科目一：信息系统综合知识——5.数据库技术基础

基本概念
数据库系统DBS：是一个采用了数据库技术，有组织地、动态地存储大量相关数据，方便多用户访问的计算机系统。由下面这几部分组成：

• 数据库（统一管理、长期存储在计算机内的，有组织的相关数据的集合。）
• 硬件（构成计算机系统包括存储数据所需的外部设备。）
• 软件（操作系统、数据库管理系统及应用程序。）
• 人员（系统分析和数据库设计人员、应用程序员、最终用户、数据库管理员DBA。）

数据库系统DBMS的功能：

• 实现对共享数据有效地组织、管理和存取； 包括数据定义、数据库操作、数据库运行管理、数据的存储管理、数据库的建立与维护等。

5.1 三级模式－两级映像

• 内模式：管理如何存储物理的数据，对应具体物理存储文件。
• 模式：又称概念模式，就是我们通常使用的基本表，根据应用、需求将物理数据划分成一张张表。
• 外模式：对应数据库中的视图这个级别。将表进行一定的处理后再提供给用户使用。
• 外模式－模式映像：是表和视图之间的映射，存在概念级和外部级之间，若表中数据发生了修改，只需要修改此映射，而无需修改应用程序。
• 模式－内模式映像：是表和物理存储之间的映射，存在于概念级和内部级之间，若修改了数据存储方式，只需要修改此映射，而不需要去修改应用程序。

5.2 数据库设计

• 1.需求分析：即分析数据存储的要求，产出物有数据流图、数据字典、需求说明书。
• 2.概念结构设计：就是设计E-R图，也即实体－属性图，与物理实现无关，说明有哪些实体，实体有哪些属性。
• 3.逻辑结构设计：将E-R图，转换成关系模型，也即转换成实际的表和表中的列属性，这里要考虑很多规范化的东西。
• 4.物理设计：根据生成的表等概念，生成物理数据库。

E-R模型

• 数据模型三要素：数据结构（所研究的对象类型的集合）、数据操作（对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合）、数据的约束条件（一组完整性规则的集合）。
• E-R模型：即实体－联系模型，使用椭圆表示属性、长方形表示实体、菱形表示联系，联系两端要标注联系类型（１：１；１：N，M:N）。
• 属性分类：简单属性和复合属性（属性是否可以分割）、单值属性和多值属性（属性有多个取值）、NULL属性（无意义）、派生属性（可由其他属性生成）。

关系模型

• 关系模型也即数据库中常用的表，包括实体的属性，标识出实体的主键和外键，如：
• S（＿Ｓｎｏ＿，Ｓｎａｍｅ，ＳＤ，Ｓａｇｅ，Ｓｅｘ）；学生S关系模式，属性位学号、姓名、系、年龄、性别

模型转换
E-R图转换为关系模型：每个实体都对应一个关系模式；联系分三种：

• １：１的联系中，联系可以放到任意的两端实体中，作为一个属性（要保证１：１的两端关联）；
• １：N的联系中，联系可以单独作为一个关系模式，也可以在N端中加入１端实体的主键；
• M：N的联系中，联系必须作为一个单独的关系模式，其主键是M和N端的联合主键。

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