数据库结构与概念
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数据库原理数据库是一种技术,它被用来管理、存储和检索信息。
它通常用于处理大量的数据,以及为用户提供安全性、可用性和功能性。
在过去几十年里,数据库技术一直在发展和变化,这使得数据库在现代社会中拥有更大的作用。
本文将介绍数据库的历史、结构和概念,以及它的优点和应用。
一、数据库的历史数据库的起源可以追溯到六十年代,当时,为了更好地处理大量的数据,计算机科学家开始研究特定的数据库系统,这使得数据库技术被广泛使用,并得到了快速发展。
二、数据库的结构数据库有很多不同的结构,但所有的结构都可以分为两个主要类别:关系型数据库和非关系型数据库。
关系型数据库由表、视图、索引、存储过程、函数等组成,它们使用关系模型来存储数据,而非关系型数据库则是一种新型的数据库,它们使用键值对或文档来存储数据。
三、数据库的概念数据库是一种存储空间,用来储存用户创建的信息。
它通常由表、视图、索引和存储过程等构成,并使用数据库管理系统(DBMS)来管理数据。
DBMS可以提供查询、更新、存储和分析数据的功能,从而帮助用户管理和操作数据库。
四、数据库的优点1、安全性:数据库可以提供安全的环境,从而防止恶意的破坏或操纵。
2、可扩展性:数据库支持可伸缩性,可以根据需要增加或减少存储空间,以适应变化的数据需求。
3、可靠性:通过数据库,可以实现高可靠性,以确保数据的安全性和可用性。
4、效率:数据库可以提高数据存取效率,因为它可以让用户快速查找、检索和存取数据。
五、数据库的应用1、客户关系管理(CRM):CRM系统使用数据库来管理客户资料,以及客户向企业提供的服务。
2、人力资源管理(HRM):HRM系统使用数据库来存储员工信息,以及员工的培训和考核记录。
3、企业资源规划(ERP):ERP系统使用数据库来存储业务信息,以及业务上的各种活动。
4、数据挖掘:数据挖掘使用数据库来发现有价值的信息,并从中提取有用的信息。
综上所述,数据库是一种技术,它拥有安全性、可扩展性和可靠性的特点,并且可以用来处理大量的数据。
什么是数据库的逻辑结构概念结构和物理结构下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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数据库的概念结构设计数据库的概念结构设计是指在设计数据库之前,需要进行的一个抽象模型化的过程,它描述了数据库中各种对象和它们之间关系的逻辑结构。
数据库的概念结构设计是数据库设计的一个重要环节,它的目的是确定数据库的基本结构和用于描述和组织数据的各种概念、规则、关系和约束。
1.实体和实体类型:实体是现实世界中具有独立存在和区分性质的事物,实体类型是指一类具有相同性质的实体的集合。
在概念结构设计中,需要确定数据库中包含哪些实体类型,以及每个实体类型包含哪些属性。
2.属性和属性域:属性是指实体具有的其中一种特性或性质,属性可以是简单的或复杂的。
属性域是属性可能取值的范围或类型,例如整数、字符串等。
在概念结构设计中,需要确定每个实体类型包含哪些属性,并为每个属性定义属性域。
5.约束和规则:约束是指对数据库中数据有效性的限制,可以是简单的或复杂的逻辑条件。
规则是指对数据库中数据操作的限制和规范,例如插入、删除、更新等操作的规则。
在概念结构设计中,需要确定数据库中存在哪些约束和规则。
6.数据流和过程:数据流是指数据库中数据的流动过程,过程是指对数据库中数据进行操作的方法,例如查询、修改等过程。
在概念结构设计中,需要确定数据库中的数据流和过程,以及它们之间的关系和约束。
数据库的概念结构设计是数据库设计的基础,它为后续的物理结构设计、逻辑结构设计和实施提供了指导。
一个好的概念结构设计可以使数据库的性能和效率得到最大的提升,同时也可以保证数据库中数据的一致性和完整性。
因此,在进行数据库设计时,需要认真进行概念结构设计的工作,合理地组织和描述数据的逻辑结构,为后续的数据库设计和实施奠定良好的基础。
数据库——基本概念⼀、概述(了解) 数据库(Database,简称DB) 数据库技术是计算机应⽤领域中⾮常重要的技术,它产⽣于20世纪,60年代末,是数据管理的最新技术,也是软件技术的⼀个重要分⽀。
简单的说,数据库就是⼀个存放数据的仓库,这个仓库是按照⼀定的数据结构(数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系)来组织、存储的,我们可以通过数据库提供的多种⽅法来管理数据库⾥的数据。
更简单的形象理解,数据库和我们⽣活中存放杂物的仓库性质⼀样,区别只是存放的东西不同。
数据库表(table) 数据表是关系数据库中⼀个⾮常重要的对象,是其他对象的基础,也是⼀系列⼆维数组的集合,⽤来存储、操作数据的逻辑结构。
根据信息的分类性情。
⼀个数据库中可能包含若⼲个数据表,每张表是由⾏和列组成,记录⼀条数据,数据表就增加⼀⾏,每⼀列是由字段名和字段数据集合组成,列被称之为字段。
每⼀列还有⾃⼰的多个属性,例如是否允许为空、默认值、长度、类型、存储编码、注释等。
例如: 数据(data) 存储在表中的信息就叫做数据。
数据库系统有3个主要的组成部分 1.数据库(Database System):⽤于存储数据的地⽅ 2.数据库管理系统(Database Management System,DBMS):⽤户管理数据库的软件。
3.数据库应⽤程序(Database Application):为了提⾼数据库系统的处理能⼒所使⽤的管理数据库的软件补充。
数据库的发展史(五个阶段) 1.⽂件系统 数据库系统的萌芽阶段,通过⽂件来存取数据.⽂件系统是数据库系统的萌芽阶段,出现在上世纪五六⼗年代,可以提供简单的数据存取功能,但⽆法提供完整、统⼀的数据管理功能,例如复杂查询等。
所以在管理较少、较简单的数据或者只是⽤来存取简单数据,没有复杂操作的情况下, 2.层次型数据库 数据库系统真正开始阶段,数据的存储形式类似树形结构,所以也叫树型数据库. 3.⽹状数据库 数据的存储形式类似⽹状结构.从⼆⼗世纪六⼗年代开始,第⼀代数据库系统(层次模型数据库系统、⽹状模型数据库系统)相继问世,它们为统⼀管理和共享数据提供了有⼒的⽀撑在这个阶段,⽹状模型数据库由于它的复杂、专⽤性,没有被⼴泛使⽤。
第二章数据库的概念结构设计将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构(即概念模型)的过程就是概念结构设计。
它是整个数据库设计的关键步骤。
本章主要介绍以下内容:•数据模型。
•概念模型。
•概念结构设计的方法与步骤。
第一节数据模型一、数据数据是数据库中存储的基本对象,也是数据模型的基本元素。
1.数据在数据库中描述事物的符号记录称为数据,是存储的基本对象。
计算机是人们解决问题的辅助工具,而解决问题的前提是对问题存在条件及环境参数的正确描述,在现实世界中人们可以直接用自然语言来描述世界,为了把这些描述传达给计算机,就要将其抽象为机器世界所能识别的形式。
例如,我们在现实世界中用以下语言来描述一块主板:编号为0001的产品为“技嘉主板”,其型号为GA-8IPE1000-G,前端总线800MHz。
如果将其转换为机器世界中数据的一种形式则为:0001,技嘉主板,GA-8IPE1000-G,800MHz。
因此从现实世界中的数据到机器世界中的符号记录形式的数据,还需要一定的转换工作。
2.数据描述在数据库设计的不同阶段都需要对数据进行不同程度的描述。
在从现实世界到计算机世界的转换过程中,经历了概念层描述、逻辑层描述及存储介质层描述三个阶段。
在数据库的概念设计中,数据描述体现为“实体”、“实体集”、“属性”等形式,用来描述数据库的概念层次;在数据库的逻辑设计中,数据描述体现为“字段”、“记录”、“文件”、“关键码”等形式,用来描述数据库的逻辑层次;在数据库的具体物理实现中,数据描述体现为“位”、“字节”、“字”、“块”、“桶”、“卷”等形式,用来描述数据库的物理存储介质层次。
二、数据模型模型是对现实世界中的事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达。
如一座大楼模型、一架飞机模型就是对实际大楼、飞机的模拟和抽象表达,人们从模型可以联想到现实生活中的事物。
数据模型也是一种模型,它是对现实世界数据特征的抽象。
数据模型一般应满足三个要求:一是能比较真实地模拟现实世界;二是容易被人们理解;三是便于在计算机上实现。
数据结构与数据库设计的关系数据结构和数据库设计是计算机科学中两个非常重要的概念。
数据结构是一种定义数据组织方式和操作的方式,而数据库设计是指设计和组织数据库以便有效存储和检索数据的过程。
本文将探讨数据结构与数据库设计之间的关系以及它们在计算机科学中的重要性。
一、数据结构与数据库的概念数据结构是计算机科学中研究数据组织和存储方式的一门学科。
它研究如何通过合适的数据结构来组织和存储数据,以便能够高效地进行数据访问和操作。
数据结构包括各种数据类型、数据组织方式和相应的操作方法,例如链表、栈、队列、树和图等。
数据库是指按照一定的数据模型组织和存储数据的集合。
数据库设计是指根据实际需求设计和构建数据库的过程,包括确定数据库的结构、建立表格、定义字段和设置关系等。
数据库通常包含多个表格,每个表格由多个字段组成,它们之间通过关系建立连接。
二、数据结构在数据库设计中的作用数据结构在数据库设计中起着至关重要的作用。
设计一个好的数据结构可以确保数据库的高效性、可靠性和扩展性。
以下是数据结构在数据库设计中的几个重要作用:1. 数据表的组织方式:数据表是数据库存储数据的基本单位。
通过合适的数据结构,可以有效地组织表格之间的关系,例如主键、外键和索引等。
这些结构可以提高数据的访问速度和查询效率。
2. 数据操作的效率:数据库的增删改查操作都需要对数据进行操作。
不同的数据结构适用于不同的操作,例如栈和队列适用于先入后出和先入先出的操作。
合理选择数据结构可以提高数据操作的效率和性能。
3. 数据存储的方式:数据库需要将数据以某种方式存储在物理介质上。
选择合适的数据结构可以提高数据存储的紧凑性和存取速度,从而提高数据库的整体性能。
三、数据库设计对数据结构的要求数据库设计对数据结构也有一些要求,主要包括以下几点:1. 数据一致性:数据库中的数据应该保持一致性,即同一份数据在不同的地方应该保持一致。
数据结构应该能够满足对数据的完整性和一致性的要求。
数据库的结构胡经国本文作者的话本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。
以此作为云计算学习笔录,供云计算业外读者进一步学习和研究参考。
希望能够得到大家的指教和喜欢!下面是正文一、数据库结构概述数据库(DataBase,DB)是指在计算机的存储设备上合理存放的相关联的有结构的数据集合。
一个数据库含有多种成分,包括:数据表、视图、存储过程、记录、字段、索引等。
1、数据表在Visual Basic中使用的数据库,是关系型数据库(Relational Database)。
一个数据库由一个或一组数据表组成。
每个数据库都以文件的形式存放在磁盘上,即对应于一个物理文件。
不同的数据库,与物理文件对应的方式也不一样。
对于dBASE,FoxPro和Paradox格式的数据库来说,一个数据表就是一个单独的数据库文件;而对于Microsoft Access,Btrieve格式的数据库来说,一个数据库文件可以含有多个数据表。
数据表(Data Table),简称表,由一组数据记录组成。
数据库中的数据是以表为单位进行组织的。
一个表是一组相关的按行排列的数据;每个表中都含有相同类型的信息。
表实际上是一个二维表格。
例如,一个班所有学生的考试成绩,可以存放在一个表中,表中的每一行对应一个学生,这一行包括学生的学号,姓名及各门课程成绩。
⑴、记录表中的每一行称为一个记录。
它由若干个字段组成。
⑵、字段字段,也称为域。
表中的每一列称为一个字段。
每个字段都有相应的描述信息,如数据类型、数据宽度等。
2、索引为了提高访问数据库的效率,可以对数据库使用索引。
当数据库较大时,在查找指定的记录时,使用索引和不使用索引的查找效率有很大差别。
索引实际上是一种特殊类型的表,其中含有关键字段的值(由用户定义)和指向实际记录位置的指针。
这些值和指针按照特定的顺序(也由用户定义)存储,从而可以以较快的速度查找到所需要的数据记录。
3、查询一条SQL(Structured Query Language,结构化查询语言)命令,用来从一个或多个表中获取一组指定的记录,或者对某个表执行指定的操作。
实验一 数据库概念结构、逻辑结构与物理结构设计一、实验目的1、熟练掌握概念结构、逻辑结构与物理结构的设计方法。
2、熟练使用PowerDesigner 进行CDM 、PDM 设计。
3、学会使用PowerDesigner 检测CDM 模型的方法。
4、熟练掌握E-R 图转换为关系模式的方法。
5、掌握使用PowerDesigner 将CDM 转化为PDM 的方法。
二、实验内容1、绘制学籍管理E-R 图。
2、将概念模型转换成物理模型。
3、使用PowerDesigner 进行CDM 、PDM 设计。
三、实验步骤1、绘制学籍管理系统的E-R 图。
姓名出生日期学生班级班级编号班级名称性别学号管理所在学院学院名称学院编号隶属n1n课程教师课程类型职称出生日期成绩性别姓名选课授课聘任就职学期课程编号课程名称属于课程介绍先修课程学分授课地点教师编号参加工作日期职称编码职称课程类型码类型说明mn1n1mm学期总学时m1n12、使用PowerDesigner 设计CDM 。
①启动PowerDesigner。
②新建CDM模型。
③创建实体。
④创建实体之间的关系。
⑤创建实体之间的联系。
⑥验证CDM模型的正确性。
3、将CDM转换为PDM。
在CDM设计界面上,选择“Tools”→“Check Model”命令,检查CDM的正确性。
显示结果如下:可见不存在错误,选择“Tools”→“Generate Physical Data Model”命令,将CDM转换为PDM 并设置名称“学籍管理”。
四、实验结果附“学籍管理系统”CDM 图和PDM 图五、实验总结对概念结构、逻辑结构与物理结构的设计方法了解和掌握,学会了使用PowerDesigner 设计“学籍管理系统”CDM 模型。
掌握使用PowerDesigner 将CDM 转化为PDM 的方法。
班级班级编号学院编号班级名称INTEGER INTEGER VARCHAR(20)<pk><fk>学生学号班级编号姓名性别出生日期LONG INTEGER VARCHAR(10)CHAR(2)DATE<pk><fk>学院学院编号学院名称INTEGER VARCHAR(30)<pk>教师教师编号职称编码学院编号姓名性别出生日期参加工作日期INTEGER CHAR(2)INTEGER VARCHAR(10)CHAR(2)DATE DATE<pk><fk1><fk2>课程课程编号课程类型编码教师编号课程名称先修课程总学时学分课程介绍学期授课地点授课学期INTEGER INTEGER INTEGER VARCHAR(16)INTEGERNUMERIC(3,0)SMALLINT VARCHAR(20)CHAR(11)VARCHAR(30)CHAR(11)<pk><fk2><fk1>课程类型课程类型编码类型说明INTEGER VARCHAR(20)<pk>职称职称编码职称CHAR(2)VARCHAR(20)<pk>选课学号课程编号成绩LONG INTEGER NUMERIC(3,1)<pk,fk1><pk,fk2>。
关系数据库的结构和定义关系数据库是一种基于关系模型构建的数据库,数据以二维表的形式存储,表的每一行表示一个数据记录,每一列表示一个数据字段。
关系数据库的结构包括以下几个方面:1. 表结构:关系数据库中的每个表都有明确的表名,并且包含若干列和行。
每一列对应一个字段,定义该字段的数据类型、长度、约束等属性;每一行对应一个记录,包含该字段的数据值。
2. 数据完整性:关系数据库通过主键、外键、唯一约束、检查约束等机制来维护数据的完整性。
这些机制可以保证数据的准确性和可靠性。
3. 关系完整性:关系数据库中的表之间存在一定的关系,这些关系通过外键和关联表来实现。
关系完整性可以保证数据之间的关联准确无误。
4. 视图:视图是一个虚拟表,其内容由查询定义。
与普通表一样,视图包含一系列的列和行。
但与表不同的是,视图并不存储数据,而是基于一个或多个表的计算结果。
5. 存储过程:存储过程是一组为了完成特定功能的SQL语句集,经过编译后存储在数据库中。
用户通过调用存储过程来执行这些SQL语句集。
6. 触发器:触发器是一种特殊类型的存储过程,它会在对指定表进行INSERT、UPDATE或DELETE操作时自动执行。
触发器可以用于实现数据的自动处理或强制实施复杂的业务规则。
7. 索引:索引是对数据库表中一列或多列的值进行排序的数据结构,可以提高数据检索的速度。
关系数据库的定义通常包括以下几个方面:1. 关系模型:关系模型是关系数据库的基础,它使用集合代数等概念和方法来处理数据。
关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2. 关系数据库管理系统(RDBMS):RDBMS是用于创建和管理关系数据库的软件系统。
它提供了用于创建表、视图、索引、存储过程等数据库对象的工具,并提供了用于查询、更新和管理数据的语言(如SQL)。
3. 关系数据库模式:关系数据库模式是对数据库中各种对象的描述,包括表的定义、列的属性、约束条件等。
数据库的体系结构1.三级模式结构数据库的体系结构分为三级:外部级、概念级和内部级(图5.1),这个结构称为数据库的体系结构,有时亦称为三级模式结构或数据抽象的三个级别。
虽然现在DBMS的产品多种多样,在不同的操作系统下工作,但大多数系统在总的体系结构上都具有三级结构的特征。
从某个角度看到的数据特性,称为数据视图(Data View)。
外部级最接近用户,是单个用户所能看到的数据特性,单个用户使用的数据视图的描述称为外模式。
概念级涉及到所有用户的数据定义,也就是全局性的数据视图,全局数据视图的描述称概念模式。
内部级最接近于物理存储设备,涉及到物理数据存储的结构,物理存储数据视图的描述称为内模式。
图5.1 三级模式结构数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。
它把数据的具体组织留给DBMS去做,用户只要抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的表示和存储,这样就减轻了用户使用系统的负担。
三级结构之间往往差别很大,为了实现这三个抽象级别的联系和转换,DBMS在三级结构之间提供两个层次的映象(Mapping):外模式/模式映象,模式/内模式映象。
这里的模式是概念模式的简称。
数据库的三级模式结构,即数据库系统的体系结构如图5.2所示。
图5.2 数据库系统的体系结构2.三级结构和两级映象(1)概念模式概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。
它由若干个概念记录类型组成,还包含记录间联系、数据的完整性安全性等要求。
数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘中,而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间点,并使得两级中任何一级的改变都不受另一级的牵制。
概念模式必须不涉及到存储结构、访问技术等细节,只有这样,概念模式才能达到物理数据独立性。
概念模式简称为模式。
(2)外模式外模式是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。
外模式由若干个外部记录类型组成。
用户使用数据操纵语言(DML)语句对数据库进行操作,实际上是对外模式的外部记录进行操作。
数据库设计的概念结构与逻辑结构数据库设计是指根据实际需求,通过对数据的组织、存储和管理,设计出适合特定应用的数据库结构。
在数据库设计过程中,概念结构和逻辑结构是两个重要的概念。
概念结构是对数据的抽象和整体视图,而逻辑结构则是具体的数据组织和存储方式。
本文将以深度和广度的方式,探讨数据库设计的概念结构与逻辑结构,帮助您更全面地理解这一重要的主题。
一、概念结构的重要性概念结构是数据库设计的第一步,它是对现实世界实体及其之间关系的抽象表示。
在概念结构中,数据独立性是一个重要的考量因素。
通过概念结构的设计,可以更好地理解实际需求,并建立起数据库的整体框架。
概念结构的设计需要考虑到数据的完整性、一致性、灵活性等因素。
在设计概念结构时,需要考虑到不同实体之间的关系,以及各个实体的属性。
还需要考虑到数据的抽象程度,以确保数据模型的灵活性和可扩展性。
二、逻辑结构的设计原则逻辑结构是基于概念结构的,它是对数据的具体组织和存储方式的描述。
在设计逻辑结构时,需要考虑到具体的数据类型、索引、键值等因素。
还需要考虑到数据的查询和更新操作,以确保系统的性能和效率。
在设计逻辑结构时,需要遵循一些重要的设计原则。
首先是数据的规范化,通过将数据分解成更小的数据单元,以减少数据冗余和提高数据的一致性。
其次是数据的完整性约束,通过定义一些约束条件,来确保数据的完整性和一致性。
最后是性能优化,通过合理设计索引、分区等方法,来提高系统的性能和响应速度。
三、个人观点和理解在我看来,概念结构和逻辑结构是数据库设计中两个非常重要的概念。
概念结构是整个数据库设计的基础,它决定了数据库的整体框架和结构。
而逻辑结构则是具体实现的过程,它决定了数据的存储和操作方式。
在实际的数据库设计过程中,概念结构和逻辑结构的设计需要相互配合。
只有在概念结构设计完善的前提下,才能更好地实现逻辑结构的设计。
需要不断优化和调整这两者,以适应实际业务需求的变化。
总结与回顾在本文中,我们深入探讨了数据库设计的概念结构与逻辑结构。
数据库系统的基本概念与原理数据库系统是现代计算机应用的重要组成部分,扮演着存储、管理和提取大量数据的角色。
在理解数据库系统的基本概念和原理之前,我们首先需要了解数据库和数据库管理系统(DBMS)的含义。
数据库是指按照一定的数据模型组织、存储、管理和共享数据的集合。
它可以用来存储各种类型的数据,如文本、图片、音频和视频等。
数据库管理系统(DBMS)是指用于创建、操作和维护数据库的软件工具。
DBMS负责处理用户对数据库的请求,执行数据操作和提供数据查询等功能。
数据库系统的基本概念和原理涉及以下内容:数据模型、数据结构、数据独立性、事务和并发控制。
数据模型是数据库系统中用于组织数据的一种方法。
常见的数据模型有关系数据模型、层次数据模型和网络数据模型等。
关系数据模型是最广泛使用的数据模型,它将数据组织成具有表格结构的二维表。
数据结构是指数据库中数据组织的方式。
表是关系数据库中最基本的数据结构,它由行和列组成。
每一行表示一个实体或记录,每一列表示一个属性或字段。
关系数据库中,数据是以表的形式存储的,不同的表之间通过主键和外键建立关系。
数据独立性是数据库系统的重要特性之一。
它分为逻辑独立性和物理独立性。
逻辑独立性是指应用程序与数据库的逻辑结构相互独立,应用程序的修改不会影响到数据库的结构。
物理独立性是指数据库的物理存储方式可以独立于应用程序。
事务是数据库操作的基本单位。
事务具有ACID特性,即原子性、一致性、隔离性和持久性。
原子性指事务中的操作要么全部执行成功,要么全部不执行。
一致性指事务的执行对数据库状态的改变必须是合法的,不破坏数据库的完整性。
隔离性指并发执行的多个事务之间应该相互隔离,互不干扰。
持久性指一旦事务提交,对数据库的修改将永久保存。
并发控制是数据库系统中用于处理多个并发事务的机制。
它确保事务之间的执行不会相互干扰,同时保持数据库的一致性。
常见的并发控制技术包括锁定机制、时间戳机制和多版本并发控制等。
百词斩数据库结构现代社会中,数据量的急剧增长催生了数据库的重要性。
数据库是一个存储和管理数据的系统,它具有特定的结构以及与之对应的操作和管理方法。
数据库结构是指数据库中各个数据元素之间的逻辑关系和组织形式,这一结构对于数据库的性能、安全性和可维护性影响深远。
首先,数据库结构决定了数据的组织方式。
一个良好的数据库结构应该能够将数据按照一定的规则和要求进行组织和分类。
常见的数据库结构有层次结构、网络结构、关系结构等。
其中,关系结构最为常用,它以表格的形式存储数据,并通过主键与外键的关系来进行数据的连接和关联,使得数据之间的关系更加清晰明了。
其次,数据库结构影响了数据库的性能。
一个合理的数据库结构应该能够优化数据的存储和检索操作,提高数据库的响应速度。
例如,通过将频繁被查询的数据放在一个表中,将不经常被使用的数据放在另一个表中,可以减少查询的时间和成本。
此外,通过建立索引和合理的物理存储结构,也能够进一步提高数据库的性能和效率。
此外,数据库结构也对数据库的安全性产生影响。
一个健全的数据库结构能够提高数据库的安全性,防止数据的丢失和被非法获取。
例如,通过设定用户权限和访问控制,可以限制不同用户的数据库访问权限,保护数据的隐私和完整性。
同时,合理的备份和恢复策略也是保证数据库安全性的重要手段,确保数据能够及时恢复和备份。
最后,数据库结构对数据库的可维护性至关重要。
一个良好的数据库结构能够简化数据库的维护工作,减少维护成本。
通过灵活布局和模块化设计,可以降低系统的复杂性,提高系统的可扩展性和可维护性。
此外,合理的数据归档和数据清理策略也是数据库结构设计的重要方面,能够及时清理无用的数据,释放存储空间。
综上所述,数据库结构是数据库设计的核心,它直接关系到数据库的性能、安全性和可维护性。
在设计数据库结构时,应该考虑到数据的逻辑关系、性能、安全性和可维护性等方面,以便构建一个高效、安全、可靠的数据库系统。
《数据库原理》知识点总结归纳数据库原理是计算机科学中的重要基础课程,它涉及到数据库的架构、数据模型设计、数据操作和查询、事务处理等方面的知识。
下面对《数据库原理》的主要知识点进行总结归纳。
1.数据库基本概念-数据:存储在计算机中的描述事物属性和关系的符号记录。
-数据库:长期存储在计算机内、有组织地、可共享的大量数据的集合。
-数据库管理系统(DBMS):用于管理和操作数据库的软件系统。
-数据库系统:由DBMS、数据库和应用程序组成的完整系统。
2.数据模型-关系模型:基于关系理论,将数据组织成二维表格形式。
-实体-关系模型:基于实体和实体之间的关系来描述现实世界。
-层次模型:数据组织为树形结构。
-网状模型:数据组织为图形结构。
-对象模型:以对象为中心来描述数据。
3.关系代数和关系演算-关系代数:一组运算符和规则,用于操作关系数据库的各种操作,包括选择、投影、并、差、交、连接等。
-关系演算:基于数理逻辑的一种查询方式,分为元组关系演算和域关系演算。
4.数据库设计-概念设计:确定数据库的整体结构和模式。
-逻辑设计:将概念模型转化为关系模型。
-物理设计:确定存储结构、访问路径、索引等。
5.数据库查询-SQL语言:结构化查询语言,用于对数据库进行操作和查询。
-查询优化:通过优化查询计划来提高查询效率。
6.事务处理-事务:是对数据库进行访问和更新的基本单位,具有原子性、一致性、隔离性和持久性的特性。
-并发控制:用于处理多个事务并发执行时可能出现的并发不一致问题,包括锁、并发控制技术等。
7.数据库完整性和安全性-完整性约束:用于保证数据库中数据的完整性,包括实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性等。
-安全性:包括用户权限管理、数据加密、备份和恢复等。
8.数据库备份和恢复-备份:将数据库的副本存储在其他位置,以防止数据丢失。
-恢复:将备份的数据库恢复到原来的状态,包括崩溃恢复和事务恢复。
以上是《数据库原理》的主要知识点总结归纳,通过对这些知识点的掌握,可以深入理解数据库的基本原理和操作,为实际应用提供支持。
三、数据库的概念与用途
? 数据库的概念
什么是数据库呢?当人们从不同的角度来描述这一概念时就有不同的定义(因此是描述性的)。
例如,称数据库是一个“记录保存系统”(该定义强调了数据库是若干记录的集合)。
又如称数据库是“人们为解决特定的任务,以一定的组织方式存储在一起的相关的数据的集合”(该定义侧重于数据的组织)。
更有甚者称数据库是“一个数据仓库”。
因此,这种讲法尽管形象,但并不严谨。
严格地讲,数据库是“按照数据结构来组织、存储和治理数据的仓库”。
在经济治理的日常工作中,常常需要把某些相关的数据放进如此“仓库”,并依照治理的需要进行相应的处理。
例如,企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的差不多情况(职工号、姓名、年龄、性不、籍贯、工资、简历等)存放在表20.6.3中,这张表就能够看成是一个数
据库。
有了那个“数据仓库”我们就能够依照需要随时查询某职工的差不多情况,也能够查询工资在某个范围内的职工人数等等。
这些工作假如都能在计算机上自动进行,那我们的人事治理就能够达到极高的水平。
此外,在财务治理、仓库治理、生产治理中也需要建立众多的这种“数据库”,使其能够利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化治理。
J.Martin给数据库下了一个比较完整的定义:数据库是存
储在一起的相关数据的集合,这些数据是结构化的,无有害的或不必要的冗余,并为多种应用服务;数据的存储独立于使用
它的程序;对数据库插入新数据,修改和检索原有数据均能按
一种公用的和可操纵的方式进行。
当某个系统中存在结构上完
全分开的若干个数据库时,则该系统包含一个“数据库集合”。
? 数据库的优点
使用数据库能够带来许多好处:如减少了数据的冗余度,从而大大地节约了数据的存储空间;实现数据资源的充分共享等等。
此外,数据库技术还为用户提供了特不简便的使用手段使用户易于编写有关数据库应用程序。
特不是近年来推出的微型计算机关系数据库治理系统dBASELL,操作直观,使用灵活,编程方便,环境适应广泛(一般的十六位机,如IBM/PC/XT,国产长城0520等均可运行种软件),数据处理能力极强。
数据库在我国正得到愈来愈广泛的应用,必将成为经济治理的有力工具。
数据库是通过数据库治理系统(DBMS-DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM)软件来实现数据的存储、治理与使用的dBASELL确实是一种数据库治理系统软件。
? 数据库结构与数据库种类
数据库通常分为层次式数据库、网络式数据库和关系式数据库三种。
而不同的数据库是按不同的数据结构来联系和组织的。
1.数据结构模型
(1)数据结构
所谓数据结构是指数据的组织形式或数据之间的联系。
假如用D表示数据,用R表示数据对象之间存在的关系集合,则将DS=(D,R)称为数据结构。
例如,设有一个电话号码簿,它记录了n个人的名字和相应的电话号码。
为了方便地查找某人的电话号码,将人名和号码按字典顺序排列,并在名字的后面跟随着对应的电话号码。
如此,若要查找某人的电话号码(假定他的名字的第一个字母是Y),那么只须查找以Y开头的那些名字就能够了。
该例中,数据的集合D确实是人名和电话号码,它们之间的联系R确实是按字典顺序的排列,其相应的数据结构确实是DS=(D,R),即一个数组。
(2)数据结构种类
数据结构又分为数据的逻辑结构和数据的物理结构。
数据的逻辑结构是从逻辑的角度(即数据间的联系和组织方式)来观看数据,分析数据,与数据的存储位置无关。
数据的物理结构是指数据在计算机中存放的结构,即数据的逻辑结构在计算机中的实现形式,因此物理结构也被称为存储结构。
本节只研究数据的逻辑结构,并将反映和实现数据联系的方法称为数据模型。
目前,比较流行的数据模型有三种,即按图论理论建立的层次结构模型和网状结构模型以及按关系理论建立的关系结构模型。
2.层次、网状和关系数据库系统
(1)层次结构模型
层次结构模型实质上是一种有根结点的定向有序树(在数学中“树”被定义为一个无回的连通图)。
例如图20.6.4是一
个高等学校的组织结构图。
那个组织结构图像一棵树,校部确实是树根(称为根结点),各系、专业、教师、学生等为枝点(称为结点),树根与枝点之间的联系称为边,树根与边之比为1:N ,即树根只有一个,树枝有N 个。
这种数据结构模型的一般结构见图20.6.5所示。
图20.6.4 高等学校的组织结构图 图20.6.5 层次结构模
型
图20.6.5中,Ri(i =1,2,…6)代表记录(即数据的集合),其中R1确实是根结点(假如Ri 看成是一个家族,则R1确实是祖先,它是R2、R3、R4的双亲,而R2、R3、R4互为兄弟),R5
、
R6也是兄弟,且其双亲为R3。
R2、R4、R5、R6又被称为叶结点(即无子女的结点)。
如此,Ri(i=1,2,…6)就组成了以R1为树根的一棵树,这确实是一个层次数据结构模型。
按照层次模型建立的数据库系统称为层次模型数据库系统。
IMS(Information Manage-mentSystem)是其典型代表。
(2)网状结构模型?
在图20.6.6中,给出了某医院大夫、病房和病人之间的联系。
即每个大夫负责治疗三个病人,每个病房可住一到四个病人。
假如将大夫看成是一个数据集合,病人和病房分不是另外两个数据集合,那么大夫、病人和病房的比例关系确实是M:N:P(即M个大夫,N个病人,P间病房)。
这种数据结构确实是网状数据结构,它的一般结构模型如图20.6.7所示。
在图中,记录Ri(i=1,2,8)满足以下条件:
①能够有一个以上的结点无双亲(如R1、R2、R3)。
②至少有一个结点有多于一个以上的双亲。
在“大夫、病
人、病房”例中,“大夫集合有若干个结点(M 个大夫结点)无“双亲”,而“病房”集合有P 个结点(即病房),并有一个以上的“双亲”(即病人)。
图20.6.6 大夫、病房和病人之间的关系
图20.6.7 网状结构模型
按照网状数据结构建立的数据库系统称为网状数据库系统,其典型代表是DBTG(Data Base Task Group)。
用数学方法可将网状数据结构转化为层次数据结构。
(3)关系结构模型
关系式数据结构把一些复杂的数据结构归结为简单的二元关系(即二维表格形式)。
例如某单位的职工关系确实是一个二元关系(见表20.6.8)。
那个四行六列的表格的每一列称为一个字段(即属性),字段名相当于标题栏中的标题(属性名称);表的每一行是包含了六个属性(工号、姓名、年龄、性不、职务、工资)的一个六元组,即一个人的记录。
那个表格清晰地反映出该单位职工的差不多情况。
表20.6.8 职工差不多情况
通常一个m行、n列的二维表格的结构如表20.6.9所示。
表中每一行表示一个记录值,每一列表示一个属性(即字段或数据项)。
该表一共有m个记录。
每个记录包含n个属性。
作为一个关系的二维表,必须满足以下条件:
(1)表中每一列必须是差不多数据项(即不可再分解)。
(2)表中每一列必须具有相同的数据类型(例如字符型或数值型)。
(3)表中每一列的名字必须是唯一的。
(4)表中不应有内容完全相同的行。
(5)行的顺序与列的顺序不阻碍表格中所表示的信息的含义。
由关系数据结构组成的数据库系统被称为关系数据库系统。
在关系数据库中,对数据的操作几乎全部建立在一个或多个关系表格上,通过对这些关系表格的分类、合并、连接或选。