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数据库设计概述
数据库设计是数据库系统开发过程中的重要环节,它决定了数据库的性能、可靠性和可维护性,数据库设计方法是指在设计数据库时,遵循一定的原则和步骤,以确保数据库的合理性和高效性,本章将详细讲解数据库设计方法,包括概念设计、逻辑设计和物理设计。
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概念设计
概念设计是数据库设计的第一步,其主要任务是定义数据库的概念模型,概念模型是一种抽象的、易于理解的模型,它将现实世界中的实体、属性和关系表示为概念,便于数据库设计人员与用户进行沟通。
1、实体-关系模型(E-R模型)
实体-关系模型是概念设计中最常用的模型之一,它将现实世界中的实体、属性和关系表示为图,包括实体、实体集、属性、关系和约束等元素。
(1)实体:现实世界中具有独立意义的对象,如学生、课程、教师等。
(2)实体集:具有相同属性的实体构成的集合,如学生集、课程集等。
(3)属性:实体的特征,如学生的学号、姓名、性别等。
(4)关系:实体之间的联系,如学生选课、教师授课等。
(5)约束:对实体、属性和关系的限制条件,如学生学号不能为空、课程编号唯一等。
2、类别-关系模型(Class-Relationship Model)
类别-关系模型是实体-关系模型的扩展,它将实体分为类和实例,类是具有相同属性和关系的实体集合,实例是类中的一个具体对象。
逻辑设计
逻辑设计是在概念设计的基础上,将概念模型转换为逻辑模型,逻辑模型是数据库设计中的一个中间层,它将概念模型转换为数据库管理系统(DBMS)能够识别的模型,如关系模型、层次模型和网状模型等。
1、关系模型
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关系模型是数据库设计中最常用的逻辑模型,它将实体、属性和关系表示为二维表格,包括关系、属性和元组等元素。
(1)关系:实体、属性和关系的集合,如学生关系、课程关系等。
(2)属性:关系的列,如学生关系的学号、姓名等。
(3)元组:关系中的一行,如学生关系中的(学号、姓名、性别)。
2、层次模型
层次模型是一种树状结构,它将实体表示为节点,实体之间的关系表示为连线,层次模型在数据库设计中应用较少,但在某些特定领域(如组织结构)具有优势。
3、网状模型
网状模型是一种网状结构,它将实体表示为节点,实体之间的关系表示为连线,网状模型在数据库设计中应用较少,但在某些特定领域(如企业组织结构)具有优势。
物理设计
物理设计是将逻辑模型转换为物理模型的过程,物理模型是数据库设计中的最后一层,它将逻辑模型转换为DBMS可以存储和管理的具体形式。
1、存储结构
存储结构是物理设计中的核心内容,它包括数据的存储方式、索引、视图和触发器等。
(1)存储方式:数据在存储设备上的组织形式,如堆存储、堆索引存储、B树索引存储等。
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(2)索引:提高查询效率的数据结构,如B树索引、哈希索引等。
(3)视图:从多个表中查询数据并生成一个新的虚拟表。
(4)触发器:在数据库操作过程中自动执行的一组操作。
2、性能优化
性能优化是物理设计中的重要环节,它包括索引优化、查询优化、分区和归档等。
(1)索引优化:根据查询需求调整索引结构,提高查询效率。
(2)查询优化:通过优化查询语句、索引选择和查询计划等手段提高查询效率。
(3)分区和归档:将数据分散存储,提高查询性能和存储效率。
数据库设计是数据库系统开发过程中的关键环节,本章详细介绍了数据库设计方法,包括概念设计、逻辑设计和物理设计,通过学习本章内容,读者可以掌握数据库设计的基本原理和方法,为实际应用打下坚实基础。
标签: #数据库原理与应用第三版微课答案
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