数据库系统的三级模式结构
数据库的三级模式结构
数据抽象
- 物理层：描述数据在存储器中是如何存储的。
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逻辑层：描述数据库中存储什么数据以及这些数据间存在什么关系。
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视图层：描述整个数据库的某个部分。
三级模式
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外模式：也称用户模式或子模式，是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。
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概念模式：也称模式，是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，只涉及型的描述，不涉及具体的值。
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内模式：也称存储模式，是数据物理结构和存储方式的描述，定义所有的内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。
两级映象
模式/内模式映像、外模式/模式映像
数据的独立性
- 数据的物理独立性：它是指当数据库的内模式发生改变时，数据的逻辑结构不变。
- 数据的逻辑独立性：它是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，数据的逻辑结构发生变化后，用户程序也可以不修改，但是，为了程序能够正确执行，需要修改外模式/模式之间的映像。
数据模型
什么是数据模型？
就是对现实世界数据特征的抽象。 常用的数据模型有概念数据模型和基本数据模型。
概念数据模型
也称为信息模型，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第一层抽象，强调其语义表达功能，易于用户理解，是用户和数据库设计人员交流的语言，主要用于数据库设计。这类模型中最著名的是实体联系模型，简称 E-R 模型。
基本数据模型
是按照计算机系统的观点对数据建模，是现实世界数据特征的抽象，用于 DBMS 的实现。目前常用的有：层次模型，网状模型、关系模型和面向对象数据模型。
数据模型的三要素
- 数据结构：是所研究的对象类型的集合，是对系统静态特征的描述。
- 数据操作：对数据库中各种对象（型）的实例（值）允许执行的操作的集合，包括操作及操作规则。
- 数据的约束条件：是一组完整性规则的集合。
E-R模型
实体-联系（E-R）方法是概念模型中常用的方法，该方法直接从现实世界中抽象出实体和实体间的联系，然后用非常直观的 E-R 图来表示数据模型。
实体
实体是现实世界中可以区别于其他对象的“事物”或“物体”，每个实体由一组特性（属性）来表示，其中的某一部分属性可以唯一标识某个实体，如职工号。
联系
两个不同实体之间的联系
一对一（1:1）：一个班长只能在一个班级任职，一个班级只能有一个班长。
一对多（1:*）：一个教师可以教授多门课程，一门课程只能被一位教师讲授。
多对多（*:*）：一个学生可以选修多门课程，一门课程可以由多位学生选修。
两个以上不同实体集之间的联系
- 1:1:1：
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1:1:*：
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1:*:*：一个特护病房有多个病人和多个医生，一个医生只负责一个病房，一个病人只属于一个病房。
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*:*:*：一个供应商可以为多个项目供应多种零件，每个项目可用多个供应商供应的零件，每种零件可由不同的供应商供应。
同一实体集内的二元联系
同一实体集内的两个实体之间相互存在着一定的关系。
属性
- 简单属性和复合属性：简单属性是原子的、不可再分的，复合属性可以细分为更小的部分。如通信地址可以进一步细分为省、市、街道、邮编等。
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单值属性和多值属性：指一个属性有单个值或多个值。如职工的亲属姓名。
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NULL 属性：当实体在某个属性上没有值或属性值未知时，使用 NULL 值。表示无意义或不知道。
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派生属性：可以从其他属性得来。如参加工作时间和工作年限，身份证号和年龄等。
扩充的E-R模型
弱实体
一个实体的存在必须以另一个实体为前提。
特殊化
某些实体一方面具有一些共性，另一方面还具有各自的特殊性。这样，一个实体集可以按照某些特征区分为几个子实体。
