数据库技术-计算机三级考试（四）

柔情只为你懂 2022-08-30 05:14 148阅读 0赞

**目录**

数据库结构设计

数据库概念设计

每文一语

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## 数据库结构设计 ##

### 数据库概念设计 ###

一个设计良好的数据库，在很大程度上决定了系统的成功与否。

概念设计是数据库设计的**核心环节**。通过对用户需求进行**综合、归纳与抽象**，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。

**1、数据库概念设计的目标**  
定义和描述应用领域设计的数据范围  
①获取信息模型  
②描述数据的属性特征  
③描述数据之间的关系  
④定义和描述数据的约束  
⑤说明数据的安全性要求  
⑥支持用户的各种数据处理需求  
⑦保证信息模型能转化成数据库的逻辑结构（即数据库模式）。

**2、过程：**  
（1）明确建模目标（模型覆盖范围）  
（2）定义实体集（自底向上标识和定义实体集）  
（3）定义联系（实体间关联关系）

（4）建立信息模型（构造ER模型）  
（5）确定实体集属性（属性描述一个实体集的特征或性质）  
（6）对信息模型进行集成与优化（检查和消除命名不一致、结构不一致等）  
概念设计是DB设计的核心环节。概念数据模型是对现实世界的抽象和模拟。

**3、概念模型设计**  
概念设计目前采用最广泛的是ER建模方法。将现实世界抽象为具有属性的实体及联系。  
1976年，Peter.Chen提出Ｅ-Ｒ模型（Entity- Relationship Model），即实体联系模型，用Ｅ-Ｒ图来描述数据库的概念模型。  
观点：世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之间的联系构成的。

**与E-R模型有关的概念**  
实体（Entity）或实例（Instance）  
**客观存在并可相互区分的事物叫实体。**  
如学生张三、工人李四、计算机系、数据库概论。  
实体集（Entity Set）  
**同型实体的集合称为实体集。**  
如全体学生。

**属性（Attribute）**  
实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。每个属性的取值范围称为域。  
例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等组成。

**码（Key）：**  
实体集中唯一标识每一个实体的属性或属性组合。  
用来区别同一实体集中的不同实体的称作主码。**（主键）**  
一个实体集中任意两个实体在主码上的取值不能相同。  
如学号是学生实体的主码。**（主键）**

**联系（Relationship）**  
描述实体之间的相互关系。  
如学生与老师间的授课关系，学生与学生间有班长关系。  
联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。  
同类联系的集合称为联系集。

**实体间的联系有三类：**  
实体之间的联系的数量，即一个实体通过一个联系集能与另一实体集相关联的实体的数目。  
一对一联系（1：1）  
如：“系”与“系主任”（一个系只有一个系主任，一个系主任只负责管理一个系）

**一对多联系（1：n )**  
如：“系”与“学生”（一个系招收若干学生，一个学生只属于一个系）  
**多对多联系（m：n）**  
如：“学生”与“课程”（一名学生可选修多门课程，每门课程可被多名学生选修）

**E-R模型的表示**

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**1、逻辑设计的任务：**  
将概念模型（如ER图）转化为DBMS支持的数据模型（如关系模型），并对其进行优化。

**2、逻辑设计的依据和阶段目标：**

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**关系模型**  
有三种主要的数据模型：**层次模型、网状模型、关系模型**。其中关系模型简单灵活，并有着坚实的理论基础，已成为当前最流行的数据模型。  
关系模型就是用**二维表格**结构来表示实体及实体之间联系的模型。  
关系的描述称为关系模式（Relation Schema）。关系模式由**五部分**组成，即它是一个五元组：R(U, D, DOM, F)

R：关系名 U：组成该关系的属性名集合 D：属性组U中属性所来自的域 DOM：属性到域的映射 F：属性组U上的一组数据依赖  
由于D、DOM对模式设计的关系不大，这里把关系模式简化为一个三元组：  
R<U, F>，当且仅当U上的一个关系R满足F时，R称为关系模式R<U,F>的一个关系。

**1、关系数据库设计的核心：关系模式的设计。  
2、关系模式的设计目标：按照一定的原则从数量众多而又相互关联的数据中，构造出一组既能较好地反映现实世界，而又有良好的操作性能的关系模式。**

**数据依赖**  
**定义：**  
**设R（U）是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R（U）的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y。**

**数据依赖**

关系内部属性与属性之间的一种约束关系，是现实世界属性间相互联系的抽象  
数据的内在性质  
语义的体现，完整性约束的表现形式  
限定属性的取值范围，如年龄<60，定义属性间值的相互关联（主要体现于值的相等与否），这就是数据依赖

**数据依赖的类型**

函数依赖（Functional Dependency，FD）普遍存在于生活中，这种依赖关系类似于数学中的函数y=f（x），自变量x确定之后，相应的函数值y也就唯一地确定了。如关系：公民（身份证号，姓名，地址，工作单位）身份证号一确定，则其地址就唯一确定，因此地址函数依赖身份证号。而姓名一确定，不一定能确定地址。

**多值依赖（Multivalued Dependency，MD）**  
教师号可能多值依赖课程号，因为给定一个（课程号，参考书号）的组合，可能有对应多个教师号。这是因为多个老师可以使用相同或不同的参考书上同一门课。  
简单点讲，函数就是唯一确定的关系；多值依赖却不能唯一确定。

**候选码、主码、外码**  
我们已经知道，如果某属性组的值能唯一确定整个元组的值，则称该属性组为候选码或侯选关键字。  
例如：（学号，姓名，性别，年龄）中，学号是关键字，（学号，姓名）不是关键字，性别不是关键字。  
候选码如果有多个，可以选其中的一个作为主码（Primary Key） 。

**数据规范化**  
关系数据库的设计主要是关系模式设计。关系模式设计的好坏直接影响到数据库设计的成败。将关系模式规范化，是设计较好的关系模式的惟一途径。  
关系模式的规范化主要是由关系范式来完成的。  
关系模式的规范化：把一个低一级的关系模式分解为高一级关系模式的过程。  
关系数据库的规范化理论是数据库逻辑设计的工具。  
目的：尽量消除**插入、删除异常，修改复杂，数据冗余**的问题。

**范式**  
范式：关系模式满足的约束条件称为范式。根据满足规范化的程度不同，范式由低到高分为1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF，5NF。  
1NF：如果关系模式R，其所有属性都是不可再分的基本数据项，则称R属于第一范式，R∈1NF。

### 每文一语 ###

> 如果没有开始，那就不会有结束，既然开始，那就负重前行

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