数据库的基本概念

数据库是在计算机存储设备上合理存放的相关数据的集合。它以综合的方法进行组织，具有最小的数据冗余度，可供多个用户共享，数据的存储不依赖于应用，数据的组织具有高度的独立性，允许并发使用数据库，能有效地处理数据。

数据库分类方法。按模型分类，可分为如下3种。

层次数据库：层次模型组织数据。

网状数据库：网状模型组织数据。

关系数据库：关系模型组织数据。

 

数据库系统

数据库系统要求硬件提供足够大的内存，用以存放操作系统、数据管理系统、数据缓冲区和应用程序；提供足够大的外存，用以存储和备份数据信息；要求计算机有较高的数据传输能力，以提高传送率。

 

为提高数据库数据的逻辑独立性和物理独立性，美国ANSI/X3/SPARC的数据管理系统研究小组在1975年、1978年提出标准化的建议，将数据库系统结构分为三级：

（1）用户级：面向用户或应用程序。

（2）概念级：面向建立和维护数据库人员。

（3）物理级：面向在计算机中具体存储数据的系统程序员。

 

 

 

数据模型

数据的描述

计算机数据管理的对象是现实生活中的客观事物，人们在实现对客观事物的管理到用计算机进行数据管理这一过程中，经过了3个不同的领域：现实世界、信息世界和数据世界。

 

现实世界

信息世界（概念世界）是现实世界中的事物在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述。

数据世界（机器世界，计算机世界）是在信息世界基础上的进一步抽象，使用的方法是数据模型方法。数据世界以数据形式存储着信息世界中的信息。

 

实体模型与E-R图

现实世界中事物与事物之间的联系，反映到信息世界是实体间的联系，它用“实体模型”来表示；反映到数据世界是记录间的联系，它用“数据模型”来表示。实体模型和数据模型是对现实世界中客观事物及其联系的两级抽象描述。

 

联系是一种关系。

根据联系的特点可划分为3种。1:1联系，1:N联系，M:N联系。可以从信息世界的实体概念加以描述，也可以用数据世界的记录概念来描述。

1:1联系

1:N联系

N:M联系

 

信息世界中的实体直接的联系的的实体模型可以使用E-R图来表示。

实体用矩形框表示。

实体的属性用椭圆框表示。

实体间的联系用菱形框表示，并用无向边将矩形框分别与有关的菱形框、椭圆框相连接，以及菱形框与椭圆框相连接。

 

 

关系型数据库中，用二维表格来表示实体间的联系。

表中的一行称为一个记录。

表的列称为字段。

二维表格成为数据表。

 

在关系模型中，二维表称为关系，表中的行称之为元组；其列称之为属性，它反映了实体某些特性；属性的取值范围称为域。

 

 

 

规范化理论

规范化理论是关系数据库逻辑设计的指南和工具。

满足特点要求的关系模式成为范式。模式有多种范式，按其规范化的程度，由低到高可分为第一范式、第二范式、第三范式、改进的第三范式（BCNF范式）、第四范式。

 

第一范式

定义  如果关系模式R无重复组，且其所有的域为单纯域，即其错有属性不可再分，则称R为规范化的关系，或称为第一范式，简记1NF。

 

第二范式

定义  如果关系模式R为第一范式，且每个非主属性完全函数依赖于关键码，则模式R为第二范式，简记为2NF。

 

第三范式

定义  如果关系模式R是第二范式，且没有一个非主属性是传递函数依赖于其他的关键字属性，则模式R为第三范式，简记为3NF。

 

改进的第三范式

定义  如果关系模式R是第三范式，且没有一个主属性是完全函数依赖于其他的非关键字属性，则模式R为改进的第三范式，简记B3NF或BCNF或BC。

 

第四范式

定义  如果关系模式R是第三范式，且没有一个非平凡且非函数依赖的多值依赖，则R为第四范式，简记为4NF。