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1、第第1 1章章 数据库基本概念数据库基本概念本章目标本章目标 了解数据模型的概念。 理解关系数据模型的三个要素。 掌握数据库设计的主要步骤。 掌握ER图的表示方法。 理解联系的映射约束。2数据库相关概念数据库相关概念 数据（Data）是数据库的基本对象，是描述事物的符号记 数据库（Database）就是存放数据的仓库。 关系型数据库（Relational Database，简称RDB）就是指基于关系模型的数据库 数据库管理系统（Database Management System ，简称DBMS）是科学组织和储存数据，对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。 关系型数据库管
2、理系统（Relational Database Management System ，简称RDBMS），它通过数据、关系和对数据的约束三者组成的数据模型来存放和管理数据。3关系数据模型的三个要素关系数据模型的三个要素 数据结构 数据操作方式 完整性约束(integrity constraint)4数据结构数据结构 关系数据模型用于存储数据的逻辑结构是关系（relation)。 关系是一个数学概念，是由元组（tuple)构成的集合，而元组具有若干属性（attribute)。 直观上，可以把关系看作由行（row)和列（column)构成的表（table)，行对应关系中的元组，列对应关系中的属性。5
3、sidsname1第1学期2第2学期3第3学期4第4学期数据结构数据结构 关系与表的区别关系是元组的集合。关系的属性没有从左到右的顺序，而表上的列一般有固定的顺序。关系的属性不能为多值，而表中的列可以是多值的。6数据操作方式数据操作方式 关系模型的数据操作方式称为关系代数(relational algebra)，主要由一系列针对关系的运算构成。 包括5种基本运算。选择：返回由一个关系中满足指定条件的元组构成的另一个关系。即选出表中满足指定条件的行。映射：返回由一个关系中某些指定列中的值构成的另一个关系。即选择表中指定的列。积：两个关系的积返回一个关系，这个关系中的每一个元组由分别属于参与运算的
4、两个关系中的元组合并而成。即两个表的行两两横向拼接。并：返回由两个关系中的元组构成的关系，这些元组或者属于一个关系，或者同时属于两 个关系。即两个表的并集。差：两个关系的差返回一个关系，这个关系中的元组属于第一个关系却不属于第二个关系。7完整性约束完整性约束(integrity constraint)(integrity constraint) 在关系模型中，一个元组的某些属性相比其他属性比较特殊，这些属性一般称为键 (Key)，包括三种形式。候选键：关系中能唯一地标识一个元组的最少的属性构成的集合。候选键可以有多个。 主键：选择为唯一地标识关系中元组的候选键称为主键，一个关系中的主键只能有一
5、个。 外键：一个关系中，属性值要匹配于另一个关系（或自身）中的候选键的一个或多个属性的 集合称为外键8完整性约束完整性约束(integrity constraint)(integrity constraint) 在完整性约束在一定程度上保证数据库中的数据都是正确的。 两种重要的约束实体完整性：主键属性不能允许空值。空值也称为null值，指其值不确定或不存在。引用完整性：外键的值或者为空，或者匹配于其引用的键值。9实体关系模型实体关系模型 数据库设计是数据库应用开发的重要组成部分，构造ER图是需求分析完成后，进行数据库设计的开始，ER模型理论是构造ER图的根据。 数据库设计的主要步骤：概念设计：
6、概念设计的主要任务是根据需求分析的结果抽象出实际应用中的实体及联系，然后画出 ER图。逻辑设计：逻辑设计的主要任务是把概念设计得到的ER图转化为表的结构，用到的知识主要是ER 图中的联系转化为表的基本规则及范式理论。物理设计：物理设计的主要任务是在具体的DBMS上把逻辑设计得到的表实现，包括物理存储规划和创建合适的索引等任务。10实体关系模型实体关系模型 ER模型的主要概念ER表示Entity Relationship。ER图又称为实体-联系图，也称为实体-联系模型，是一种可以应用于关系型数据库（但不限于关系型）概念设计的建模方法。实体是现实世界中可区别于其他对象的一个“事件”或一个“物体”，
7、现实世界是由一系列的实体以及这些实体间的联系构成的，联系一般用一个动词表示。ER模型是一种自顶向下的数据库设计方法，从识别实体和实体间的关系开始，然后再标识实体及联系的属性及约束。11实体关系模型实体关系模型 ER图使用实体-联系图(entity-relationship diagram)来建立数据模型。可以把实体-联系图简称为ER图。ER图中包含了实体(即数据对象)、关系和属性等3种基本成分。矩形框代表实体用连接相关实体的菱形框表示关系用椭圆形或圆角矩形表示实体(或关系)的属性，并用直线把实体(或关系)与其属性连接起来。12实体关系模型实体关系模型 联系的映射约束映射约束的种类有以下三种：一
8、对一一对多多对多对一联系13实体关系模型实体关系模型 联系的映射约束对多联系多对多联系14数据库规范化数据库规范化 数据库规范化（Normalization）的目的是减少或控制数据冗余（即不必要的数据副本）和避免数据异常。 规范化规则分为以下常规形式：第一范式（1NF）第二范式（2NF）第三范式（3NF）15数据库规范化数据库规范化 第一范式（1NF）规则一：它应该只有单个（原子）值的属性/列。表的每一列都应该是单值的，这意味着它们不应包含多个值。规则二：存储在列中的值应该属于同一个值域。在每列中，存储的值必须是相同类型或类型兼容。（对应列的属性和类型应该是相同的）规则三：属性/列的唯一名称。
9、此规则要求表中的每个列都应具有唯一的名称。这是为了避免在检索数据或对存储的数据执行任何其他操作时的混淆。规则四：数据的存储顺序无关紧要。此规则表明在表中存储数据的顺序无关紧要16数据库规范化数据库规范化 第二范式（2NF）应该满足第一范式。应该没有部分依赖。 表中的属性仅依赖于主键的一部分而不是整个组合主键，这就是部分依赖关系 要删除部分依赖关系，可以重新划分表，删除导致部分依赖的属性，并将其放到适合的其他表中。17数据库规范化数据库规范化 第三范式（3NF）它应该是满足第二范式。它不应该具有传递依赖性。 当非主键属性依赖于其他非主键属性，而不是依赖于主键，这是传递依赖。 要删除传递依赖关系，可以重新划分表，删除导致传递依赖的属性，并将其放到适合的其他表中。18本本章章总结总结 介绍了数据库的相关概念； 关系数据库的数据模型；实体关系模型。 数据库规范化的三范式，以及如何规范化数据使其满足三范式的要求。19谢谢谢谢! !20
