四.資料庫設計基礎

資料庫基本概念

資料：描述事物的符號記錄，計算機中分為兩部分：永續性資料，臨時性資料

資料庫：資料的集合，具有統一的結構形式並且存放於統一的儲存介質中，是多種應用資料的集合，並且可以被各種應用程式所共享，資料庫中的資料特點：整合，共享

資料庫管理系統：是管理資料庫的機構，是一個系統軟體，負責資料庫中資料組織，資料操縱。資料維護，控制及保護和資料服務等

資料庫管理員：對資料庫的規劃，設計，維護，監視等進行管理人員（DBA）

資料庫系統:（DBS）由資料庫，資料庫管理系統，資料庫管理員，系統硬體平臺以及系統軟體平臺構成的一個以資料庫管理系統為核心的完整的執行實體。

資料庫系統的基本特點：1）資料整合性 2）資料共享性高 3）資料獨立性高 4）資料統一管理和控制

資料庫系統內部具有三級模式和二級對映，

三級模式：概念級模式，內部模式和外部模式

二級對映：概念級到內部對映，外部級到概念級對映

資料庫應用系統：（DBAS）程式設計師根據使用者的需求，在資料庫管理系統的支援下，用資料庫管理系統提供的命令編寫，開發並能夠在資料庫管理系統的支援下執行的程式和資料庫的總稱。

資料管理技術經歷三個階段：人工管理，檔案系統，資料庫系統

資料模型，實體聯絡模型

資料模型：可以將現實世界複雜的要求反映到計算機資料庫的物理世界，資料模型是資料庫系統基礎，模型就是對現實世界特徵的模擬和抽象。轉化過程分兩階段：從現實世界到資訊世界，再到計算機世界。

一個數據模型應滿足三要素：1）資料結果 2）資料操作 3）資料約束

資料模型按照不太的應用層次氛圍：概念資料模型，邏輯資料模型，物理資料模型

概念模型是面向現實世界的，將現實世界的要求轉化成實體，聯絡和屬性等幾個基本概念，以及它們之間的基本連線關係，並且可以用E-R圖直接形象的展現出來

E-R模型基本概念：1）實體 2）屬性 3）聯絡（一對多，一對一，多對多）

層次模型：用樹狀結構來表示實體以及其之間的聯絡模型，節點是實體，樹枝是聯絡，從上到下是一對多的關係。特點：1）有且僅有一個無父結點的根節點 2）樹節點以外的子節點，向上有且僅有一個父節點，向下可以有一個或者多個子節點

網狀模型，用網狀結構表示實體之間的聯絡的模型，是層次模型的擴充套件。特點：允許一個或者多個結點無父節點，一個結點可以有多於一個父節點。

關係模型：目前資料庫模型中最常用的資料模型之一。

關係代數運算

關係資料庫系統的特點：建立在數學理論基礎之上，很多數學理論可以表示關係模型的資料操作，期中最著名的就是關係代數與關係演算

關係代數基本運算：插入，刪除，修改，查詢（投影，選擇，笛卡爾積，除，連線）

資料庫設計

資料庫設計是資料應用的核心，分為需求分析，概念設計，邏輯設計3個階段，資料庫設計的基本任務是根據使用者物件的資訊需求，處理需求和資料庫的支援環境設計出資料模式。

資料庫設計方法：面向資料的方法（資訊需求為主，兼顧處理需求），面向過程的方法（以處理需求為主，兼顧資訊需求），面向資料的方法是主流設計方法。

資料庫設計的步驟：一般採用生命週期法，即將整個資料庫應用系統的開發分解成目標獨立的若干個階段，它們分別是：需求分析，概念設計，邏輯設計，物理設計，編碼，測試，執行，進一步修改。在資料庫設計中採用上面幾種階段中的前4階段，並且主要以資料結構與模型的設計為主線

概念設計目的：分析資料間內在的主義關聯，方法：1）集中式模式設計法 2）檢視整合設計法

資料庫概念設計步驟：1)選擇區域性應用 2）檢視設計 3）檢視整合

邏輯設計：

物理設計：資料庫在物理裝置上的儲存結構和存取方法

資料庫管理：資料庫中的共享資源進行維護和管理，管理內容：1）資料庫的建立 2）資料庫的調整 3）資料庫的重組 4）資料庫安全性與完整性的控制 5）資料庫的鼓掌恢復 6）資料庫監控