数据库原理 数据模型
数据库原理及运用论文
数据库原理及运用论文引言数据库是存储和管理数据的关键工具。
随着信息技术的快速发展，数据库的重要性也日益增加。
本篇论文将介绍数据库的原理以及它在实际应用中的运用。
数据库原理1. 数据库的定义和特点数据库是指长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据的集合。
数据库的特点包括持久性、有组织性、共享性、可并发和可恢复性。
2. 数据模型数据库的数据模型决定了数据的结构、组织方式和操作规则。
常见的数据模型包括层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
其中，关系模型是应用最广泛的数据模型，它使用二维表格来表示数据之间的关系。
3. 数据库管理系统数据库管理系统（DBMS）是指用于管理和操作数据库的软件系统。
DBMS提供了数据定义语言（DDL）和数据操作语言（DML）等接口，方便用户对数据库进行创建、修改、查询和删除等操作。
4. 数据库设计和规范化数据库设计是指根据实际需求将数据组织成合适的结构，并定义数据之间的关系。
规范化是数据库设计的重要步骤，它通过分解表格和消除冗余数据来提高数据库的性能和可靠性。
5. 数据库索引和查询优化数据库索引是一种数据结构，用于快速定位和访问数据库中的数据。
索引的设计和使用对数据库的性能有着重要影响。
查询优化是指通过选择合适的查询计划和优化算法来提高查询效率。
数据库运用1. 企业级应用数据库在企业级应用中扮演着重要的角色。
例如，企业可以使用数据库来存储和管理员工信息、销售数据、客户关系和供应链等信息。
数据库可以帮助企业实现数据的一致性、完整性和安全性。
2. 互联网应用随着互联网的快速发展，数据库在互联网应用中的运用也越发重要。
互联网应用中的数据库往往需要处理大量的用户数据，如社交媒体的用户信息、电子商务的订单数据等。
数据库的性能和扩展性对于互联网应用至关重要。
3. 科学研究数据库在科学研究领域也有广泛的运用。
例如，天文学家使用数据库来存储和查询天体观测数据，生物学家使用数据库来存储和分析基因组数据。
数据库原理与应用(清华大学版)课后答案-第2章-数据模型
数 据 模 型2。
1 练习题2及参考答案1。
什么是关系？什么是关系框架？关系之间实现联系的手段是什么?什么是关系数据库？答：关系是一张二维表,即元组的集合.关系框架是一个关系的属性名表。
形式化表示为：R （A1,A2,…,An)，其中：R 为关系名，Ai 为关系的属性名。
关系之间实现联系的手段是通过关系之间的公共属性来实现联系。
关系数据库是指对应于一个关系模型的所有关系的集合。
2. 某医院病房计算机管理中需如下信息：科室：科名、科地址、科电话、医生姓名 病房：病房号、床位数、所属科室名医生：姓名、职称、所属科室名、年龄、工作证号 病人：病历号、姓名、性别、诊断医生、病房号其中，一个科室有多个病房、多个医生；一个病房只能属于一个科室；一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的诊治;一个病人的主治医生只有一个。
设计该计算机管理系统的E-R 图.答：对应的E —R 图如图2。
1所示.第 章2图2.1 E—R图3。
学校有若干个系,每个系有若干名教师和学生；每个教师可以教授若干门课程,并参加多个项目；每个学生可以同时选修多门课程。
请设计某学校的教学管理的E-R模型,要求给出每个实体、联系的属性。
答:该学校的教学管理E-R模型有以下实体:系、教师、学生、项目、课程。
各实体属性如下：系(系编号，系名，系主任）教师（教师编号,教师姓名，职称）学生（学号，姓名，性别，班号）项目（项目编号，名称，负责人）课程（课程编号,课程名,学分）各实体之间的联系如下：教师担任课程的1：n“任课”联系教师参加项目的n：m“参加"联系学生选修课程的n:m“选修"联系系、教师和学生之间的所属关系的1：m:n“领导”联系对应的E—R模型如图2。
2所示。
第2章 数据模型3系领导项目 系编号 系名 课程编号 系主任 学生 姓名 学号 性别班号选修 教师课程任课课程名学分成绩职称参加 项目编号 负责人名称 教师编号教师姓名1m nmn 1nnm 图2。
数据库原理课程介绍
数据库原理课程介绍
数据库原理课程是计算机科学和软件工程专业中的一门核心课程，旨在介绍数据库的基本概念、原理和设计方法，培养学生的数据库技术和应用能力。
课程内容通常包括以下几个方面：
1. 数据库基础：介绍数据库的概念、分类、组成部分和基本特性，讨论数据库管理系统的功能和作用。
2. 数据模型：介绍常见的数据模型，如层次模型、网络模型、关系模型等，以及它们的特点和应用场景。
3. 数据库设计：介绍数据库设计的基本原理和方法，包括实体-关系模型的建模、关系模式的转换、关系代数和关系演算等。
4. 数据库语言：介绍关系数据库的查询语言，如结构化查询语言(SQL)，包括SQL的基本语法、查询优化技术和事务处理等。
5. 数据库安全性和完整性：讨论数据库的安全性和完整性保护机制，如用户权限管理、数据加密和备份恢复等。
6. 数据库索引和性能优化：介绍数据库索引的原理和优化技术，如B+树索引、哈希索引和查询优化器等。
7. 分布式数据库：介绍分布式数据库的基本概念和架构，讨论数据分布、一致性和容错等问题。
8. 数据库应用：介绍数据库在各个领域的具体应用，如企业信息管理、数据仓库和大数据处理等。
在课程中，学生通常需要完成数据库设计和实现的实践项目，通过实际操作来巩固所学知识。
课程还可以引入一些数据库管理系统（如MySQL、Oracle等）的使用，让学生能够熟练运用具体的数据库软件进行开发和管理。
通过学习数据库原理课程，学生可以掌握数据库设计和管理的基本技能，了解数据库技术的最新发展趋势，并能够将数据库技术应用到实际的软件开发和数据处理中。
关系型数据库工作原理
关系型数据库工作原理
关系型数据库工作原理是通过使用关系型数据模型来存储和管理数据的。
关系型数据模型是基于关系的概念，将数据组织成表格形式，每个表格由行和列组成。
行代表一个数据实例，列代表数据实例的属性。
关系型数据库使用结构化查询语言（SQL）作为数据操作语言，通过SQL语句实现数据的增删改查。
当用户发送一个SQL查
询请求时，数据库管理系统（DBMS）会根据SQL语句解析
用户请求，执行相应的操作。
关系型数据库使用基于磁盘的存储结构来存储数据。
数据被存储在硬盘上的文件中，每个表格对应一个文件。
DBMS利用
索引来提高数据的查询效率，索引是一种有序的数据结构，可以帮助DBMS快速定位数据。
当内存中没有足够的空间来执行所有操作时，关系型数据库使用磁盘作为辅助存储。
数据库会将部分数据读取到内存中进行操作，并在需要时将更改的数据写回到磁盘上的文件中。
关系型数据库还支持事务的概念，事务是一组数据库操作的逻辑单元，它要么全部执行成功，要么全部回滚到初始状态。
事务通过保证数据库的一致性和隔离性来提供数据的完整性和并发控制。
总的来说，关系型数据库工作原理是基于关系型数据模型，使用SQL语句对数据进行操作，并使用磁盘和内存进行存储和
访问。
它提供了高效的查询和事务支持，适用于处理结构化数据的场景。
第二章数据模型
（1）矩形框——表示实体型； （2）菱形框——表示联系型； （3）椭圆形框——表示实体型或联系型的属性； （4）直线——用来连接上述三种图框。 做图时，把相应的命名记入框中；对组成关键字的属性，标记下 划线；在菱形框的引出线上要标上联系的方式（如1:N等）。
数据库系统原理
2.20
从现实世界到概念模型的转换由数据库设 计人员完成的。
从概念模型到逻辑模型的转换可以由数据 库设计人员完成，也可以用数据库设计工 具协助设计人员完成。
从逻辑模型到物理模型的转换是由DBMS 自动完成的。
数据库系统原理
2.7
李瑞改（lirg751@）
2.1 信息抽象过程
2.26
李瑞改（lirg751@）
2.4 结构数据模型（简称数据模型）
结构数据模型直接面向数据库的逻辑结构，是对现实世界的 第二层抽象，所以也称逻辑数据模型。 数据库的组成：
数据结构 规定了数据模型的静态特性，刻画数据模型性质最重要的方面。
数据操作 主要包括数据查询和数据更新，规定了数据模型的动态特性。
➢ （1）现实世界
现实世界是指客观存在的事物及其联系，现实世界 有个体和总体等概念。
个体：一个客观存在的可识别事物。 个体特征：每个个体都有一些区别于其他个体的特征 。例如一本书的特征可以有：书名，作者，价格，出 版社，页数等。 总体：所有同类个体的集合成为总体。例如：所有的 “书”就是一个总体。 事物联系：同类个体之间或不同类个体的关系。
2.1 信息抽象过程
➢ （3）机器世界
信息世界中的信息经过数字化处理形成计算机能够处理 的数据，就进入了机器世界，机器世界也叫计算机世界或 数字世界。
数据项：对应实体属性的数据单位，又称为字段。通常和属 性同名。
数据库原理与应用重要知识点总结
数据库原理与应用重要知识点总结1.数据库的基本概念数据库是指存储、管理和组织数据的集合，它通过一系列的操作来实现对数据的有效管理和利用。
数据库管理系统（DBMS）则是对数据库进行管理的软件系统。
2.数据模型数据模型是描述数据库结构的方式，常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中，关系模型在实际应用中应用最广泛。
3.关系模型关系模型通过表格的形式来表示数据，表格中的行表示记录，列表示字段。
表格之间可以建立关系，例如通过外键实现表格之间的关联。
4.数据库管理系统（DBMS）DBMS是对数据库进行管理和操作的软件系统，它提供了数据的存储、检索、更新和删除等功能。
常见的DBMS有MySQL、Oracle、SQL Server 等。
5.SQL语言SQL（Structured Query Language）是用于访问和管理关系数据库的语言，它包括数据定义语言（DDL）、数据查询语言（DQL）、数据操作语言（DML）和数据控制语言（DCL）等。
6.数据库设计数据库设计是指根据系统需求和功能要求，将现实世界中的实体和关系转化为数据库中的表格和关系的过程。
数据库设计需要考虑数据的完整性、安全性、可扩展性等方面。
7.关系数据库规范化关系数据库规范化是将数据库中的表格按照一定的条件和规则进行分解和重组的过程。
目的是减少数据冗余、提高数据的存储效率和查询性能。
8.数据库索引数据库索引是对数据库中的数据进行快速访问的数据结构，它可以提高查询效率。
常见的索引类型有B树索引、哈希索引和全文索引等。
9.数据库事务数据库事务是一系列的数据库操作，它要么全部完成，要么全部不完成。
事务具有ACID属性，即原子性、一致性、隔离性和持久性。
10.数据库安全性数据库安全性是指保护数据库中的数据免受恶意攻击和非法访问的能力。
数据库的安全措施包括用户认证、访问控制、数据加密等。
11.数据库备份与恢复数据库备份是指将数据库中的数据和结构以其中一种形式进行复制和存储，以防止数据丢失。
数据库原理重点总结
数据库原理重点总结1.试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。
2.定义并解释概念模型中以下术语：实体，实体型，实体集，属性，码，实体联系图。
3.试述关系模型的三个组成部分。
4.试述关系模型的完整性规则。
在参考完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？什么情况下才可以为空？5.数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系？6.试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。
7.什么就是数据库中的独立自主存取控制方法和强制性存取控制方法？8.sql语言中提供了哪些数据控制（自主存取控制）的语句？举例说明它们的使用方法。
9.什么是数据库的完整性？10.数据库的完整性概念与数据库的安全性概念存有什么区别和联系？11.dbms的完整性掌控机制应当具备哪些功能？12.理解并给出下列术语的定义：函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递依赖、候选码、主码、外码、全码（all-key）、1nf、znf、3nf、bcnf、多值依赖、4nf。
13.建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。
14.在一个订货系统的数据库中，存有顾客、货物和订货单的信息。
15.试述数据库设计过程及各个阶段上的设计描述。
16.什么是数据库的完整性约束条件？可分为哪几类？17.下面的结论哪些就是恰当的？哪些就是错误的？对于错误的恳请得出一个反例表明之。
18.试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。
19.什么就是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤。
20.试述查阅优化的通常准则。
21.试述查阅优化的通常步骤。
23.数据库恢复的基本技术有哪些？24.mammalian操作方式可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？1.试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。
【请问】数据模型就是数据库中用以对现实世界展开抽象化的工具，就是数据库中用作提供更多信息则表示和操作方式手段的形式构架。
数据模型就是严苛定义的概念的子集，这些概念准确叙述了系统的静态特性、动态特性和完整性约束条件。
数据库的原理是什么
数据库的原理是什么
数据库的原理是指数据库系统的设计和工作方式。
它包括以下几个关键原理：
1. 数据模型和结构：数据库采用不同的数据模型，如层次型、网状型和关系型等。
每个模型都有自己的数据结构和组织方式，用于存储和访问数据。
2. 数据库查询语言：数据库系统通过查询语言（如SQL）来
实现数据的操作和检索。
查询语言允许用户以简单和易于理解的方式来请求数据，并通过优化技术提高查询效率。
3. 数据库管理系统（DBMS）：DBMS是管理和操作数据库的软件系统。
它负责数据的存储、访问、更新和保护。
DBMS
还负责实施数据完整性约束和事务处理等功能。
4. 数据库索引：为了提高数据查询效率，数据库使用索引来加速数据的检索。
索引是预先创建的数据结构，可以根据特定的列或字段值快速定位到相关的数据记录。
5. 数据库事务：事务是数据库中执行的一系列操作的逻辑单位。
数据库系统使用ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）
属性来确保事务的正确执行和数据的完整性。
6. 数据库优化和性能调优：为了提高数据库系统的性能，需要对数据库进行优化和调优。
这包括索引的设计和使用、查询的优化、存储空间的管理等。
7. 数据库安全和权限控制：数据库系统需要提供安全机制来保护数据的机密性和完整性。
它能够对用户进行身份验证，并根据用户的权限限制对数据进行访问和操作。
综上所述，数据库的原理基于数据模型和结构、查询语言、数据库管理系统、索引、事务、优化和安全等关键技术，以实现数据的有效存储、高效检索和安全保护。
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实体集1
1 联系名
实体集1
1 联系名
1 实体集2
1:1联系
n 实体集2
1:n联系
实体1 m 联系名
n 实体集2 m:n联系
11
一对一的联系（1:1）
实体集A中的一个实体至多与实体集B中的一个实体相对 应，反之亦然，则称实体集A与实体集B为一对一的联系。
记作1:1。 示例: 班级与班长之间的联系
表示客观存在的可以相互区别的事物。 可以是具体的对象，如一个学生、一本书、一辆汽车。 也可以是抽象的概念或联系，如一堂课、一次比赛等。 实体用特征来描述，如学生可以用姓名、性别、年龄来
表征。 实体是指现实世界存在的个体，具有同类特征的个体的
集合形成一个实体集。 实体集用实体名和表征实体的多个特征的集合来描述，
2
概念数据模型（概念模型）
数据模型
基本数据模型 （数据模型）
数据结构 数据操作 数据完整性约束
层次数据模型 网状数据模型
逻辑数据模型
关系数据模型
面向对象模型 物理数据模型
3
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处 理现实世界中的数据和信息。
基本过程---两步抽象
把现实世界中的客观对象抽象为概念模型； 把概念模型转换为某一DBMS支持的数据模型。
概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次。
4
主要内容
介绍具体的数据模型 E-R概念模型 层次数据模型 网状数据模型 关系数据模型 面向对象数据模型
5
2.1 E-R概念模型
概念模型，也称信息模型
是按用户的观点对数据和信息建模。 是现实世界到信息世界的抽象表示。
信息
若规定：
一个供应商可供应多种零件给多个工程；
一个工程可由多个供应商供应多种零件；
一种零件可由多个供应商供应给多个工程。
供应商、零件和工程间存在着多对多的联系，
表示为m：n：p。
不同于多个实体两两间的联系
供应商
m
p
供应
n
工程
零件
15
实体集内部不同实体间的联系
一对多的联系
9
实体间的联系
在现实世界中
事物内部的联系 事物之间的联系
在信息世界（概念模型）中
实体内部的联系 是指组成实体的各属性之间的联系。
实体之间的联系 是指不同实体集之间的联系。
二元联系：两个实体集之间的联系 多元联系 一元联系
10
实体间联系的分类
两个实体集之间的三类联系
联系的属性 联系本身也是一种实体型，可以有属性。如果一个联系 具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来.
19
联系的表示方法
实体型1
实体型1
1
1
联系名
联系名
1 实体型2 1:1联系
n 实体型2 1:n联系
实体型1 m 联系名
n 实体型2 m:n联系
20
实体型1 1 联系名
E-R模型 用E-R图表示现实世界中实体与实体间联系的模型
E-R图
实体 联系 属性
17
实体
实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。
学生
教师
属性
用椭圆形表示，用属性名标注，并用无向边将其与相应 的实体连接起来
学生
学号
姓名
性别
年龄
18
联系
联系本身 用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与 有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型 （1:1、1:n或m:n）。
较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的 各种语义知识；
简单、清晰、易于用户理解。
最常用的概念模型
实体－联系模型 （Entity-Relationship data model, E-R模型） 实体 属性 实体之间的联系
7
E-R模型的基本概念
实体（Entity）
13
多对多的联系（m:n）
实体集A中的一个实体与实体集B中的多个实体相对应； 反之，实体集B中的一个实体与实体集A中的多个实体相 对应。
记作（m:n）。 示例: 课程与学生之间的联系
一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程
14
多个实体集之间也可以存在联系，称多元联系。
其结果称为实体的“型”。 实体集中的每个实体称为实体型的值或实例。
8
属性（Attribute）
实体所具有的某一特征称为属性； 一个实体可以由若干个属性来刻画；
如：学生有学号、姓名、性别、年龄、系等方面的属性。 属性有“类型”和“值”之分
“类型”为属性名，如姓名、性别、年龄是属性的型； “值”为属性的具体内容，如(张三，男， 20）； 属性的取值范围称为属性的域。 实体标识符：一个或一组用来区分实体集中每个实体的 属性。例如：学号可以作为学生实体的标识符。
一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职
12
一对多的联系（1:n）
实体集A中的一个实体与实体集B中的多个实体相对应， 反之，实体集B中的一个实体至多与实体集A中的一个实 体相对应。
记作1:n。 示例: 班级与学生之间的联系
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习
职工实体集内部具有领导与被领导的联系
某一职工（干部）“领导”若干名职工
一个职工仅被另外一个职工直接领导
一对一的联系 夫妻关系
多对多的联系
职工
1
n
朋友关系
领导
同一实体型内部的 1:n联系
16
E-R数据模型
概念模型的表示方法很多，最著名的是E-R模型， 也称为E-R方法。
客观世界中存在的事物在人们头脑中的反映，人们把这种 反映用文字、图形等形式记录下来，经过命名、整理、分 类就形成了信息。
概念模型的用途
用于信息世界的建模 用于数据库设计，是数据库设计的有力工具 是现实世界到机器世界的一个中间层次 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言
6
概念模型的基本要求
第2章 数据模型
北京理工大学 计算机学院 张文耀
zhwenyao@
数据模型回顾
数据模型
信息领域采用的模型。 是对现实世界的一种模拟。 是将现实世界的各种事物以及事物之间的联系用数据以
及数据之间的联系来表示的一种方法。 是数据特征的抽象，是用来描述数据的一组概念和定义。