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空间数据库概念模型-PowerDesigner软件怎么创建概念数据模型?

发布时间:2017-12-08 所属栏目:其他工具

一 : PowerDesigner软件怎么创建概念数据模型?

本篇经验将介绍如何在PowerDesigner中创建概念数据模型。概念数据模型也称信息模型,它以实体-联系(Entity-RelationShip,简称E-R)理论为基础,并对这一理论进行了扩充。它从用户的观点出发对信息进行建模,主要用于数据库的概念级设计。

1、打开PowerDesigner,点击菜单“File”---->“New Model”,如下图所示:

2、点击【OK】按钮后,将进入如下的画面,如下图所示:

3、系统将出现一个工具栏如下,用于在设计面板中设计模型,如下图所示:

4、单击Entity图标,然后在主面板中单击一次便可添加一个实体,如下图所示:

5、切换回一般鼠标模式,双击已经添加的实体,弹出设置属性的对话框,如下图所示:

6、在General选项卡中可以设置实体的Name和Code等属性,如下图所示:Code是实体在数据库中的实际名称,一般用英文,Name是显示的名称,一般用中文,方便理解。

7、切换到Attributes选项卡可以添加实体的属性,如下图所示:

8、设置完成之后,如下图所示:

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二 : 多维空间:多维空间-标准模型,多维空间-具体维数

多维空间定义 “维”是一种度量,在三维空间坐标上,加上时间,时空互相联系,就构成四维时空。现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的,只是人类的理解只能理解到3维,打个比方:一个智能生物生活在我们周围,但只能理解二维,那它就处在二维世界了吗?但在它们周围的我们却分明认为是三维,双方都是智能生物,谁对谁错呢?

多维空间_多维空间 -标准模型

多维时空标准模型,当今世界流行11维时空的说法。

首先,应先思惟何谓空间,不能被感知的仅停留在概念范畴的应否被定义为空间?

其次,将“多维”这个概念加到“空间”前是否合理?仅停留在空想或数学理论模型中的“多维空间”对人类来说有实证意义吗?可以有”多维“的概念,但”多维“的还是空间吗?

多维空间_多维空间 -具体维数

熟知维数

0维

0维:没有长宽高,单纯的1个点,如奇点(1个无限小的点)。

一维

一维空间只有长度

二维

二维空间平面世界,只有长度和宽度

三维

三维空间长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界 三维空间是点的位置由3个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高3种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的科学抽象。

四维

四维空间1个时空的概念 日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。

理论维数

五维

从我们这个宇宙大爆炸开始到某个可能的结果,这段时间上的持续叫四维,而在这个四维时间线上任何一点都有无限种发展趋势。这样从四维上的某一点分出无限多的时间线,构成了五维空间。

六维

五维空间上两条时间线如同二维空间(如报纸上的2个对角点)不能直接到达,而把报纸对折即可直接到达报纸上的对角点。在六维空间中正如把二维空间弯曲一样,五维空间也可以弯曲,产生了六维空间,在六维空间中可以直接到达五维时间线上的任意一点。

七维

七维空间包括了从宇宙大爆炸开始到宇宙结束,所有空间维,所有时间维上的所有可能性,以及在任意两点直接到达的可行性。五维空间是某一点产生无限个发展趋势,七维是所有点即无限点上产生无限个时间线。

八维

在七维空间上已经描绘了我们这个宇宙中从始到终,所有空间维,所有时间维,八维是什么呢?对了,还有1个可供操作的点,那就是大爆炸这个点,八维空间中包括了从大爆炸处产生的无限多个宇宙,这些宇宙中有不同的物理定律,不同的引力常数,或许有没有万有引力、光速是否相同也说不定。

九维

九维空间则是八维空间的弯曲,在八维空间中,不能直接在各个宇宙中到达不同的两点,而九维空间中则可以在八维空间中的两点间直接到达。

十维

根据超弦理论,最小粒子不是实体的物质,而是由不同振动频率的超弦形成的物质,不同的频率产生了不同外在表现。在十维空间中,已经没有物质了,只存在不同振动频率的弦。在十维空间中一切皆有可能。

十一维

十一维空间,是由十维空间加上记忆和感知构成,爱因斯坦认为记忆是可延伸且具有弹性的,而感知是存在于时间、空间、记忆之外的。超弦理论的十维空间之后,推出了十一维空间的超膜理论。总之,十一维空间是由时间、空间、记忆与感知构成的。

多维空间_多维空间 -存在意义

理解了宇宙的空间有更多维存在,再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的,我们就很容易理解了:这2个理论在日常的三维空间里是不可能统一的,它们的矛盾是必然的,只有在高维空间里才能得到统一。

为了更好地理解这一点,我们可以举1个三维世界和二维世界的例子。我们首先假设有一些生活在二维平面世界的生命,它们的世界里只有长和宽,根本无法理解第三维——“高”这一维。因此,它们对三维世界的感知只限于三维物体在平面世界的投影,或者三维物体与平面世界的接触面,试想一想,1个平面生命怎么能够通过投影来想象三维物体的丰富性和完整性呢?当三维物体与平面世界接触时,三维物体在平面世界上的零碎片段,比如一张桌子的四根脚柱、人印在地面上的两双鞋印,更让平面生命摸不着头脑——这些拼不到一起的碎片究竟意味着什么呢?它们不能想象,四片互不相连的印迹怎么会构成一张完整的桌子呢?那断断续续的鞋印上怎么会有一双完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然还有1个更加完整的人。用二维的眼光来打量这些碎片,你永远不可能将它们拼成1个整体。

于是有一天,1个足智多谋的平面生命偶然想出1个绝妙的主意。它宣布,平面世界之外还有1个“向上”的第三维,如果顺着这些碎片“向上”看,其实碎片是1个完整的整体!这真是个惊人的见解,大多数平面生命都困惑不解。

相对论和量子理论的遭遇与这种情况非常相似,在我们的三维空间里,它们就像两块互不相干的碎片,永远也拼合不到一起。但把空间“向上”抬一抬,把宇宙变为十维空间,相对论和量子理论这两块看似互不相干的碎片就会令人震惊地结合得天衣无缝,成为1个更完整的理论大厦的两根互相依存的支柱!虽然我们在三维空间中无法想象和描述1个多维的空间,但我们却能通过复杂的数学方程推导出它的存在。

多维空间_多维空间 -产生

在宇宙的极早期,它诞生的10^-43秒内,它的直径仅有10^-33厘米,含有丰富的十维空间,所有的空间维都平等地卷缩在一起。在那样的空间中,宇宙的能量极高、温度极高,所有4种力都融为一体,相对论和量子理论可以归结为1个理论。

但是,这样高维度、高能量、高温度的空间是极不稳定的,就像胀气太多的气球,于是大爆炸发生了。维度被解散、能量发散、温度降低。三维的空间和一维的时间无限延伸开来,逐渐形成了我们今天可感知的宇宙;而另外六维的空间则仍然卷缩在普朗克尺度(即10^-33厘米)以内。

当宇宙处在10^32K这样极高的温度(这温度比我们得到的太阳的温度高10^26倍)时,引力与其他大统一力分离开来,引力随着宇宙的膨胀而不断延伸成长成力,随着宇宙进1步胀大和冷却,其它3种力也开始破裂,强相互作用力和弱—电力剥离开来。

当宇宙产生10^-9秒之后,它的温度降低到了10^15K,这时弱—电力破缺为电磁力和弱相互作用力。在这一温度,所有4种力都已相互分离,宇宙成了由自由夸克、轻子和光子组成的一锅“汤”。稍后,随着宇宙进1步冷却,夸克组合成质子和中子。它们最终形成原子核。在宇宙产生3分钟后,稳定的原子核开始形成。

当大爆炸发生30万年后,最早的原子问世。宇宙的温度降至3000K,氢原子可以形成,其不至于由碰撞而破裂。此时,宇宙终于变得透明,光可以传播数光年而不被吸收。

在大爆炸发生100至200亿年后的今天,宇宙惊人的不对称,破缺致使4种力彼此间有惊人的差异。原始火星的温度已被冷却至3K,这已接近绝对零度。

这就是宇宙的演变史,随着宇宙的渐渐冷却,力将解除相互的纠缠,逐步分离出来。首先引力破裂出来,然后强相互作用力,接着弱力,最后只有电磁力保持不破缺。

使用几何体系是人们使用图形形象的描述运动的1种方法。在几何图形中,使用独立变量的个数称为维数。描述1个物体,三维也就够了,不需要第四维。更不需要多于四维的维度。当1个物体的形态不随着时间变化时,1个物体的运动即可简化为二维,1个空间维,1个时间维。如果物体的形态随着时间变化,可以使用第四维vt,但不能使用ct,因为物体的运动速度不都是光速不能把所有的物体运动速度都说成光速。在所有几何体系中,只有欧氏几何的坐标轴是平直的,三维只在坐标原点有个交点,推广到四维,同样应该是这样。虽然弯曲的坐标轴可以方便的表示物体的运动,照样不是可取的。因为结果不是唯一的。坐标轴是比较基准的图上显示,是不能随意选取的。

多维空间_多维空间 -空间裂缝

超弦理论还给我们带来1个更加令人震惊的结果:我们的空间结构居然是离散的,而不是连续的!在我们的日常经验中,空间和时间总是无限可分的,但事实却大谬不然。空间和时间都有自己的最小值:空间的最小尺度为10^-33厘米,时间的最小值是10^-43秒。因为当空间小到10^-33厘米后,时间和空间就会融为一体,空间维度就会高达十维,在这样的情况下,即使空间还能分割,那也是我们现在所不能了解的了。

事实上,量子理论就是关于“离散的量”理论,“量子”一词的含意就是“1个量”或“1个离散的量”。早在1900年,量子理论刚诞生时,科学家们就发现,在微小的粒子世界,能量是一份一份发出的,而不是连续发出的。就像人民币的最小单位是“分”,乒乓球只能1个1个地买,而不能半个半个地买,这些都是日常生活中关于事物不可无限分割的例子。

虽然当时科学家已经知道了粒子能量的不连续性,但他们却不知道为何有这种不连续性,只是被迫接受而已。但我们都知道了,这与空间的不连续性密切相关。正是由于空间有最小的、不可分割的单位,才会影响到基本粒子的能量发射方式。

所以,我们基于时间和空间是连续的旧理论必须被抛弃,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,开弦就是一段线,闭弦就是1个圆圈,每1个弦片携带的都是一份一份的动量和能量。

空间具有1个最小的、不可分割的值,这个让人无法相信的现象会导致什么样的结果呢?我们很容易想到:我们宏观的空间结构是由一份份最小的空间包组合起来,在这一份份的空间包中间,极有可能存在着我们无法探测的空间裂缝!所谓“虫洞理论”中在空间中凿开1个洞口的设想,从理论上来说真的是可行的,这就是寻找相邻空间包之间的裂缝,然后用难以想象的高能量轰开这个裂缝,1个虫洞就出现了!可以说,小小的十维空间包以及它们之间的裂缝存在于我们空间的每1个角落,只要我们有足够的能量,我们可以在任何地方凿开1个虫洞。

大统一宇宙理论

今天,我们深深知道,浩瀚宇宙中所有纷繁复杂的现象都可以追溯到同1个源头,人类发现的大大小小的规律最终都可以被1个根本的规律所囊括。为了理解这一点,我们以地球生命的发展为例:我们人类不同的人种都可以追溯到同1个起源,而人、猩猩、猿猴又可以追溯到同1个祖先,以此类推,所有的哺乳动物都拥有相同的祖先,所有的动植物也都拥有相同的祖先,最后,所有的生命都起源于同1个细胞——生命只有1个源头。

宇宙中所有星系的起源也同样能够追溯到同1个源头,太阳系中的星体都起源于同1个星云,所有的星云都起源于相同的分子,所有的分子都由那几百种基本粒子演变而来。这样,顺着时间之流一直向上溯源,我们终于来到了大爆炸开始的时刻,在这里,空间、时间和物质都是融为一体的,一切都归结为一点。

宇宙从同一点出发,经过了100多亿年的漫长岁月,进化出1个复杂多变的世界,但不管这个世界是如何千变万化,在所有现象的背后,都有1个最根本的规律在运行,这就是宇宙起点时的源头规律。这个规律就是1个包罗万象的规律——所谓“万物至理”即是如此。

这个“万物至理”的理论就是超弦理论,它建构了宇宙开始时刻的十维空间图象,随着十维空间的崩裂,超弦理论也分裂成2个理论——相对论和量子理论,此后,随着物质丰富性的增加,它们又分裂成更多的理论。今天,我们不断向上回溯,终于描绘出了宇宙大统一的图景——1个极具神秘色彩的十维宇宙。

三 : SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述

目录

数据库发展
基本概念
关系数据库理论
关系模型
SQL概述


数据库发展

数据库发展过程:

关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述

三个时期比较:

关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述


基本概念

数据模型:

  • 三个要求:
    • 能比较真实地模拟现实社会
    • 容易为人所理解
    • 便于在计算机上实现
  • 两类:
    • 概念模型:
      • 也称信息模型,它是按用户的观点来对数据和信息建模,重要用于数据库设计
    • 逻辑模型 / 物理模型:
      • 逻辑模型包括:
        • 层次模型(hierarchical)
        • 网状模型(NetWork Model)
        • 关系模型(Relational Model)
        • 面向对象模型(Object Oriented Model)
        • 对象关系模型(Object Relational Model)
      • 物理模型:
        • 是对数据最底层的抽象,它描述数据在系统内部的表示方式和存取方式,在磁盘或磁带上的存储方式和存取方法,是面向计算机系统的

四个基本概念:

  • 数据(Data):
    • 定义:
      • 数据的定义描述事物的符号记录数据的种类文本、图形、图像、音频、视频、学生的档案记录、货物的运输情况等数据的特点数据与其语义是不可分的
  • 数据库(Database):
    • 定义:
      • 数据库(Database,简称DB)是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合
    • 各种人员数据视图:
      关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述
    • 数据库结构图:
      关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述
    • 基本特征
      • 数据按一定的数据模型组织、描述和储存
      • 可为各种用户共享
      • 冗余度较小
      • 数据独立性较高
      • 易扩展
  • 数据库管理系统(DBMS):
    • 定义:
      • DBMS(Database Management System )位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件.是基础软件,是一个大型复杂的软件系统
    • 用途:
      • 科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据
    • 数据控制功能:
      • 数据的安全性(Security)保护:保护数据,以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏.
      • 数据的完整性(Integrity)检查:将数据控制在有效范围内,或保证数据之间满足一定关系
      • 并发(Concurrency)控制:对多用户的并发操作加以控制和协调,防止相互干扰而得到错误的结果
      • 数据库恢复(Recovery):将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态
    • 主要功能:
      • 数据定义(Definition):
        • 数据模式定义(为数据库构造数据框架)
        • 数据存取的物理结构(为数据模式构造有效的物理存取方法与手段)
      • 数据操纵(Manipulation):
        • 提供数据查询、插入、修改及删除的功能具有简单算术运算及统计等能力
        • 还可以与某些过程性语言结合,进行过程性操作
      • 数据控制(Control):
        • 数据的完整性、安全性定义与检查数据库的并发控制与故障恢复
      • 数据服务(Service):
        • 拷贝、转储、重组、性能检测、分析……
  • 数据库系统(DBS):
    • 定义:
      • 数据库系统(Database System,简称DBS)在计算机系统中引入数据库后的系统构成
    • 组成:
      • 数据库
      • 数据库管理系统
      • 应用系统
      • 数据库管理员
    • 特点:
      • 数据结构化
      • 数据的共享性高,冗余度低,易扩充
      • 数据独立性高
      • 数据由DBMS统一管理和控制

数据独立性:

  • 两个独立性:
    • 物理独立性:指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的.当数据的物理存储改变了,应用程序不用改变
    • 逻辑独立性:指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的.数据的逻辑结构改变了,用户程序也可以不变
  • 说明:
    • 物理独立性与逻辑独立性保证了数据独立性也是由DBMS的二级映像功能来保证的

信息世界基本概念:

  • 实体(Entity)客观存在并可相互区别的事物称为实体.可以是具体的人、事、物或抽象的概念

    扩展:关系数据库的基本概念 / 关系数据库的概念 / 关系数据库基本概念

  • 属性(Attribute)实体所具有的某一特性称为属性.一个实体可以由若干个属性来刻画
  • 码(Key)唯一标识实体的属性集称为码
  • 域(Domain)属性的取值范围称为该属性的域
  • 实体型(Entity Type)用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型
  • 实体集(Entity Set)同一类型实体的集合称为实体集
  • 联系(Relationship)现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系
    • 说明:
      • 实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系
      • 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系
    • 两个实体型:
      • 一对一联系(1:1):
        • 定义:如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中至多有一个(也可以没有)实体与之联系,反之亦然,则称实体集A与实体集B具有一对一联系,记为1:1
        • 实例:一个班级只有一个正班长,一个班长只在一个班中任职
      • 一对多联系(1:n):
        • 定义:如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体(n≥0)与之联系,反之,对于实体集B中的每一个实体,实体集A中至多只有一个实体与之联系,则称实体集A与实体集B有一对多联系,记为1:n
        • 实例:一个班级中有若干名学生,每个学生只在一个班级中学习
      • 多对多联系(m:n):
        • 定义:如果对于实体集A中的每一个实体,实体集B中有n个实体(n≥0)与之联系,反之,对于实体集B中的每一个实体,实体集A中也有m个实体(m≥0)与之联系,则称实体集A与实体B具有多对多联系,记为m:n
        • 实例:课程与学生之间的联系:一门课程同时有若干个学生选修,一个学生可以同时选修多门课程
      • 图释:关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述
    • 两个以上实体型(两个以上实体型之间一对多联系):
      • 定义:若实体集E1,E2,...,En存在联系,对于实体集Ej(j=1,2,...,i-1,i+1,...,n)中的给定实体,最多只和Ei中的一个实体相联系,则我们说Ei与E1,E2,...,Ei-1,Ei+1,...,En之间的联系是一对多的
      • 优点:减少沉余,减少维护和修改表的时间
      • 图释关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述

数据库管理员(DBA)具体职责:

  • 决定数据库中的信息内容和结构
  • 决定数据库的存储结构和存取策略
  • 定义数据的安全性要求和完整性约束条件
  • 监控数据库的使用和运行
    • 周期性转储数据库
      • 数据文件
      • 日志文件
    • 系统故障恢复
    • 介质故障恢复
    • 监视审计文件
  • 数据库的改进和重组
    • 性能监控和调优定期对数据库进行重组织,以提高系统的性能需求增加和改变时,数据库须需要重构造

关系数据库理论

关系模式(五元组):

  • 格式:
    • R(U,D,DOM.F)
  • 解释:
    • 关系R,它是符号化的元组语义
    • 一组属性U
    • 属性住中属性来自域D
    • 属性到域的映射DOM
    • 属性组U上的一组数据依赖F(如函数依赖(Functional Dependency,FD),多值依赖(Multivalued Dependency,MVD))

相关概念:

  • 函数依赖:
    • 定义:
      • 设R(U)是属性集U上的关系模式.X,Y是U的子集.若R(U)的任意一个可能的关系r,r中不可能存在两个元组在X上的属性住相等,而在Y上的属性值不等,则X函数确定Y或Y依赖于X,记做X→Y,若X→Y,Y→X,记做X←→Y(非主属性中某属性值唯一)
    • 分类:
      • 非平凡函数依赖:X→Y,但X不包含Y,则称X→Y非平凡函数依赖(例子 (Sno,Cno)→Grade )
      • 平凡函数依赖:X→Y,且X包含Y则称X→Y平凡函数依赖(例子 (Sno,Cno)→Cno )
      • 完全函数依赖:X→Y且对X的任何一个真子集X',都有X'→Y不成立,则称Y对X完全函数依赖(例子 (Sno,Cno)→Grade )
      • 部分函数依赖:X→Y,但Y不完全依赖于X,则称Y对X部分函数依赖(例子 (Sno,Cno)→Sdept [由Sno便可推出Sdept] )
      • 传递函数依赖:在R(U)中,如果X→Y,(X不包含Y),Y→X不成立,Y→Z,Z不属于Y,则称Z对X传递函数依赖,记做X→Z(例子 Sno→Sdept, Sdept→Mname成立,所以Sno→Mname)
  • 多值依赖:
    • 定义:
      • 形式1:设R(U)是属性集U上的一个关系模式.X,Y,Z是U的子集,并且Z=U-X-Y,感谢模式R(U)中多值依赖X→→Y成立,当且仅当对R(U),的任一关系r,给定的一对(x,z)值,有一组Y的值,这组值仅仅决定于x值而与z值无关
      • 形式2:在R(U)的任一关系r中,如果存在元组t,s使得t[X]=s[X],那么必然存在元组w,v属于r,(w,v可以与s,t相同),使得w[X]=v[X]=t[X],而w[Z]=v[Z]=t[Z],v[Y]=s[Y],v[Z]=t[Z](交换s,t元组的Y值所得的两个新元组必在r中)则Y多值依赖与X记做X→→Y,这里X,Y是U的子集,Z=U-X-Y

        扩展:关系数据库的基本概念 / 关系数据库的概念 / 关系数据库基本概念

    • 平凡多值依赖:
      • 若X→→Y,而Z=φ,即Z为空,则称X→→Y为平凡多值依赖
    • 多值依赖性质:
      • 多值依赖具有对称性.即若X→→Y,则X→→Z其中Z=U-X-Y
      • 多值依赖具有传递性,即若X→→Y,X→→Z,则X→→Z - Y,X→→Y - Z
      • 函数依赖可以看做多只依赖的特殊情况,即若X→Y则X→→Y.这是因为当X→Y时,对X的每一个值x,Y有一个确定的值y与之对应,所以X→→Y
      • 若X→→Y,X→→Z,则X→→YZ
      • 若X→→Y,X→→Z,则X→→Y∩Z
    • 多值依赖与函数依赖的区别:
      • 多只依赖的有效性与属性集的范围有关
      • 若X→→Y在U上成立则在W(U包含W, W包含XY)上一定成立,反之则不然,即X→→Y在W(U包含W)上成立,在U上并不一定成立,这是因为多只依赖的定义中不仅涉及属性组X和Y,而且涉及U中的其余属性Z
      • 一般得在R(U)上若有X→→Y在W(U包含W)上成立,则称X→→Y为R(U)的嵌入型多值依赖
      • 但是在关系模式R(U)中函数依赖X→Y的有效性仅决定于X,Y这两个属性集的值.只要在R(U)的任何一个关系r中,元组在X和Y上的值满足函数依赖的定义,则函数依赖X→Y在任何属性集W(U包含W, W包含XY)上成立
      • 若函数依赖X→Y在R(U)上成立,则对任何Y的子集Y'具有X→Y'成立,而多值依赖X→→Y若在R(U)上成立,却不能保证对于任何一个Y' 即Y的子集的X→→Y'都成立
  • 码:
    • 设K为R<U,F>中的属性组合,若K完全依赖于U则K为R的候选码(Candidate key),若候选码多于一个,则选定一个为主码(Primary key)
    • 包含在任何一个候选码中的属性,称为主属性(Primary attribute).不包含在任何码中的属性称为非主属性(Nonprime attribute)或非码属性(Non-key attribute).最简单的情况,单个属性是码.最极端的情况,整个属性组都是码,称为全码(All-key)

关系模式存在问题:

  • 数据库沉余太大
  • 更新异常(Update Anmalies)
  • 插入一次(Insertion Anomalies)
  • 删除异常(Deletion Anomalies)

规范化(范式):

  • 第一范式:
    • 定义:每一个分类必须是一个不可分的数据项,则属于第一范式规范
  • 第二范式:
    • 定义:若R属于第一范式,且每个非主属性完全依赖于码,则属于第二范式规范
  • 第三范式:
    • 定义:关系模型R<U,F>中若不存在这样的码X,属性Y即非主属性Z(Z不包含于Y),使得X→Y, Y→Z,X→Z成立,Y→X不成立,则称R<U,F>属于第三范式
  • BCNF范式:
    • 定义:关系模式R<U,F>属于第一范式,若X→Y且X不包含Y时,X必包含有码,则R<U,F>属于BCNF范式,也就是说关系模式R<U,F>中,若,每一个觉得因素都包含码,则R<U,F>属于BCNF范式
    • 要求:
      • 所有的非主属性对每一个码都是完全函数依赖
      • 所有的主属性对每一个不包含它的码,也是完全函数依赖
      • 没有任何属性完全函数依赖于非码属性的任何一组属性
  • 第四范式:
    • 定义:关系模式R<U,F>属于第一范式,如果对于R的每个平凡多只依赖XY(X不包含Y),X都含有码,则R<U,F>属于第四范式
  • 范式包含关系:
    关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述
  • 范式规范化过程:
    关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述

关系模型

解释:

从用户角度看关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表,它由行和列组成

相关概念:

  • 元组(Tuple):表中的一行即为一个元组
  • 关系(Relation):
    • 定义:一个关系对应通常说的一张表
    • 要求:满足一定的规范条件(最基本的规范条件:关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项, 不允许表中还有表)
  • 属性(Attribute):表中的一列即为一个属性,给每一个属性起一个名称即属性名
  • 主码(Key):表中的某个属性组,它可以唯一确定一个元组
  • 域(Domain):属性的取值范围
  • 分量:元组中的一个属性值
  • 关系模式:对关系的描述 关系名(属性1,属性2,…,属性n)

完整性约束:

  • 关系的完整性约束条件
  • 实体完整性参照完整性
  • 用户定义的完整性

优点:

  • 建立在严格的数学概念的基础上
  • 概念单一:
    • 实体和各类联系都用关系来表示
    • 对数据的检索结果也是关系
  • 关系模型的存取路径对用户透明:
    • 具有更高的数据独立性,更好的安全保密性
    • 简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作

缺点:

  • 存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型
  • 为提高性能,必须对用户的查询请求进行优化增加了开发DBMS的难度

    扩展:关系数据库的基本概念 / 关系数据库的概念 / 关系数据库基本概念

系统结构解释:

  • 从数据库管理系统角度看数据库系统通常采用三级模式结构,是数据库系统内部的系统结构
  • 从数据库最终用户角度看(数据库系统外部的体系结构),数据库系统的结构分为:
    • 单用户结构主从式结构
    • 分布式结构
    • 客户/服务器
    • 浏览器/应用服务器/数据库服务器多层结构等

实例(Instance):

  • 模式的一个具体值
  • 反映数据库某一时刻的状态
  • 同一个模式可以有很多实例
  • 实例随数据库中的数据的更新而变动

模式(Schema):

  • 解释:
    • 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
    • 反映的是数据的结构及其联系
    • 所有用户的公共数据视图,综合了所有用户的需求
  • 说明:
    • 一个数据库只有一个模式(也称逻辑模式)
  • 地位:
    • 是数据库系统模式结构的中间层
  • 特点:
    • 与数据的物理存储细节和硬件环境无关
    • 与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关
  • 定义:
    • 数据的逻辑结构(数据项的名字、类型、取值范围等)
    • 数据之间的联系
    • 数据有关的安全性、完整性要求

外模式(External Schema):

  • 说明:
    • 数据库用户(包括应用程序员和最终用户)使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
    • 数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示
  • 地位:
    • 介于模式与应用之间
  • 模式与外模式的关系:一对多
    • 外模式通常是模式的子集
    • 一个数据库可以有多个外模式.反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求
    • 对模式中同一数据,在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同
  • 外模式与应用的关系:一对多
    • 同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用
    • 但一个应用程序只能使用一个外模式
  • 用途:
    • 保证数据库安全性的一个有力措施
    • 每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据

内模式(Internal Schema):

  • 说明:
    • 内模式(也称存储模式)
    • 是数据物理结构和存储方式的描述
    • 一个数据库只有一个内模式
  • 是数据在数据库内部的表示方式:
    • 记录的存储方式(顺序存储,按照B树结构存储,按hash方法存储)
    • 索引的组织方式
    • 数据是否压缩存储
    • 数据是否加密
    • 数据存储记录结构的规定

三级模式结构:

  • 组成:
    • 内模式(Internal Schema)
    • 模式(Schema)
    • 外模式(External Schema)
  • 图片:
    关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述
  • 说明:
    • 同一个模式可以有任意多个外模式
    • 每一个外模式,数据库系统都有一个外模式/模式映象,定义外模式与模式之间的对应关系

二级映象:

  • 作用:
    • 二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换
  • 说明:
    • 映象定义通常包含在各自外模式的描述中
  • 外模式/模式映像:
    • 作用:
      • 保证数据的逻辑独立性
    • 说明:
      • 外模式描述的是数据的局部逻辑结构
      • 模式描述的是数据的全局逻辑结构
      • 当模式改变时,数据库管理员修改有关的外模式/模式映象,使外模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性
  • 模式/内模式映像:
    • 作用:
      • 保证数据的物理独立性
    • 说明:
      • 当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式/内模式映象,使模式保持不变应用程序不受影响.保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性

SQL概述

SQL的特点:

  • 综合统一:
    • 集数据定义语言(DDL),数据操纵语言(DML),数据控制语言(DCL)功能于一体
    • 可以独立完成数据库生命周期中的全部活动:
      • 定义关系模式,插入数据,建立数据库;
      • 对数据库中的数据进行查询和更新;
      • 数据库重构和维护
      • 数据库安全性、完整性控制等
    • 用户数据库投入运行后,可根据需要随时逐步修改模式,不影响数据的运行
    • 数据操作符统一
  • 高度非过程化:
    • 非关系数据模型的数据操纵语言“面向过程”,必须指定存取路径
    • SQL只要提出“做什么”,无须了解存取路径
    • 存取路径的选择以及SQL的操作过程由系统自动完成
  • 面向集合的操作方式:
    • 非关系数据模型采用面向记录的操作方式,操作对象是一条记录
    • SQL采用集合操作方式:
      • 操作对象、查找结果可以是元组的集合
      • 一次插入、删除、更新操作的对象可以是元组的集合

        扩展:关系数据库的基本概念 / 关系数据库的概念 / 关系数据库基本概念

  • 以同一种语法结构提供多种使用方式:
    • SQL是独立的语言:能够独立地用于联机交互的使用方式
    • SQL又是嵌入式语言:SQL能够嵌入到高级语言(例如C,C++,Java)程序中,供程序员设计程序时使用
  • 语言简洁,易学易用:
    • SQL功能极强,完成核心功能只用了9个动词

SQL的数据定义功能:

关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述

三个基本概念:

  • 基本表:
    • 本身独立存在的表
    • SQL中一个关系就对应一个基本表
    • 一个(或多个)基本表对应一个存储文件
    • 一个表可以带若干索引
  • 存储文件:
    • 逻辑结构组成了关系数据库的内模式
    • 物理结构是任意的,对用户透明
  • 视图:
    • 从一个或几个基本表导出的表
    • 数据库中只存放视图的定义而不存放视图对应的数据
    • 视图是一个虚表
    • 用户可以在视图上再定义视图

SQL支持关系数据库三级模式结构:

关系数据库理论 SQL笔记 --- 数据库发展,基本概念,关系数据库理论,关系模型,SQL概述

标识符:

  • 定义:
    • 由用户定义的可识别的字符序列
  • 规则:
    • 第一个字符必须是字母或下划线(_)或@或#;
    • 后续字符可以是:字母、数字、_、#、$、@等;
  • 注意:
    • 不能使用SQL中的关键字和运算符,不允许嵌入空格或其他特殊字符

扩展:关系数据库的基本概念 / 关系数据库的概念 / 关系数据库基本概念

本文标题:空间数据库概念模型-PowerDesigner软件怎么创建概念数据模型?
本文地址: http://www.61k.com/1137730.html

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