大学计算机基础 第7章 数据库设计基础PPT课件
合集下载
数据库系统基础教程(7)PPT教学课件
– 一个表有且仅有一个主键；而 Unique 属性可 有多个或没有。
– Unique 可以是单个属性或多属性，Unique 属 性允许空值。
– 若主键是单个属性，则该属性隐含为 unique。
– 若主键是多个属性，则每个属性都不可能为 Unique。
– DBMS 对主键往往自动赋予一些特征，如建立 索引 index 等。
– 影响被参照表 Customer 的 delete 和 update 操作。
首先 Salesorder (参照表)中的 custid 应允许 NULL。
当 Customer (被参照表)执行 delete 删除某个元组时， Salesorder (参照表)中所有参照元组的 custid 被置空。
2020/12/10
1
7.1 键和外键
• 键 key 是最重要的约束。 • 每个表都必须确定自己的键。 • 每个表都可能有多个属性集可作为键，称
为“候选键 candicate key”。 • 一个表只能确定一个主键(Primary Key)。 • 若某个属性说明为 unique，则它是一个候
选键。
foreign key <参照属性> references <被参照表>(被参照属性)
– 其中：被参照属性应是被参照表的 Primary
Key 或 unique 属性。
2020/12/10
6
7.1.4 说明外键约束
例如：
CREATE TABLE Elective(
Sno CHAR(10) NOT NULL References Student(Sno),
salesman(empid, idno, name, managerid, deptid, …)
– Unique 可以是单个属性或多属性，Unique 属 性允许空值。
– 若主键是单个属性，则该属性隐含为 unique。
– 若主键是多个属性，则每个属性都不可能为 Unique。
– DBMS 对主键往往自动赋予一些特征，如建立 索引 index 等。
– 影响被参照表 Customer 的 delete 和 update 操作。
首先 Salesorder (参照表)中的 custid 应允许 NULL。
当 Customer (被参照表)执行 delete 删除某个元组时， Salesorder (参照表)中所有参照元组的 custid 被置空。
2020/12/10
1
7.1 键和外键
• 键 key 是最重要的约束。 • 每个表都必须确定自己的键。 • 每个表都可能有多个属性集可作为键，称
为“候选键 candicate key”。 • 一个表只能确定一个主键(Primary Key)。 • 若某个属性说明为 unique，则它是一个候
选键。
foreign key <参照属性> references <被参照表>(被参照属性)
– 其中：被参照属性应是被参照表的 Primary
Key 或 unique 属性。
2020/12/10
6
7.1.4 说明外键约束
例如：
CREATE TABLE Elective(
Sno CHAR(10) NOT NULL References Student(Sno),
salesman(empid, idno, name, managerid, deptid, …)
数据库设计(共38张PPT)
法为：
可将“一方”实体的主关键字纳入“n方”实体转换后
的数据表中作为“外部关键字”，同时把关系的属性也一并
其中。
一对多中的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
N
学生
班级（班级编号、班级名称）
属于
学生（学号、姓名、性别、年龄、班级编 号）
班级
1
编号
名称
多对多的关系转换为数据表
如果实体A和实体B之间是多对多的关系，必须按以下 原则转换化数据表：
第二范式
第二范式是在第一范式的基础上，确保表中的每列都 和主键相关。即要求一个表只描述一件事情。
职工信息
工程信息
劳资信息
第二范式
工程信息
职工信息 劳资信息
第三范式
第三范式是在第二范式的基础上，确保表中每列都 和主键直接相关，而不是间接相关。间接相关又称 为传递依赖。
假设数据表中A、B、C三列，如果A->B，而B->C，则
1. 必须对“关系”单独建立一个数据表。
2. 该数据表的属性中至少要包括实体A和实体B的主关键字作为
外键，并且如果关系有属性，也要归入这个关系中。
多对多的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
学生
学生（学号、姓名、性别、年龄）
N
选课
课程（课程号、名称、课时、学分）
N
选课（编号、学号、课程号）
课程
课程号
名称
ID编号列，它没有实际含义，用于做主键。 例如：通知数据表中除了标题、内容外，还应加一个ID主键列 ，用以区分每条记录。
3. 如果实体之间有某种关系，还要在表中添加外键。
学生选课系统中各实体转换为数 据表
可将“一方”实体的主关键字纳入“n方”实体转换后
的数据表中作为“外部关键字”，同时把关系的属性也一并
其中。
一对多中的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
N
学生
班级（班级编号、班级名称）
属于
学生（学号、姓名、性别、年龄、班级编 号）
班级
1
编号
名称
多对多的关系转换为数据表
如果实体A和实体B之间是多对多的关系，必须按以下 原则转换化数据表：
第二范式
第二范式是在第一范式的基础上，确保表中的每列都 和主键相关。即要求一个表只描述一件事情。
职工信息
工程信息
劳资信息
第二范式
工程信息
职工信息 劳资信息
第三范式
第三范式是在第二范式的基础上，确保表中每列都 和主键直接相关，而不是间接相关。间接相关又称 为传递依赖。
假设数据表中A、B、C三列，如果A->B，而B->C，则
1. 必须对“关系”单独建立一个数据表。
2. 该数据表的属性中至少要包括实体A和实体B的主关键字作为
外键，并且如果关系有属性，也要归入这个关系中。
多对多的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
学生
学生（学号、姓名、性别、年龄）
N
选课
课程（课程号、名称、课时、学分）
N
选课（编号、学号、课程号）
课程
课程号
名称
ID编号列，它没有实际含义，用于做主键。 例如：通知数据表中除了标题、内容外，还应加一个ID主键列 ，用以区分每条记录。
3. 如果实体之间有某种关系，还要在表中添加外键。
学生选课系统中各实体转换为数 据表
大学计算机基础之数据库基础教学课件
大学计算机基础
7.1 数据库系统概述 7.2 实体-联系模型和关系模型 7.3 关系型数据库标准语言 7.4 Access数据库管理系统
2
数据库技术是研究数据的存储、设计和使用的技术， 是计算机应用的一个重要分支。 信息化社会离不开信息系统，信息系统的核心就是 数据库系统。 数据库技术广泛应用于各个领域:
数据模型的分类
◦ 层次模型：用树型结构来表示实体及实体间的联系； ◦ 网状模型：用网状结构来表示实体及实体间的联系； ◦ 关系模型：用关系结构来表示实体及实体间的联系，是目 前应用最广泛的数据模型； ◦ 面向对象模型：用对象来表示实体及实体间的联系。
13
以树状结构来表示实体及其之间的联系（1：n）
数据库技术是对传统信息管理模式的大变革 —提高了信息的利用率 —缩短了信息的传播过程 —实现了信息一体化的管理
5
20世纪50年代中期以前： 硬件方面只有卡片、纸带、磁带等存储设备 软件方面没有操作系统，没有进行数据管理的软件 此时的计算机、数据主要以科学计算为目的 原始数据随程序一起输入内存 、运算、退出 --数据是面向应用 应用程序1 --数据不具有共享性 数据需要由应用程序自己来管理 应用程序2 程序与相应的数据有着很强的依赖性 程序与数据之间不具有独立性 应用程序n · · ·
建立在数据库系统之上的一类计算机应用 系统，由数据库系统、应用程序及其开发 人员、用户等组成。
数据库
数据库管理系统是数据库系 统的核心，而数据库系统是 数据库应用系统的核心。
4
计算机数据管理技术经历了三个阶段：
人工管理阶段 文件系统阶段 1946 1950 1960 数据库系统阶段 1970
7.1 数据库系统概述 7.2 实体-联系模型和关系模型 7.3 关系型数据库标准语言 7.4 Access数据库管理系统
2
数据库技术是研究数据的存储、设计和使用的技术， 是计算机应用的一个重要分支。 信息化社会离不开信息系统，信息系统的核心就是 数据库系统。 数据库技术广泛应用于各个领域:
数据模型的分类
◦ 层次模型：用树型结构来表示实体及实体间的联系； ◦ 网状模型：用网状结构来表示实体及实体间的联系； ◦ 关系模型：用关系结构来表示实体及实体间的联系，是目 前应用最广泛的数据模型； ◦ 面向对象模型：用对象来表示实体及实体间的联系。
13
以树状结构来表示实体及其之间的联系（1：n）
数据库技术是对传统信息管理模式的大变革 —提高了信息的利用率 —缩短了信息的传播过程 —实现了信息一体化的管理
5
20世纪50年代中期以前： 硬件方面只有卡片、纸带、磁带等存储设备 软件方面没有操作系统，没有进行数据管理的软件 此时的计算机、数据主要以科学计算为目的 原始数据随程序一起输入内存 、运算、退出 --数据是面向应用 应用程序1 --数据不具有共享性 数据需要由应用程序自己来管理 应用程序2 程序与相应的数据有着很强的依赖性 程序与数据之间不具有独立性 应用程序n · · ·
建立在数据库系统之上的一类计算机应用 系统，由数据库系统、应用程序及其开发 人员、用户等组成。
数据库
数据库管理系统是数据库系 统的核心，而数据库系统是 数据库应用系统的核心。
4
计算机数据管理技术经历了三个阶段：
人工管理阶段 文件系统阶段 1946 1950 1960 数据库系统阶段 1970
计算机软件技术基础第7章 数据库系统设计
原始数据 输入 处理 筛选输入 查找 分析 查找结果 输出 处理 格式化输出
存储文件 图7-2数据流图示意图
信息管理与信息系统
12
计算机软件技术基础
计算机软件技术基础
计算机软件技术基础
•
举例：下面是学生成绩管理数据库系统设计的业务流程分析，原始的数据是学 生的成绩，系统要求统计学生的成绩，并根据成绩统计的结果由奖学金评委评 选出获得奖学金的学生，其数据流图如图7.3
成绩清单
输入 处理
统计整理
产生 报表
报表清单
输出 处理
获奖清单
存储文件 图7-3学生成绩统计数据流图
信息管理与信息系统
13
计算机软件技术基础
计算机软件技术基础
计算机软件技术基础
• •
总体信息需求 需求分析
需求分析说明书
处理需求
独立于数据库管理系统
概念设计
数据库概念模式 DBMS的特征
相关于数据库管理系统
逻辑设计
数据库逻辑模式
硬件和操作系统的特征
物理设计
数据库物理模式
图7.1 数据库系统的设计过程
信息管理与信息系统
8
计算机软件技术基础
计算机软件技术基础
计算机软件技术基础
§7.2需求分析
• 设计一个数据库系统，首先必须确认数据库系统的用户和用途。由于数据 库系统是一个组织部门的模拟，数据库系统设计者必须对一个组织部门的基本情 况有所了解，比如该组织部门的组织机构、各部门的联系、有关事物和活动以及 描述它们的数据、信息流程、政策和制度、报表及其格式和有关的文档等。收集 和分析这些资料的过程称为需求分析。例如在一个大学，学生是按照系部、班级 来进行组织，而课程则是按照专业、任课教师等进行组织。每个学生需要选修自 己专业内的课程并取得成绩，而校方则需要统计每门课的平均分和学生的平均成 绩，这就是学生和课程之间的联系和需要进行的处理。需求分析的目标是给出应 用领域中数据项、数据项之间的关系和数据操作任务的详细定义，为数据库系统 的概念设计、逻辑设计和物理设计奠定基础，为优化数据库系统的逻辑结构和物 理结构提供可靠依据。设计人员应与用户密切合作，用户则应积极参与，从而使 设计人员对用户需求有全面、准确的理解。 需求分析的过程是对现实世界深入了解的过程，数据库系统能否正确的反映 现实世界主要取决于需求分析，需求分析人员既要对数据库技术有一定的了解， 又要对组织部门的情况比较熟悉，一般由数据库系统设计人员和本组织部门的有 关工作人员合作进行。需求分析的结果整理成需求分析说明书，这是数据库技术 人员与应用组织部门的工作人员取得共识的基础，必须得到有关组织部门人员的 确认。需求分析大致可分为以下三步来完成：
数据库设计基础课件
E-R图的一个实例:学生课程联系的概念模型
12
3 层次模型
一种树形结构 数据结构比较简单，操作简单 对于实体间联系是固定的、且预先定义好的应用系统， 有较高的性能 可以提供良好的完整性支持 不适合表示非层次性的联系，对于插入和删除操作的 限制比较多
13
4
网状模型
一个不加任何条件限制的无向图 优于层次模型 使用时设计系统内部的物理因素较多，用户 操作不方便，其数据模式与系统实现不甚理 想
19
3 关系代数
1. 关系模型的基本操作
插入（R1∪R2） 删除（R1-R2） 修改 查询
投影运算（选择属性列构成一个新关系） 选择运算（选择满足条件的元组构成一个新关系） 笛卡儿积运算（连接运算） （T=R×S）
20
关系代数中的扩充运算
交运算（R∩S) 除运算（R÷S） 连接 自然连接
14
关系模型
采用二维表来表示，简称表。 一个关系就是一张二维表。 表中的每行数据称为元组。 表中的每列称为属性，每个属性有一个取 值范围称为值域。 表的框架称为关系模式。
15
二维表的性质
元素个数有限性 元组的惟一性 元组的次序无关性（元组次序可以任意交换） 元组分量的原子性（属性是不可分割的基本数据项） 属性名惟一性 属性的次序无关性（属性与顺序无关，可任意交换） 分量值域的同一性（属性的分量具有与该属性相同的 值域）
B) 数据库管理系统 D) 软件工程
31
下列SQL语句中，用于修改表结构的是 A) ALTER B) CREATE C) UPDATE D) INSERT 数据库、数据库系统和数据库管理系统之间的关系是 A) 数据库包括数据库系统和数据库管理系统 B) 数据库系统包括数据库和数据库管理系统 C) 数据库管理系统包括数据库和数据库系统 D) 3者没有明显的包含关系 关系模型允许定义3类数据约束，下列不属于数据约束 的是 A) 实体完整性约束 B) 参照完整性约束 C) 域完整性约束 D) 用户自定义的完整性约束
第七章、chap7数据库设计
2. 聚集 定义某一类型的组成成分。在E-R模型 中若干属性的聚集组成了实体型，就是这 种抽象。 例：学生实体型由若干属性组成，如学号、 姓名、班级等。
3. 概括 定义类型之间的一种子集联系。 例：学生是一个实体型，本科生、研究生 也是实体型。本科生、研究生均是学生的 子集。我们把学生称为超类，本科生、研 究生称为学生的子类。 概括有一个很重要的性质：继承性。 子类继承超类上定义的所有抽象，并且可 以增加自己某些特殊的行为和特征。
具体步骤： 1. 选择局部应用 根据某个系统的具体情况，选择一个适当层 次的应用系统（通常选择中层）作为设计分E-R图 的依据。
某工厂管理信息系统
物资管理子系统
销售管理子系统
人事管理子系统
2. 逐一设计分E-R图 局部应用的数据都收集在数据字典里了，现 在就要把这些数据抽取出来，确定局部应用中的 实体、实体的属性、码，以及实体间的联系及其 类型。 设计中的一个重要原则： 为了简化E-R图的处理，现实世界里的事物 能作为属性的尽量在E-R图中作为属性。 实体和属性区分的准则： (1) 作为属性，不能再具有需要描述的性质。 (2) 属性不能与其他实体具有联系。 凡满足以上两条准则的事物，一般作为属性 看待。
概念模型
概念模型
概念模型
概念模型
2) 自底向上：先局部，后集成
子需求 子需求 子需求 子需求
概念模型
概念模型
概念模型
概念模型
概念模型
概念模型
全局概念模型
3) 逐步扩张：先核心，后扩充
核心需求
需 求
核心概念 模型
…
全局概念 模型
4) 混合策略：自顶向下+自底向上 用自顶向下策略设计一个全局概念结构 的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中 设计的各局部概念结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如商品、库存、职员等
– 属性：实体某一方面特性的描述。
如商品的属性：编号、名称、生产日期、生产厂商 职员的属性：姓名、年龄、性别、电话等
– 属性值：属性具体的值。
如某个职员的姓名属性的值是“张丽”，性别是“女”
– 属性值的域：属性值的取值范围。
性别属性值的域是{“男”，“女”}
– 实体型：一个实体就是一些具体属性值的集合，而属 性的集合则描述了某类实体的共同特征，称为实体型
程序1
数据1
程序2
数据2
5
（2）文件管理阶段
在20世纪50年代后期到60年代中期，文件系统阶段 程序与数据的关系如图所示。
应用程序1 应用程序2 应用程序3
文件管理 系统
数据文件1 数据文件2 数据文件3
6
（3）数据库管理阶段
20世纪60年代后期至今，数据库系统阶段程序与数 据的关系如下图所示：
应用1 应用2 应用3
数据库 管理系 统
DBMS
数据库 DB
数据1 数据2
……
对数据库进行管理 及对数据库数据进 行操作的管理系统
数据n
存储在计算机内、有组织的、 可共享的大量数据的集合
数据库的根本目标是解决数据的共享
7
二、数据库管理系统（DBMS）
数据库管理系统的主要任务是科学地有效地组织 和存储数据、高效地获取和管理数据，接受和完 成用户提出的访问数据的各种请求。
与之相对应，反过来，实体集B中的每个实体，实体集A中也有m个 实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系， 记作：m:n
例如：学生的集合和学生社团的集合
18
以下实体集之间的联系是？
班级与学生 学生与课程
– 数据库在物理存储器上具体实现的描述，是数据在数 据库内部的表示方法，也是数据物理结构和存储方式 的描述。
–一个数据库只有一个内模式。
11
2、二级映像
（1）外模式/模式映像
–外模式/模式映像描述数据库系统的每个局部 逻辑结构与全局逻辑结构之间的联系。
–对于每个外模式，系统都要有一个外模式/模 式映像定义这个外模式与模式之间的对应关系。
例如：学院的集合和院长的集合
（2）一对多联系 如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）
与之相对应，反过来，实体集B中的每个实体，实体集A中至多只有 一个实体与之联系， 则称实体集A与实体集B具有一对多联系。记作： 1:n。
例如：学院的集合和班级的集合
（3）多对多联系 如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）
（2）外模式（也称为子模式或用户模式）
–用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构的描述， 是数据和用户的数据视图，是与某一应用有关的数据 的逻辑表示。
–外模式一般是模式的子集。一个模式可以有多个外模 式。一个应用程序只能使用一个外模式。外模式是保 证数据库安全性的一个有力措施。
10
（3）内模式（也称存储模式）
（2）模式/内模式的映像
– 模式/内模式映像描述数据库系统的全局逻辑 结构和物理结构之间的联系。
– 模式/内模式映像是唯一的。
12
应用程序 1
应用程序 2
应用程序 2
外模式 1
外模式 2
外模式（用户级数据库）
外 模 式 /模 式 映 射
模 式（概念级数据库）
模式 模 式 /内 模 式 映 射
内模式（物理级数据库）
算机中的数据分为两个阶段：
现实世界
信息世界
学生 （学号、 姓名、 年龄、 性别等）
计算机世界
文本串（“2009011101”） 文本串（“张华”） 整数（19） 字符（‘M’）
15
第一阶段：
现实世界
信息世界
工具：建立E-R模型 （Entity-Relationship）
16
1、实体描述
– 实体：客观存在并且能够相互区分的事物。
如：教师（教师编号，教师姓名，性别，出生年份，工作年限， 工资）就是一个实体型
– 实体集：同类型实体的集合。
如一个公司的所有职员就是一个实体集
17
2、实体集之间的联系
（1）一对一联系 如果对于实体集A中的每个实体，实体集B 中至多有一个（可以
没有）与之相对应，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一 联系，记作：1:1。
数据库管理系统的主要功能包括以下几个方面：
– （1）数据定义功能 – （2）数据操纵功能 – （3）数据库的建立和维护功能 – （4）数据库运行控制功能
8
三、数据库系统（DBS）
数据库系统是指引入了数据库之后的计算机系统 数据库系统的构成（7个层次），如下图：
利用数据库系统 开发的解决实际 应用问题的软件 系统
1、数据、信息和数据管理
– 数据– 信息是客观实体存在方式和运动状态的描述。 – 数据处理是指将数据转换成信息的过程。
4
2、数据管理技术的发展
数据管理是数据处理的中心问题,是指对数据的分 类、组织、编码、存储、检索和维护的技术。
（1）人工管理阶段
20世纪50年代以前，计算机主要用于数值计算。这一 时期的数据，数据量小，无结构，由用户直接管理，且 数据间缺乏逻辑组织，由于是面向应用程序的，数据缺 乏独立性，应用程序与其处理的数据结合成一个整体。
内模式
物理数据 库
DBMS
操作系统
13
数据的独立性
物理 独立性
当数据的存储结构改变时，其逻 辑结构可以不变，基于逻辑结构的应 用程序不必修改
逻辑 独立性
当总体逻辑结构改变时，其局部 逻辑结构可以不变，从而根据局部逻 辑结构编写的应用程序也可以不必修 改
14
§7.2 数据模型
一、数据描述 客观世界的事物转化成计
数据库应用系统
数据库管理系统
数据库 操作系统
硬件
普通用户 数据库管理员
其中，数据库管理系统是数据库系统的核心
9
四、数据库系统的体系结构 （三级模式、二级映射）
1、三级模式
（1）模式 （ Schema，也称逻辑模式或概念模式)
–数据库中全体数据的逻辑结构描述，是所有用户的公 共数据视图。
–一个数据库只有一个模式。
第7章 数据库设计基础
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
本章主要内容
数据库系统的基本概念 数据模型 关系代数 数据库设计
3
§7.1 数据库系统基本概念概述
一、数据与数据管理
– 属性：实体某一方面特性的描述。
如商品的属性：编号、名称、生产日期、生产厂商 职员的属性：姓名、年龄、性别、电话等
– 属性值：属性具体的值。
如某个职员的姓名属性的值是“张丽”，性别是“女”
– 属性值的域：属性值的取值范围。
性别属性值的域是{“男”，“女”}
– 实体型：一个实体就是一些具体属性值的集合，而属 性的集合则描述了某类实体的共同特征，称为实体型
程序1
数据1
程序2
数据2
5
（2）文件管理阶段
在20世纪50年代后期到60年代中期，文件系统阶段 程序与数据的关系如图所示。
应用程序1 应用程序2 应用程序3
文件管理 系统
数据文件1 数据文件2 数据文件3
6
（3）数据库管理阶段
20世纪60年代后期至今，数据库系统阶段程序与数 据的关系如下图所示：
应用1 应用2 应用3
数据库 管理系 统
DBMS
数据库 DB
数据1 数据2
……
对数据库进行管理 及对数据库数据进 行操作的管理系统
数据n
存储在计算机内、有组织的、 可共享的大量数据的集合
数据库的根本目标是解决数据的共享
7
二、数据库管理系统（DBMS）
数据库管理系统的主要任务是科学地有效地组织 和存储数据、高效地获取和管理数据，接受和完 成用户提出的访问数据的各种请求。
与之相对应，反过来，实体集B中的每个实体，实体集A中也有m个 实体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系， 记作：m:n
例如：学生的集合和学生社团的集合
18
以下实体集之间的联系是？
班级与学生 学生与课程
– 数据库在物理存储器上具体实现的描述，是数据在数 据库内部的表示方法，也是数据物理结构和存储方式 的描述。
–一个数据库只有一个内模式。
11
2、二级映像
（1）外模式/模式映像
–外模式/模式映像描述数据库系统的每个局部 逻辑结构与全局逻辑结构之间的联系。
–对于每个外模式，系统都要有一个外模式/模 式映像定义这个外模式与模式之间的对应关系。
例如：学院的集合和院长的集合
（2）一对多联系 如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）
与之相对应，反过来，实体集B中的每个实体，实体集A中至多只有 一个实体与之联系， 则称实体集A与实体集B具有一对多联系。记作： 1:n。
例如：学院的集合和班级的集合
（3）多对多联系 如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n≥0）
（2）外模式（也称为子模式或用户模式）
–用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构的描述， 是数据和用户的数据视图，是与某一应用有关的数据 的逻辑表示。
–外模式一般是模式的子集。一个模式可以有多个外模 式。一个应用程序只能使用一个外模式。外模式是保 证数据库安全性的一个有力措施。
10
（3）内模式（也称存储模式）
（2）模式/内模式的映像
– 模式/内模式映像描述数据库系统的全局逻辑 结构和物理结构之间的联系。
– 模式/内模式映像是唯一的。
12
应用程序 1
应用程序 2
应用程序 2
外模式 1
外模式 2
外模式（用户级数据库）
外 模 式 /模 式 映 射
模 式（概念级数据库）
模式 模 式 /内 模 式 映 射
内模式（物理级数据库）
算机中的数据分为两个阶段：
现实世界
信息世界
学生 （学号、 姓名、 年龄、 性别等）
计算机世界
文本串（“2009011101”） 文本串（“张华”） 整数（19） 字符（‘M’）
15
第一阶段：
现实世界
信息世界
工具：建立E-R模型 （Entity-Relationship）
16
1、实体描述
– 实体：客观存在并且能够相互区分的事物。
如：教师（教师编号，教师姓名，性别，出生年份，工作年限， 工资）就是一个实体型
– 实体集：同类型实体的集合。
如一个公司的所有职员就是一个实体集
17
2、实体集之间的联系
（1）一对一联系 如果对于实体集A中的每个实体，实体集B 中至多有一个（可以
没有）与之相对应，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一 联系，记作：1:1。
数据库管理系统的主要功能包括以下几个方面：
– （1）数据定义功能 – （2）数据操纵功能 – （3）数据库的建立和维护功能 – （4）数据库运行控制功能
8
三、数据库系统（DBS）
数据库系统是指引入了数据库之后的计算机系统 数据库系统的构成（7个层次），如下图：
利用数据库系统 开发的解决实际 应用问题的软件 系统
1、数据、信息和数据管理
– 数据– 信息是客观实体存在方式和运动状态的描述。 – 数据处理是指将数据转换成信息的过程。
4
2、数据管理技术的发展
数据管理是数据处理的中心问题,是指对数据的分 类、组织、编码、存储、检索和维护的技术。
（1）人工管理阶段
20世纪50年代以前，计算机主要用于数值计算。这一 时期的数据，数据量小，无结构，由用户直接管理，且 数据间缺乏逻辑组织，由于是面向应用程序的，数据缺 乏独立性，应用程序与其处理的数据结合成一个整体。
内模式
物理数据 库
DBMS
操作系统
13
数据的独立性
物理 独立性
当数据的存储结构改变时，其逻 辑结构可以不变，基于逻辑结构的应 用程序不必修改
逻辑 独立性
当总体逻辑结构改变时，其局部 逻辑结构可以不变，从而根据局部逻 辑结构编写的应用程序也可以不必修 改
14
§7.2 数据模型
一、数据描述 客观世界的事物转化成计
数据库应用系统
数据库管理系统
数据库 操作系统
硬件
普通用户 数据库管理员
其中，数据库管理系统是数据库系统的核心
9
四、数据库系统的体系结构 （三级模式、二级映射）
1、三级模式
（1）模式 （ Schema，也称逻辑模式或概念模式)
–数据库中全体数据的逻辑结构描述，是所有用户的公 共数据视图。
–一个数据库只有一个模式。
第7章 数据库设计基础
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
本章主要内容
数据库系统的基本概念 数据模型 关系代数 数据库设计
3
§7.1 数据库系统基本概念概述
一、数据与数据管理