数据库设计与应用 数据库原理与技术

各位老铁们好，相信很多人对数据库设计与应用都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于数据库设计与应用以及数据库原理与技术的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！

数据库原理与应用

数据库系统的基本概念

数据：实际上就是描述事物的符号记录。

数据的特点：有一定的结构，有型与值之分，如整型、实型、字符型等。而数据的值给出了符合定型的值，如整型值15。

数据库：是数据的集合，具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序共享。

数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的，具有集成与共享的特点。

数据库管理系统：一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操纵、数据维护、控制及保护和数据服务等，是数据库的核心。

数据库管理系统功能：

（1）数据模式定义：即为数据库构建其数据框架；

（2）数据存取的物理构建：为数据模式的物理存取与构建提供有效的存取方法与手段；

（3）数据操纵：为用户使用数据库的数据提供方便，如查询、插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计；

（4）数据的完整性、安生性定义与检查；

（5）数据库的并发控制与故障恢复；

（6）数据的服务：如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。

为完成以上六个功能，数据库管理系统提供以下的数据语言：

（1）数据定义语言：负责数据的模式定义与数据的物理存取构建；

（2）数据操纵语言：负责数据的操纵，如查询与增、删、改等；

（3）数据控制语言：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等。

数据语言按其使用方式具有两种结构形式：交互式命令(又称自含型或自主型语言)宿主型语言（一般可嵌入某些宿主语言中）。

数据库管理员：对数据库进行规划、设计、维护、监视等的专业管理人员。

数据库系统：由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）、软件平台（软件）五个部分构成的运行实体。

数据库应用系统：由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。

文件系统阶段：提供了简单的数据共享与数据管理能力，但是它无法提供完整的、统一的、管理和数据共享的能力。

层次数据库与网状数据库系统阶段：为统一与共享数据提供了有力支撑。

关系数据库系统阶段

数据库系统的基本特点：数据的集成性、数据的高共享性与低冗余性、数据独立性（物理独立性与逻辑独立性）、数据统一管理与控制。

数据库系统的三级模式：

（1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，全体用户公共数据视图；

（2）外模式：也称子模式与用户模式。是用户的数据视图，也就是用户所见到的数据模式；

（3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。

数据库系统的两级映射：

（1）概念模式到内模式的映射；

（2）外模式到概念模式的映射。

4.2数据模型

数据模型的概念：是数据特征的抽象，从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统的信息表与操作提供一个抽象的框架。描述了数据结构、数据操作及数据约束。

E-R模型的基本概念

（1）实体：现实世界中的事物；

（2）属性：事物的特性；

（3）联系：现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、一对多、多对多的联系。

E-R模型三个基本概念之间的联接关系：实体是概念世界中的基本单位，属性有属性域，每个实体可取属性域内的值。一个实体的所有属性值叫元组。

E-R模型的图示法：（1）实体集表示法；（2）属性表法；（3）联系表示法。

层次模型的基本结构是树形结构，具有以下特点：

（1）每棵树有且仅有一个无双亲结点，称为根；

（2）树中除根外所有结点有且仅有一个双亲。

从图论上看，网状模型是一个不加任何条件限制的无向图。

关系模型采用二维表来表示，简称表，由表框架及表的元组组成。一个二维表就是一个关系。

在二维表中凡能唯一标识元组的最小属性称为键或码。从所有侯选健中选取一个作为用户使用的键称主键。表A中的某属性是某表B的键，则称该属性集为A的外键或外码。

关系中的数据约束：

（1）实体完整性约束：约束关系的主键中属性值不能为空值；

（2）参照完全性约束：是关系之间的基本约束；

（3）用户定义的完整性约束：它反映了具体应用中数据的语义要求。

4.3关系代数

关系数据库系统的特点之一是它建立在数据理论的基础之上，有很多数据理论可以表示关系模型的数据操作，其中最为著名的是关系代数与关系演算。

关系模型的基本运算：

（1）插入（2）删除(3)修改（4）查询（包括投影、选择、笛卡尔积运算）

4.4数据库设计与管理

数据库设计是数据应用的核心。

数据库设计的两种方法：

（1）面向数据：以信息需求为主，兼顾处理需求；

（2）面向过程：以处理需求为主，兼顾信息需求。

数据库的生命周期：需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段、进一步修改阶段。

需求分析常用结构析方法和面向对象的方法。结构化分析（简称SA）方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图表达数据和处理过程的关系。对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。

数据字典是各类数据描述的集合，包括5个部分：数据项、数据结构、数据流（可以是数据项，也可以是数据结构）、数据存储、处理过程。

数据库概念设计的目的是分析数据内在语义关系。设计的方法有两种

（1）集中式模式设计法（适用于小型或并不复杂的单位或部门）；

（2）视图集成设计法。

设计方法：E-R模型与视图集成。

视图设计一般有三种设计次序：自顶向下、由底向上、由内向外。

视图集成的几种冲突：命名冲突、概念冲突、域冲突、约束冲突。

关系视图设计：关系视图的设计又称外模式设计。

关系视图的主要作用：

（1）提供数据逻辑独立性；

（2）能适应用户对数据的不同需求；

（3）有一定数据保密功能。

数据库的物理设计主要目标是对数据内部物理结构作调整并选择合理的存取路径，以提高数据库访问速度有效利用存储空间。一般RDBMS中留给用户参与物理设计的内容大致有索引设计、集成簇设计和分区设计。

数据库管理的内容：

（1）数据库的建立；

（2）数据库的调整；

（3）数据库的重组；

（4）数据库安全性与完整性控制；

（5）数据库的故障恢复；

（6）数据库监控。

数据库原理与应用设计题

从数据库基础理论和实际应用出发，循序渐进、深入浅出地介绍数据库的基础知识，基于sql server 2005介绍数据库的创建、表的操作、索引、视图、数据完整性、sql server函数、sqlserver程序设计、存储过程与触发器、sql server的安全管理、sql server客户端刊发与编程等内容；以实例为主线，将“选课管理信息系统”和“计算机计费系统”数据库案例融人各章节，重点阐述数据库的创建、维护、开发与sql语言程序设计的思想与具体方法；简明扼要地介绍sql server的上机实验操作，并配有例题、练习题和实验指导，以便于读者更好地学习和掌握数据库的基本知识与技能。

详情请参考

ke./view/4715014.htm

如何设计开发数据库应用系统

第13章数据库应用系统设计概述

13.1数据库设计概述

13.1.1数据库系统设计内容

数据库设计包含两方面的内容。

1.结构特性设计

结构特性设计通常是指数据库模式或数据库结构设计，它应该具有最小冗余的、能满足不同用户数据需求的、能实现数据共享的系统。数据库结构特性是静态的，应留有扩充余地，使系统容易改变。

2.行为特性设计

行为特性设计是指应用程序、事物处理的设计。

13.1.2数据库设计特点

数据库设计是一项综合性技术。“三分技术，七分管理，十二分基础数据”是数据库建设的基本规律。数据库设计的特点是：

硬件、软件和管理界面相结合。

结构设计和行为设计相结合。

13.2数据库设计步骤

见图。

13.3数据库结构设计

13.3.1需求分析

需求分析的目标是准确了解系统的应用环境，了解并分析用户对数据及数据处理的需求。

1.收集需求信息

一般来讲，用户对数据库的要求如下：

(1)信息需求

(2)处理需求

(3)安全性与完整性要求

2.分析整理

分析的过程是对所收集到的数据进行抽象的过程。下面是“高校收费管理系统”的用户需求分析：

每年新生入学时学费基本信息的输入

每年老生离校时学生基本信息的删除

查询、打印学生的交费情况

查询、打印降级生的交费情况

进入学费管理系统的安全性条件设计

3.数据流图

数据库设计中采用数据流图（DFD：Data Flow Diagram）来描述系统的功能。DFD一般由下面图素构成。

：数据及其流动方向，直线上方标明数据流名称

：数据处理，圆圈内标明处理名称

：数据流的终点和源点，方框内标明相应的名称

：文件和数据存储，在其内标明相应名称

例如：高校收费管理系统

4．数据字典

数据字典（DD：Data Dictionary）用于记载系统中的各种数据、数据元素以及它们的名字、性质、意义及各类约束条件，记录系统中用到的常量、变量、数组及其他数据单位，是系统开发与维护中不可缺少的重要文件。数据字典是关于数据库中数据的一种描述，而不是数据本身。数据字典是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善的。

数据字典产生于数据流图，是对数据流图中的四个成分（数据流、数据项、文件和处理）描述的结果。其中：

数据流定义数据流的组成，一般包含若干数据项，通常在数据流图的下方通过“说明”定义。

文件定义文件的组成以及文件的组织方式，如学生交费数据可用下面方法

交费数据＝学号＋姓名＋收费标准＋应交学费＋待交学费＋本次交款

数据项定义数据项，一般包括名称、类型长度、允许范围等。如学生交费数据文件中的数据项。

数据项名称类型长度（字节）范围

学号字符 8 H、G和数字

姓名字符 8任何字母

收费标准正整数 5 0-99999

应交学费正整数 5 0-99999

待交学费正整数 5 0-99999

本次交款正整数 5 0-99999

数据处理的说明数据处理的逻辑关系，即输入与输出之间的逻辑关系。同时，也要说明数据处理的触发条件、错误处理等问题。

13.3.2概念结构设计

概念结构的目标是将需求分析得到的用户需求抽象为数据库的概念结构，即概念模式。概念结构设计形成一个独立于具体DBMS的概念模型。描述概念模式的是E―R图。

1.局部E－R模型设计

局部E―R模型设计是从数据流图出发确定实体和属性，并根据数据流图中表示的对数据的处理、确定实体之间的联系。

2.总体E－R模型设计

将各个局部E―R图加以综合，使同一个实体只出现一次，便可产生总体E―R图。

13.3.3逻辑结构设计

数据库的逻辑结构设计的目标就是将概念结构转换成特定的DBMS所支持的数据模型，并对其优化的过程。逻辑设计阶段一般分三个过程进行：

将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型；

将由概念结构转换来的模型向所选用DBMS支持的数据模型转换；

对数据模型进行优化

13.3.4物理设计

数据库的物理设计目标是在选定的DBMS上建立起逻辑设计结构确立的数据库的结构。这项工作一般由系统程序员完成。数据库的物理设计通常分为两步进行。

1.确定数据库的物理结构

在关系数据库中，确定数据库的物理结构主要指确定数据存放位置和存储结构，包括确定关系、索引、日志、备份等数据的存储分配合存储结构，确定系统配置等工作。

2.对所确定的物理结构进行评价

13.4应用程序设计

数据库的应用程序设计和一般的应用程序设计方法基本相同。

应用程序的设计方法可以采用一般的程序设计方法。

13.5运行和维护

13.5.1数据载入数据库

13.5.2数据库系统试运行

在试运行阶段应当注意：

1.数据的加载过程应先输入小部分数据进行试运行

2.应注意数据库的转储和恢复工作

13.5.3数据库系统的运行和维护

在数据库系统正式运行阶段，对数据库的经常性维护工作是由DBA来实施的，他的工作主要包括：

1.数据库的转储和恢复

2.数据库的安全性和完整性控制

3.数据库性能的监督、分析和改造

4.数据库的重组与重构

(1)数据库的重组

(2)数据库的重构

13.6小结

本章通过高校收费管理系统数据库的构建与设计过程的详细描述，学习了数据库设计的基本方法，数据库设计的基本流程，E－R图的建立和到关系模式的转换，学习了软件工程的基本思想，为后续课程数据库开发技术打好基础。

OK，本文到此结束，希望对大家有所帮助。