软件工程-基础课程-数据库系统_数据模型与数据库设计.docx

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数据库系统基础

1数据库系统概述

数据库系统（DatabaseSystem）是用于存储、管理和检索数据的集合，它包括硬件、软件、数据库和用户。数据库系统的核心是数据库管理系统（DBMS），它提供了一种方式来确保数据的准确性和一致性，同时允许多个用户同时访问数据。数据库系统的设计目标是提高数据的可用性、安全性和效率，同时减少数据冗余和提高数据的一致性。

2数据模型的概念

数据模型（DataModel）是描述数据、数据关系和数据操作的抽象概念。它是数据库设计的基础，用于描述数据的结构和行为。数据模型可以分为三类：概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。

概念数据模型：如实体关系模型（ERModel），用于描述数据的高层概念视图，不涉及数据的物理存储细节。

逻辑数据模型：如关系模型、网状模型和层次模型，用于描述数据的逻辑结构，独立于硬件和软件。

物理数据模型：描述数据在物理存储设备上的存储方式，包括文件结构、索引和存储分配。

2.1示例：关系模型

关系模型是最常用的数据模型，它将数据组织成一系列的表格，每个表格称为一个关系。每个关系由行（记录）和列（属性）组成，每一行代表一个实体，每一列代表实体的一个属性。

--创建一个学生表

CREATETABLEStudents(

StudentIDINTPRIMARYKEY,

FirstNameVARCHAR(50),

LastNameVARCHAR(50),

AgeINT,

GenderCHAR(1)

);

--插入数据

INSERTINTOStudents(StudentID,FirstName,LastName,Age,Gender)

VALUES(1,张,三,20,M),

(2,李,四,22,F),

(3,王,五,21,M);

--查询数据

SELECT*FROMStudentsWHEREAge20;

3数据库系统的组成

数据库系统由以下主要组件构成：

数据库：存储数据的集合。

数据库管理系统（DBMS）：用于创建、维护和管理数据库的软件。

数据库管理员（DBA）：负责数据库的运行和维护的人员。

应用程序：通过DBMS与数据库交互的软件。

用户：使用数据库系统的人员。

4数据库管理系统DBMS介绍

数据库管理系统（DBMS）是用于创建、维护和管理数据库的软件。它提供了数据定义、数据操作、数据控制和数据管理等功能。常见的DBMS包括Oracle、MySQL、SQLServer、PostgreSQL和DB2等。

4.1示例：MySQL中的数据操作

MySQL是一种广泛使用的开源关系型数据库管理系统。以下是一个简单的示例，展示了如何在MySQL中创建表、插入数据和查询数据。

--创建数据库

CREATEDATABASESchool;

--使用数据库

USESchool;

--创建学生表

CREATETABLEStudents(

StudentIDINTPRIMARYKEY,

FirstNameVARCHAR(50),

LastNameVARCHAR(50),

AgeINT,

GenderCHAR(1)

);

--插入数据

INSERTINTOStudents(StudentID,FirstName,LastName,Age,Gender)

VALUES(1,张,三,20,M),

(2,李,四,22,F),

(3,王,五,21,M);

--查询数据

SELECT*FROMStudentsWHEREAge20;

在这个例子中，我们首先创建了一个名为School的数据库，然后在该数据库中创建了一个名为Students的表。接着，我们向Students表中插入了三条数据，最后，我们查询了年龄大于20岁的学生信息。#数据模型

5层次模型详解

层次模型是数据库设计中最早出现的模型之一，它以树形结构表示数据和数据之间的关系。在层次模型中，数据被组织成一系列的记录，每个记录可以包含多个字段。记录之间的关系通过指针实现，形成一个有向树结构，其中根节点没有父节点，其他每个节点有且仅有一个父节点。

5.1原理

在层次模型中，数据的结构被定义为一个集合，其中包含一组记录类型和一组记录之间的关系。记录类型定义了记录中的字段，而记录之间的关系则定义了数据的层次结构。这种模型非常适合表示具有明确层次关系的数据，如组织结构或产品分类。

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