據(jù)庫

22、中最常見的數(shù)據(jù)模型有三種，即層次模型、數(shù)據(jù)庫中最常見的數(shù)據(jù)模型有三種，即層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型。網(wǎng)狀模型和關系模型。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎206.1.4 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 -層次模型層次模型 若用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。若用圖來表示，層次模型是一棵倒立的樹。在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下兩個條件的數(shù)據(jù)模型在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下兩個條件的數(shù)據(jù)模型稱為層次模型：稱為層次模型： （1）有且僅有一個結點無父結點，這個結點稱）有且僅有一個結點無父結點，這個結點稱為根結點；為根結點； （2）其他結點有且僅有一個父結點。）其他結點有且僅有一個父結點。 在層次模型中，

23、結點層次從根開始定義，根在層次模型中，結點層次從根開始定義，根為第一層，根的子結點為第二層，根為其子為第一層，根的子結點為第二層，根為其子結點的父結點，同一父結點的子結點稱為兄結點的父結點，同一父結點的子結點稱為兄弟結點，沒有子結點的結點稱為葉結點。弟結點，沒有子結點的結點稱為葉結點。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎21層次模型層次模型 下圖是一個抽象層次模型，下圖是一個抽象層次模型，R1為根結點；為根結點；R2和和R3為兄弟結點，并且是為兄弟結點，并且是R1的子結點；的子結點；R4和和R5為兄弟結點，并且是為兄弟結點，并且是R2的子結點；的子結點；R3、R4和和R

24、5為葉結點。為葉結點。層次模型結構 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎226.1.4 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 -網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 若用圖來表示，網(wǎng)狀模型是一個網(wǎng)絡。在數(shù)據(jù)若用圖來表示，網(wǎng)狀模型是一個網(wǎng)絡。在數(shù)據(jù)庫中，滿足以下兩個條件之一的數(shù)據(jù)模型稱為庫中，滿足以下兩個條件之一的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。網(wǎng)狀模型。 （1）允許一個以上的結點無父結點；）允許一個以上的結點無父結點； （2）允許結點可以有多于一個的父結點。）允許結點可以有多于一個的父結點。 由于在網(wǎng)狀模型中子結點與父結點的聯(lián)系不是由于在網(wǎng)狀模型中子結點與父結點的聯(lián)系不是唯一的，所以要為每個聯(lián)系命名，并指出與該唯一的，所

25、以要為每個聯(lián)系命名，并指出與該聯(lián)系有關的父結點和子結點。聯(lián)系有關的父結點和子結點。 網(wǎng)狀模型允許一個以上的結點無父結點或某一網(wǎng)狀模型允許一個以上的結點無父結點或某一個結點有一個以上的父結點，從而構成了比層個結點有一個以上的父結點，從而構成了比層次結構復雜的網(wǎng)狀結構。次結構復雜的網(wǎng)狀結構。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎23網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型 下圖是一個抽象網(wǎng)狀模型，下圖是一個抽象網(wǎng)狀模型，R1與與R2之間的聯(lián)系被之間的聯(lián)系被命名為命名為L1，R1與與R4之間的聯(lián)系被命名為之間的聯(lián)系被命名為L2，R3與與R4之間的聯(lián)系被命名為之間的聯(lián)系被命名為L3，R4與與R5之間的聯(lián)

26、之間的聯(lián)系被命名為系被命名為L4，R2與與R5之間的聯(lián)系被命名為之間的聯(lián)系被命名為L5。R1為為R2和和R4的父結點，的父結點，R3也是也是R4的父結點。的父結點。R1和和R3沒有父結點。沒有父結點。 網(wǎng)狀模型結構 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎246.1.4 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 -關系模型關系模型關 系 模 型 把 世 界 看 作 是 由 實 體 （關 系 模 型 把 世 界 看 作 是 由 實 體 （ E n t i t y ） 和 聯(lián) 系） 和 聯(lián) 系（Relationship）構成的。）構成的。所謂聯(lián)系就是指實體之間的關系，即實體之間的對應關系。所謂聯(lián)系就是指

27、實體之間的關系，即實體之間的對應關系。聯(lián)系可以分為三種：聯(lián)系可以分為三種： （1）一對一的聯(lián)系。如：一個班級只有一個班長，一個班長）一對一的聯(lián)系。如：一個班級只有一個班長，一個班長只屬于一個班級，班長和班級之間為一對一的聯(lián)系。只屬于一個班級，班長和班級之間為一對一的聯(lián)系。 （2）一對多的聯(lián)系。如：相同性別的人有許多個，一個人只）一對多的聯(lián)系。如：相同性別的人有許多個，一個人只有一種性別，性別與人之間為一對多的聯(lián)系。有一種性別，性別與人之間為一對多的聯(lián)系。 （3）多對多的聯(lián)系。如：一個人可以選多門課，一門課可以）多對多的聯(lián)系。如：一個人可以選多門課，一門課可以被很多人選，人與課程之間是多對多的聯(lián)

28、系。被很多人選，人與課程之間是多對多的聯(lián)系。通過聯(lián)系就可以用一個實體的信息來查找另一個實體的信息。通過聯(lián)系就可以用一個實體的信息來查找另一個實體的信息。關系模型把所有的數(shù)據(jù)都組織到表中。表是由行和列組成的，關系模型把所有的數(shù)據(jù)都組織到表中。表是由行和列組成的，反映了現(xiàn)實世界中的事實和值。反映了現(xiàn)實世界中的事實和值。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎25關系模型關系模型 滿足下列條件的二維表，在關系模型中，稱為滿足下列條件的二維表，在關系模型中，稱為關系。關系。 （1）每一列中的分量是類型相同的數(shù)據(jù)；）每一列中的分量是類型相同的數(shù)據(jù)； （2）列的順序可以是任意的；）列的

29、順序可以是任意的； （3）行的順序可以是任意的；）行的順序可以是任意的； （4）表中的分量是不可再分割的最小數(shù)據(jù)項，）表中的分量是不可再分割的最小數(shù)據(jù)項，即表中不允許有子表；即表中不允許有子表； （5）表中的任意兩行不能完全相同。）表中的任意兩行不能完全相同。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎26關系模型關系模型 如下面給出的如下面給出的“學生基本情況表學生基本情況表”便是一個便是一個關系：關系： 學學 號號姓姓 名名性性 別別出生日期出生日期入學成績?nèi)雽W成績0802011001張張 莉莉女女1989-10-015400802011002董董 源源男男1988-01-

30、255760802011003雷曉亮雷曉亮男男1990-10-066010802011004劉劉 萌萌女女1987-08-265560802011005李李 彬彬男男1991-06-14612 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎27關系模型關系模型 層次數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的先驅(qū)，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫層次數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的先驅(qū)，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫則為數(shù)據(jù)庫在概念、方法、技術上的發(fā)展奠定了則為數(shù)據(jù)庫在概念、方法、技術上的發(fā)展奠定了基礎，它們是數(shù)據(jù)庫技術研究最早的兩種數(shù)據(jù)庫，基礎，它們是數(shù)據(jù)庫技術研究最早的兩種數(shù)據(jù)庫，而且也曾得到廣泛的應用。但是，這兩種數(shù)據(jù)庫而且也曾得到廣泛的應用。但是

31、，這兩種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)存在著結構比較復雜、用戶不易掌握、管理系統(tǒng)存在著結構比較復雜、用戶不易掌握、數(shù)據(jù)存取操作必須按照模型結構中已定義好的存數(shù)據(jù)存取操作必須按照模型結構中已定義好的存取路徑進行、操作比較復雜等缺點，這就限制了取路徑進行、操作比較復雜等缺點，這就限制了這兩種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的發(fā)展。這兩種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的發(fā)展。 關系數(shù)據(jù)庫以其數(shù)學理論基礎完善、使用簡單靈關系數(shù)據(jù)庫以其數(shù)學理論基礎完善、使用簡單靈活、數(shù)據(jù)獨立性強等特點，而被公認為是最有前活、數(shù)據(jù)獨立性強等特點，而被公認為是最有前途的一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。途的一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎

32、286.1.5 關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫1. 關系數(shù)據(jù)庫的基本概念關系數(shù)據(jù)庫的基本概念（1）關系：）關系：一個關系就是一張二維表，每個關系有一個關系名。在計算機中，關系的數(shù)據(jù)存儲在文件中，在Access中，一個關系就是數(shù)據(jù)庫文件中的一個表對象。（2）屬性：）屬性：二維表中垂直方向的列稱為屬性，有時也叫做一個字段。（3）域：）域：一個屬性的取值范圍叫做一個域。（4）元組：）元組：二維表中水平方向的行稱為元組，有時也叫做一條記錄。 （5）碼：）碼：又稱為關鍵字。二維表中的某個屬性或?qū)傩越M，若它的值唯一地標識了一個元組，則稱該屬性或?qū)傩越M為候選碼。若一個關系有多個候選碼，則選定其中一個為主碼，也稱之為主

33、鍵。（6）分量：）分量：元組中的一個屬性值叫做元組的一個分量。（7）關系模式：）關系模式：是對關系的描述，它包括關系名、組成該關系的屬性名、屬性到域的映象。通常簡記為：關系名（屬性名1，屬性名2，屬性名n）。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎29關系數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫2. 關系運算關系運算對關系數(shù)據(jù)庫進行查詢時，若要找到用戶關心的數(shù)據(jù)，就需要對關系數(shù)據(jù)庫進行查詢時，若要找到用戶關心的數(shù)據(jù)，就需要對關系進行一定的關系運算。關系運算有兩種：一種是傳統(tǒng)的對關系進行一定的關系運算。關系運算有兩種：一種是傳統(tǒng)的集合運算（并、差、交、廣義笛卡兒積等）；另一種是專門的集合運算（并、差

34、、交、廣義笛卡兒積等）；另一種是專門的關系運算（選擇、投影、連接）。關系運算（選擇、投影、連接）。傳統(tǒng)的集合運算不僅涉及關系的水平方向（即二維表的行），傳統(tǒng)的集合運算不僅涉及關系的水平方向（即二維表的行），而且涉及關系的垂直方向（即二維表的列）。關系運算的操作而且涉及關系的垂直方向（即二維表的列）。關系運算的操作對象是關系，運算的結果仍為關系。專門的關系運算包括：對象是關系，運算的結果仍為關系。專門的關系運算包括：（1）選擇：選擇運算即在關系中選擇滿足指定條件的元組。）選擇：選擇運算即在關系中選擇滿足指定條件的元組。（2）投影：投影運算是在關系中選擇某些屬性（列）。）投影：投影運算是在關系中選

35、擇某些屬性（列）。（3）連接：連接運算是從兩個關系的笛卡兒積中選取屬性間）連接：連接運算是從兩個關系的笛卡兒積中選取屬性間滿足一定條件的元組。滿足一定條件的元組。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎306.2 數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計 6.2.1 數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計概述 6.2.2 需求分析需求分析 6.2.3 概念設計概念設計6.2.4 邏輯設計邏輯設計6.2.5 物理設計物理設計 返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎316.2.1 數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計概述 1. 數(shù)據(jù)庫設計任務數(shù)據(jù)庫設計任務數(shù)據(jù)庫設計是指根據(jù)用戶需求研制數(shù)據(jù)庫結構

36、的過程，數(shù)據(jù)庫設計是指根據(jù)用戶需求研制數(shù)據(jù)庫結構的過程，具體地說，是指對于一個給定的應用環(huán)境，構造最優(yōu)具體地說，是指對于一個給定的應用環(huán)境，構造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)，使之能有的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)，使之能有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足用戶的各種信息處理要求。效地存儲數(shù)據(jù)，滿足用戶的各種信息處理要求。具體地說，數(shù)據(jù)庫設計是把現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)，根據(jù)具體地說，數(shù)據(jù)庫設計是把現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)，根據(jù)各種應用處理的要求，加以合理的組織，滿足硬件和各種應用處理的要求，加以合理的組織，滿足硬件和操作系統(tǒng)的特性，利用已有的操作系統(tǒng)的特性，利用已有的DBMS來建立能夠?qū)崿F(xiàn)來建立能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)

37、目標的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)目標的數(shù)據(jù)庫。 返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎32數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計概述2. 數(shù)據(jù)庫設計的過程數(shù)據(jù)庫設計的過程一般來說，數(shù)據(jù)庫的設計過程大致可分為五個階段：一般來說，數(shù)據(jù)庫的設計過程大致可分為五個階段：（1）需求分析：調(diào)查和分析用戶的業(yè)務活動和數(shù)據(jù)的使用情況，）需求分析：調(diào)查和分析用戶的業(yè)務活動和數(shù)據(jù)的使用情況，弄清所用數(shù)據(jù)的種類、范圍、數(shù)量以及它們在業(yè)務活動中交流的弄清所用數(shù)據(jù)的種類、范圍、數(shù)量以及它們在業(yè)務活動中交流的情況，確定用戶對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的使用要求和各種約束條件等，形情況，確定用戶對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的使用要求和各種約束條件等，形成

38、用戶需求規(guī)約。成用戶需求規(guī)約。（2）概念設計：針對用戶要求描述的現(xiàn)實世界（可能是一個工）概念設計：針對用戶要求描述的現(xiàn)實世界（可能是一個工廠、一個商場或者一個學校等），通過對其中數(shù)據(jù)的分類、聚集廠、一個商場或者一個學校等），通過對其中數(shù)據(jù)的分類、聚集和概括，建立抽象的概念數(shù)據(jù)模型。和概括，建立抽象的概念數(shù)據(jù)模型。（3）邏輯設計：將現(xiàn)實世界的概念數(shù)據(jù)模型設計成數(shù)據(jù)庫的一）邏輯設計：將現(xiàn)實世界的概念數(shù)據(jù)模型設計成數(shù)據(jù)庫的一種邏輯模式，即適應于某種特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的邏輯數(shù)種邏輯模式，即適應于某種特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的邏輯數(shù)據(jù)模式。與此同時，可能還需要為各種數(shù)據(jù)處理應用領域產(chǎn)生相據(jù)模式。與

39、此同時，可能還需要為各種數(shù)據(jù)處理應用領域產(chǎn)生相應的邏輯子模式。這一步設計的結果就是所謂的應的邏輯子模式。這一步設計的結果就是所謂的“邏輯數(shù)據(jù)庫邏輯數(shù)據(jù)庫”。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎33數(shù)據(jù)庫設計的階段數(shù)據(jù)庫設計的階段 （4）物理設計；根據(jù)特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提供的多種存儲結）物理設計；根據(jù)特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所提供的多種存儲結構和存取方法等依賴于具體計算機結構的各項物理設計措施，對構和存取方法等依賴于具體計算機結構的各項物理設計措施，對具體的應用任務選定最合適的物理存儲結構（包括文件類型、索具體的應用任務選定最合適的物理存儲結構（包括文件類型、索引結構和數(shù)據(jù)的

40、存放次序、存取方法和存取路徑等）。這一步設引結構和數(shù)據(jù)的存放次序、存取方法和存取路徑等）。這一步設計的結果就是所謂的計的結果就是所謂的“物理數(shù)據(jù)庫物理數(shù)據(jù)庫”。 （5）驗證設計：在上述設計的基礎上收集數(shù)據(jù)并具體建立一個）驗證設計：在上述設計的基礎上收集數(shù)據(jù)并具體建立一個數(shù)據(jù)庫，運行一些典型的應用任務來驗證數(shù)據(jù)庫設計的正確性和數(shù)據(jù)庫，運行一些典型的應用任務來驗證數(shù)據(jù)庫設計的正確性和合理性。一般來說，一個大型數(shù)據(jù)庫的設計過程往往需要經(jīng)過多合理性。一般來說，一個大型數(shù)據(jù)庫的設計過程往往需要經(jīng)過多次循環(huán)反復。當設計的某步發(fā)現(xiàn)問題時，可能就需要返回到前面次循環(huán)反復。當設計的某步發(fā)現(xiàn)問題時，可能就需要返回

41、到前面去進行修改，因此，在做上述數(shù)據(jù)庫設計時就應考慮到今后修改去進行修改，因此，在做上述數(shù)據(jù)庫設計時就應考慮到今后修改設計的可能性和方便性。設計的可能性和方便性。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎346.2.2 需求分析需求分析 需求分析是數(shù)據(jù)庫設計的第一步，是設計的基石。需求分需求分析是數(shù)據(jù)庫設計的第一步，是設計的基石。需求分析是否能全面、準確地表達用戶要求，將直接影響到后續(xù)各階析是否能全面、準確地表達用戶要求，將直接影響到后續(xù)各階段的設計，影響到整個數(shù)據(jù)庫設計的可用性和合理性。段的設計，影響到整個數(shù)據(jù)庫設計的可用性和合理性。 1. 需求分析的內(nèi)容和方法需求分析的內(nèi)

42、容和方法 需求分析的目的是獲取用戶的信息要求、處理要求、安全需求分析的目的是獲取用戶的信息要求、處理要求、安全性要求和完整性要求。性要求和完整性要求。 需求分析階段的任務一般分以下步驟：需求分析階段的任務一般分以下步驟：（1）現(xiàn)行系統(tǒng)調(diào)研；）現(xiàn)行系統(tǒng)調(diào)研；（2）業(yè)務及需求分析；）業(yè)務及需求分析；（3）綜合、調(diào)整；）綜合、調(diào)整；（4）編寫需求分析報告，以作為下一階段設計的依據(jù)。）編寫需求分析報告，以作為下一階段設計的依據(jù)。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎35需求分析需求分析2. 用戶要求的描述和分析用戶要求的描述和分析1）數(shù)據(jù)流圖）數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流圖（數(shù)據(jù)流圖（DFD

43、，Data Flow Diagram）是結構化）是結構化分析方法（分析方法（SA，Structured Analysis）的工具之一，它）的工具之一，它描述數(shù)據(jù)處理過程，以圖形化方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入描述數(shù)據(jù)處理過程，以圖形化方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的變換過程。任何一個系統(tǒng)都可以抽象為如下到輸出的變換過程。任何一個系統(tǒng)都可以抽象為如下圖所示的情況。圖所示的情況。 返 回 數(shù)據(jù)流抽象圖 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎36需求分析需求分析2）數(shù)據(jù)字典）數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典（數(shù)據(jù)字典（DD，Data Dictionary）是對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的詳）是對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的詳盡描述，是各類

44、數(shù)據(jù)屬性的清單。對數(shù)據(jù)庫設計來講，盡描述，是各類數(shù)據(jù)屬性的清單。對數(shù)據(jù)庫設計來講，數(shù)據(jù)字典是進行詳細的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主數(shù)據(jù)字典是進行詳細的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結果。要結果。 數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合，通常包括以數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合，通常包括以下幾個部分：下幾個部分：（1）數(shù)據(jù)項：是數(shù)據(jù)的最小單位。）數(shù)據(jù)項：是數(shù)據(jù)的最小單位。（2）數(shù)據(jù)結構：是若干數(shù)據(jù)項有意義的集合。）數(shù)據(jù)結構：是若干數(shù)據(jù)項有意義的集合。（3）數(shù)據(jù)流：可以是數(shù)據(jù)項，也可以是數(shù)據(jù)結構。）數(shù)據(jù)流：可以是數(shù)據(jù)項，也可以是數(shù)據(jù)結構。（4）數(shù)據(jù)存儲：處理過程中存取的數(shù)據(jù)。）數(shù)據(jù)存儲：處理過程中存取的數(shù)據(jù)。

45、 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎376.2.3 概念設計概念設計概念設計是對數(shù)據(jù)的抽象和分析，它以對信息要概念設計是對數(shù)據(jù)的抽象和分析，它以對信息要求和處理要求的初步分析為基礎，以數(shù)據(jù)流圖和求和處理要求的初步分析為基礎，以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典提供的信息作為輸入，運用信息模型工數(shù)據(jù)字典提供的信息作為輸入，運用信息模型工具，發(fā)揮開發(fā)設計人員的綜合抽象能力建立概念具，發(fā)揮開發(fā)設計人員的綜合抽象能力建立概念模型。概念模型獨立于數(shù)據(jù)邏輯結構，也獨立于模型。概念模型獨立于數(shù)據(jù)邏輯結構，也獨立于DBMS和計算機系統(tǒng)，是對現(xiàn)實世界有效而自然的和計算機系統(tǒng)，是對現(xiàn)實世界有效而自然的模擬

46、。其主要特點如下：模擬。其主要特點如下：（1）能充分地反映現(xiàn)實世界；）能充分地反映現(xiàn)實世界；（2）易于理解；）易于理解；（3）易于更動；）易于更動；（4）易于向關系、網(wǎng)狀或?qū)哟蔚葦?shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。）易于向關系、網(wǎng)狀或?qū)哟蔚葦?shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎38概念設計概念設計 1. 概念設計的方法概念設計的方法概念設計可采用兩種方法，即自頂而下和自底而上，分別如圖概念設計可采用兩種方法，即自頂而下和自底而上，分別如圖1和和2所示所示 圖1 自頂而下的方法圖2 自底而上的方法 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎39概念設計概念設計2.

47、數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設計數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設計1）E-R模型模型 E-R方法是實體方法是實體-聯(lián)系方法（聯(lián)系方法（Entity-Relationship Approach）的簡）的簡稱，是描述現(xiàn)實世界概念結構模型的有效方法。用稱，是描述現(xiàn)實世界概念結構模型的有效方法。用E-R方法建立的概方法建立的概念結構模型稱為念結構模型稱為E-R模型，或稱為模型，或稱為E-R圖，如圖圖，如圖3所示。所示。圖3 ER模型圖 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎40 現(xiàn)實世界的復雜性導致實體聯(lián)系的復雜性。表現(xiàn)在現(xiàn)實世界的復雜性導致實體聯(lián)系的復雜性。表現(xiàn)在E-R圖上可以歸結圖上可以歸結為以下幾

48、種基本形式：為以下幾種基本形式：（1）兩個實體集之間的聯(lián)系，如圖）兩個實體集之間的聯(lián)系，如圖a所示所示（2）兩個以上實體集間的聯(lián)系，如圖）兩個以上實體集間的聯(lián)系，如圖b所示。所示。（3）同一實體集內(nèi)部各實體之間的聯(lián)系，如圖）同一實體集內(nèi)部各實體之間的聯(lián)系，如圖c所示。所示。 實體聯(lián)系類型 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎41概念設計概念設計2）數(shù)據(jù)抽象）數(shù)據(jù)抽象 E-R模型是對現(xiàn)實世界的一種抽象。所謂抽象模型是對現(xiàn)實世界的一種抽象。所謂抽象是對實際的人、物、事和概念進行人為處理，抽取是對實際的人、物、事和概念進行人為處理，抽取人們關心的本質(zhì)特性，忽略非本質(zhì)的細節(jié)，并把

49、這人們關心的本質(zhì)特性，忽略非本質(zhì)的細節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。抽象一般有三種，分別是分類、聚集了某種模型。抽象一般有三種，分別是分類、聚集和概括。和概括。返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎42概念設計概念設計 3）局部視圖設計）局部視圖設計 概念結構設計的第一步就是利用上面介紹概念結構設計的第一步就是利用上面介紹的抽象機制對需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進的抽象機制對需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進行分類、組織（聚集），形成實體、實體的行分類、組織（聚集），形成實體、實體的屬性，標識實體的碼

50、，確定實體之間的聯(lián)系屬性，標識實體的碼，確定實體之間的聯(lián)系類型（類型（1 1，1 n，n m），設計局部視圖），設計局部視圖（也稱局部（也稱局部E-R圖）。具體做法是：圖）。具體做法是： （1）選擇局部應用；）選擇局部應用； （2）逐一設計局部）逐一設計局部E-R圖。圖。返 回 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎43概念設計概念設計3. 視圖集成視圖集成設計好各子系統(tǒng)的局部視圖后，還需要通過視圖集成的方法，設計好各子系統(tǒng)的局部視圖后，還需要通過視圖集成的方法，將各子系統(tǒng)有機融合起來，綜合成一個系統(tǒng)的總視圖，如圖將各子系統(tǒng)有機融合起來，綜合成一個系統(tǒng)的總視圖，如圖4所所示

51、。這樣由局部到整體設計出的數(shù)據(jù)庫，最終是從系統(tǒng)整體的示。這樣由局部到整體設計出的數(shù)據(jù)庫，最終是從系統(tǒng)整體的角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個應用而是面向角度看待和描述數(shù)據(jù)的，因此數(shù)據(jù)不再面向某個應用而是面向整個系統(tǒng)。經(jīng)過視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個應用整個系統(tǒng)。經(jīng)過視圖集成，使得數(shù)據(jù)庫能被全系統(tǒng)的多個應用共享使用。共享使用。 圖4 視圖集成局部-圖合并（消除沖突）消除冗余集成視圖集成視圖基本-圖初步-圖分析規(guī)范化理論 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎44概念設計概念設計1）合并）合并 局部局部E-R圖中語法和語義都相同的概念稱為對應，局部圖中語法和語義

52、都相同的概念稱為對應，局部E-R圖之間的不一致稱為沖突。合并局部圖之間的不一致稱為沖突。合并局部E-R圖就是盡量合并對應圖就是盡量合并對應的部分，保留特殊的部分，著重解決沖突的部分。各局部的部分，保留特殊的部分，著重解決沖突的部分。各局部E-R圖面向不同的局部應用，而通常由不同開發(fā)設計人員進行局部圖面向不同的局部應用，而通常由不同開發(fā)設計人員進行局部E-R圖設計，因此，各個局部圖設計，因此，各個局部E-R圖間的沖突是難免的。一般圖間的沖突是難免的。一般來講，沖突分為命名沖突、屬性沖突和結構沖突。來講，沖突分為命名沖突、屬性沖突和結構沖突。2）消除冗余）消除冗余 冗余包括冗余數(shù)據(jù)和實體間冗余的聯(lián)

53、系。冗余數(shù)據(jù)指可由冗余包括冗余數(shù)據(jù)和實體間冗余的聯(lián)系。冗余數(shù)據(jù)指可由其他數(shù)據(jù)導出的數(shù)據(jù)；冗余聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導出的聯(lián)系。其他數(shù)據(jù)導出的數(shù)據(jù)；冗余聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導出的聯(lián)系。冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系會破壞數(shù)據(jù)庫的完整性，增加數(shù)據(jù)庫管理冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系會破壞數(shù)據(jù)庫的完整性，增加數(shù)據(jù)庫管理的困難，應該消除。的困難，應該消除。 注意：注意：但并非所有的冗余都應去掉，對于訪問頻率高的冗余但并非所有的冗余都應去掉，對于訪問頻率高的冗余數(shù)據(jù)應適當保留，同時加強數(shù)據(jù)完整性約束，如設計觸發(fā)器等。數(shù)據(jù)應適當保留，同時加強數(shù)據(jù)完整性約束，如設計觸發(fā)器等。消除冗余后得到基本消除冗余后得到基本E-R圖。圖。 目 錄

54、上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎456.2.4 邏輯設計邏輯設計 邏輯設計是在數(shù)據(jù)庫概念設計的基礎上，將概念結構設計階段得到邏輯設計是在數(shù)據(jù)庫概念設計的基礎上，將概念結構設計階段得到的獨立于的獨立于DBMS和計算機系統(tǒng)的概念模型轉(zhuǎn)換成特定和計算機系統(tǒng)的概念模型轉(zhuǎn)換成特定DBMS所支持的數(shù)所支持的數(shù)據(jù)模型。據(jù)模型。 E-R圖向關系模型的轉(zhuǎn)換圖向關系模型的轉(zhuǎn)換 ： E-R圖由實體、聯(lián)系和屬性組成，圖由實體、聯(lián)系和屬性組成，E-R圖向關系模型的轉(zhuǎn)換就是將實圖向關系模型的轉(zhuǎn)換就是將實體、聯(lián)系、屬性轉(zhuǎn)換為關系模式。轉(zhuǎn)換原則如下：體、聯(lián)系、屬性轉(zhuǎn)換為關系模式。轉(zhuǎn)換原則如下：1）實體轉(zhuǎn)換

55、為關系模型）實體轉(zhuǎn)換為關系模型 用關系模型表示實體是很直接的，實體的名稱就是關系的名稱，實用關系模型表示實體是很直接的，實體的名稱就是關系的名稱，實體的屬性就是關系的屬性，實體的主鍵就是關系的主鍵。體的屬性就是關系的屬性，實體的主鍵就是關系的主鍵。2）聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關系模型）聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關系模型 （1）一對一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：若實體間的聯(lián)系是）一對一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：若實體間的聯(lián)系是1 1，則選擇兩個實體，則選擇兩個實體類型轉(zhuǎn)換成的關系模式中的任意一個關系模式，在其屬性中加入另一類型轉(zhuǎn)換成的關系模式中的任意一個關系模式，在其屬性中加入另一個關系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。個關系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 （2）一

56、對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：若實體間的聯(lián)系是）一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：若實體間的聯(lián)系是1 n，則可以在，則可以在“n”端端實體類型轉(zhuǎn)換成的關系模式中，加入實體類型轉(zhuǎn)換成的關系模式中，加入“1”端實體類型的鍵和聯(lián)系類型端實體類型的鍵和聯(lián)系類型的屬性。的屬性。 （3）多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：若實體間的聯(lián)系是）多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：若實體間的聯(lián)系是m n，則可以把聯(lián)系類，則可以把聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關系模式。型也轉(zhuǎn)換成關系模式。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎466.2.5 物理設計物理設計 物理設計是以邏輯設計結果作為輸入，結合物理設計是以邏輯設計結果作為輸入，結合DBMS特征與存儲設備特性設計出適合

57、應用環(huán)特征與存儲設備特性設計出適合應用環(huán)境的物理結構。數(shù)據(jù)庫物理結構是數(shù)據(jù)庫在物境的物理結構。數(shù)據(jù)庫物理結構是數(shù)據(jù)庫在物理設備上的存儲結構和存取方法。數(shù)據(jù)庫物理理設備上的存儲結構和存取方法。數(shù)據(jù)庫物理設計的目的是提高系統(tǒng)處理效率，充分利用計設計的目的是提高系統(tǒng)處理效率，充分利用計算機的存儲空間。算機的存儲空間。 一般來講，數(shù)據(jù)庫物理設計分為兩步，即數(shù)據(jù)一般來講，數(shù)據(jù)庫物理設計分為兩步，即數(shù)據(jù)庫物理設計和性能評價。庫物理設計和性能評價。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎47物理設計物理設計1. 數(shù)據(jù)庫物理設計數(shù)據(jù)庫物理設計 數(shù)據(jù)庫物理設計主要是確定文件組織、分塊技術、緩

58、沖區(qū)大數(shù)據(jù)庫物理設計主要是確定文件組織、分塊技術、緩沖區(qū)大小及管理方式、數(shù)據(jù)在存儲器上的分布等。小及管理方式、數(shù)據(jù)在存儲器上的分布等。1）數(shù)據(jù)簇集設計）數(shù)據(jù)簇集設計 數(shù)據(jù)簇集就是把有關的元組集中在一個物理塊內(nèi)或物理上相數(shù)據(jù)簇集就是把有關的元組集中在一個物理塊內(nèi)或物理上相鄰的區(qū)域，以提高訪問某些數(shù)據(jù)的速度。鄰的區(qū)域，以提高訪問某些數(shù)據(jù)的速度。 數(shù)據(jù)簇集建立以后，簇集鍵相同的元組存放在一起，因而簇數(shù)據(jù)簇集建立以后，簇集鍵相同的元組存放在一起，因而簇集鍵不必在每個元組中重復存儲，只需在一組中存儲一次即可，集鍵不必在每個元組中重復存儲，只需在一組中存儲一次即可，因此可以節(jié)約一些存儲空間。簇集鍵可以是單

59、屬性的，也可以是因此可以節(jié)約一些存儲空間。簇集鍵可以是單屬性的，也可以是復合的。復合的。 簇集對于某些特定的應用可以明顯地提高性能。一般來說，簇集對于某些特定的應用可以明顯地提高性能。一般來說，用戶應用滿足以下條件時考慮創(chuàng)建簇集。用戶應用滿足以下條件時考慮創(chuàng)建簇集。 （1）通過簇集鍵進行訪問或連接是該關系的主要應用，與簇）通過簇集鍵進行訪問或連接是該關系的主要應用，與簇集無關的其他訪問很少或是次要的。集無關的其他訪問很少或是次要的。 （2）對應每個簇集鍵值的平均元組既不太少，也不太多。）對應每個簇集鍵值的平均元組既不太少，也不太多。 （3）簇集鍵的值相對穩(wěn)定（更新、插入、刪除操作少），以）簇集

60、鍵的值相對穩(wěn)定（更新、插入、刪除操作少），以減少修改簇集鍵值所引起的維護開銷。減少修改簇集鍵值所引起的維護開銷。 （4）對查詢某一范圍的值，最好在相關屬性上建立簇集索引。）對查詢某一范圍的值，最好在相關屬性上建立簇集索引。 目 錄上一頁下一頁 結 束2022-2-28計算機文化基礎482）索引的選擇）索引的選擇 索引是為了加速對表中數(shù)據(jù)進行檢索而創(chuàng)建的一種分散索引是為了加速對表中數(shù)據(jù)進行檢索而創(chuàng)建的一種分散存儲結構。索引是表的關鍵字，它提供了指向表中記錄行的存儲結構。索引是表的關鍵字，它提供了指向表中記錄行的指針。合理建立索引可以提高數(shù)據(jù)檢索速度，加速關系連接，指針。合理建立索引可以提高數(shù)據(jù)檢