數(shù)據(jù)庫

• 數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)，有組織的，可共享的數(shù)據(jù)集合。是存放數(shù)據(jù)的倉庫，并且有組織，有管理。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

• 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，基本功能如下：

  • 數(shù)據(jù)定義功能（語言：DDL）
  • 數(shù)據(jù)操作功能（語言：DML）
  • 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理功能（語言：DCL）
  • 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能

• 目前流行的有Oracle、Sybase、SQL Server、Access、MySQL等。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

• 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Database System，DBS）包括和數(shù)據(jù)有關(guān)的整個(gè)系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)硬件，操作系統(tǒng)、DBMS以及在他支持下建立起來的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序、用戶和維護(hù)人員等。

  有時(shí)也將人以外的與數(shù)據(jù)庫有關(guān)的硬件和軟件系統(tǒng)成為DBS。

數(shù)據(jù)的發(fā)展

• 人工管理階段：程序與數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。數(shù)據(jù)不可共享。
• 文件系統(tǒng)階段：應(yīng)用程序通過存取調(diào)用數(shù)據(jù)文件、可共享。
• 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段：應(yīng)用程序通過DBMS調(diào)用管理DB中的數(shù)據(jù)。
• 分布式數(shù)據(jù)可以管理階段 ：邏輯上統(tǒng)一，地域上分布的數(shù)據(jù)集合。

數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)

1）站在最終用戶的角度

• 集中式體系結(jié)構(gòu)

  將DBMS軟件、所有用戶數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序放在一臺(tái)計(jì)算機(jī)（服務(wù)器）上，其余計(jì)算機(jī)作為終端通過通信線路向服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)應(yīng)用請(qǐng)求，這種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)稱為集中式數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)。

• 分布式體系結(jié)構(gòu)

  將分散存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫在邏輯上統(tǒng)一管理。

• CLS體系結(jié)構(gòu)

  在CLS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一部分計(jì)算機(jī)為Client，一部分為服務(wù)器，其關(guān)鍵在于功能分布，一些放在Client機(jī)上（前端）上運(yùn)行，另一些在Server（后端）運(yùn)行。

• 并行體系結(jié)構(gòu)

  要求盡可能并行執(zhí)行所有的數(shù)據(jù)操作從而在整體上提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能，是多個(gè)物理上連接在一起的CPU通過劃分的任務(wù)以及通過每秒兆位級(jí)的告訴網(wǎng)絡(luò)通信共同完成事務(wù)查詢。

2） 站在DBMS的角度

• 一般采用三級(jí)模式結(jié)構(gòu)：外模式、模式和內(nèi)模式。

  • 外模式：又稱子模式，是用戶與數(shù)據(jù)庫的接口，是應(yīng)用程序可見的數(shù)據(jù)描述。
  • 模式：分為概念模式和邏輯模式，是由數(shù)據(jù)可以設(shè)計(jì)者綜合所有用戶數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的觀點(diǎn)構(gòu)造的全局邏輯結(jié)構(gòu)。

  • 內(nèi)模式：物理模式或存儲(chǔ)模式，它描述數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的安排與存儲(chǔ)方式。

    三級(jí)模式是用指針來表示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，數(shù)據(jù)定義語言和數(shù)據(jù)操作語言相互獨(dú)立。

• 三級(jí)模式之間的關(guān)系是二級(jí)映射，映射用來指定映射雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的規(guī)則，實(shí)際上轉(zhuǎn)換工作有DBMS來完成,三級(jí)模型之間的關(guān)系如下圖：

數(shù)據(jù)模型

• 數(shù)據(jù)模型通常有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作 和 完整性約束三要素組成，分別表示系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和數(shù)據(jù)庫的正確性、相容性和有效性。

• 數(shù)據(jù)模型就是對(duì)客觀事物抽象化的表現(xiàn)形式，具有有三大特點(diǎn)：

  • 必須真實(shí)反映現(xiàn)實(shí)世界中的具體應(yīng)用，否則就是去了意義
  • 要便于理解，使用者與設(shè)計(jì)者要去的一致看法
  • 便于使用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)處理。

• 數(shù)據(jù)模型的分類

  • 層次模型（傳統(tǒng)，較少使用），支持三級(jí)模式結(jié)構(gòu)
  • 網(wǎng)狀模型（傳統(tǒng)，較少使用），支持三級(jí)模式結(jié)構(gòu)
  • 關(guān)系模型（占主導(dǎo)地位，具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)理論）
  • 對(duì)象模型（近年來得到了一些應(yīng)用）

    MySQL中，對(duì)象模型是后關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段，包絡(luò)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)（ORDBMS）和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫技術(shù)（NOSQL）

數(shù)據(jù)庫的類型

平面文件

• 定義：只包含文本的文件，沒有粗體，斜體、花體或其他特殊的字體樣式，而僅僅是普通文本。可添加結(jié)構(gòu)，如逗號(hào)、分隔數(shù)值或縮排。

• 優(yōu)點(diǎn)：非常簡(jiǎn)單并且容易理解，可以任意文本編輯器中打開平面文件并作出更改而不需要編寫復(fù)雜的用戶界面。

• 缺點(diǎn)：對(duì)搜索數(shù)據(jù)沒有幫助，并不提供聚集功能，不能按照常規(guī)的方式修改平面穩(wěn)健，在文件某位添加數(shù)據(jù)或更改文件內(nèi)的特殊字符，不能再中間插入或刪除數(shù)據(jù)。

• 適用場(chǎng)合

  • 數(shù)值較小且簡(jiǎn)單
  • 數(shù)值不經(jīng)常變化
  • 希望能夠使用
  • 簡(jiǎn)單的文本編輯器來更改數(shù)值
  • 希望保存以前數(shù)值的簡(jiǎn)單歷史清單
  • 希望使用工具快速比較兩個(gè)文件

• 不適用場(chǎng)合

  • 需要通過數(shù)值執(zhí)行復(fù)雜的搜索
  • 數(shù)值經(jīng)常變化
  • 不希望其他人能夠輕易閱讀和修改數(shù)值
  • 數(shù)值是分級(jí)的

常用的存儲(chǔ)配置信息的地方是INI文件和Windows系統(tǒng)注冊(cè)表（一種分級(jí)數(shù)據(jù)庫）

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫

• 定義：包含保存行和列的表

• 適用情況

  • 需要在不同的表之間執(zhí)行復(fù)雜的查詢和連接
  • 需要執(zhí)行數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證，如在其他表中檢驗(yàn)相關(guān)行的存在
  • 需要為特定的數(shù)據(jù)段考慮任意數(shù)量的值（如比賽最后的名次）
  • 希望能夠靈活地構(gòu)建在開始設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)本沒計(jì)劃的新查詢

電子數(shù)據(jù)表

• 定義：以行和列的形式顯示數(shù)據(jù)（Excel表）

• 優(yōu)勢(shì)：允許用戶創(chuàng)建與電子數(shù)據(jù)表中其他數(shù)據(jù)相關(guān)的公式，生成形象顯示數(shù)據(jù)的圖表，大隱書局，以及以文本和其他格式導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，此外還支持相對(duì)復(fù)雜的分析工具。

  注意：在大多數(shù)作者曾開發(fā)的大型項(xiàng)目中，都會(huì)設(shè)法內(nèi)建特別的查詢工具以便用戶能夠定義他們自己的報(bào)表。

• 缺點(diǎn)：電子數(shù)據(jù)表不支持復(fù)雜的查詢，而且不能自動(dòng)檢查數(shù)據(jù)的完整性，因此可以輕易地錄入不正確或不一致的數(shù)值。

許多應(yīng)用程序都采用電子表數(shù)據(jù)作為輸出形式，衙門將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一種關(guān)系或其他類型的數(shù)據(jù)庫中，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)存成電子數(shù)據(jù)表格式以便用戶使用。

分級(jí)數(shù)據(jù)庫

• 包括按照書性結(jié)構(gòu)很自然地安排的數(shù)值，類似于文件夾（分層和分級(jí)）

XML（擴(kuò)展標(biāo)記語言）

• 定義：一種用于存儲(chǔ)分級(jí)數(shù)據(jù)的語言。

• 優(yōu)點(diǎn)

  • 對(duì)于存儲(chǔ)、傳輸、檢索分級(jí)數(shù)據(jù)而言，XML是一個(gè)很有用的工具。
  • XML文件相對(duì)簡(jiǎn)單，他使用特殊的標(biāo)記為其包含的數(shù)據(jù)定義結(jié)構(gòu)。

• 缺點(diǎn)： XML自身并不提供任何用于構(gòu)建、檢索、更新、驗(yàn)證或以其他方式操縱數(shù)據(jù)的工具。

• 適用場(chǎng)合

  • 數(shù)據(jù)自然分級(jí)的
  • 可用XML工具提供需要的特性
  • 希望獲得模式文件能夠提供各種有效性驗(yàn)證
  • 希望能夠在支持XML產(chǎn)品中導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)

• 不適用場(chǎng)合

  • 非分級(jí)
  • 需要的數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證要比模式文件能夠提供的更復(fù)雜
  • 需要執(zhí)行關(guān)系查詢而非分級(jí)查詢
  • 數(shù)據(jù)庫很龐大，因此重寫整個(gè)文件來更新其中的少量數(shù)據(jù)非常麻煩
  • 需要允許多個(gè)用戶頻繁更新數(shù)據(jù)庫而互不干擾

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫

• 當(dāng)使用網(wǎng)絡(luò)文件來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，程序?qū)⑼瓿伤械墓ぷ鳌Ｎ募旧聿惶峁┨厥獾奶匦浴?/p>

• 適用場(chǎng)合

  • 數(shù)據(jù)本身就是一種網(wǎng)絡(luò)形式（或近似為層次結(jié)構(gòu)）
  • 需對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算，如查找最短路徑或計(jì)算網(wǎng)絡(luò)流
  • 不需要對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行復(fù)雜的查詢

• 不適用的場(chǎng)合

  • 數(shù)據(jù)不能表示網(wǎng)絡(luò)
  • 需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)
  • 需對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行查詢
  • 需允許多個(gè)用戶頻繁地更新數(shù)據(jù)而互不干擾

對(duì)象數(shù)據(jù)庫

• 用來管理對(duì)象。他提供某種查詢語法用于從數(shù)據(jù)庫中檢索對(duì)象，還提供一些工具來將對(duì)象的改動(dòng)保存到數(shù)據(jù)庫中。

• 適用場(chǎng)合

  • 編程環(huán)境和體系結(jié)構(gòu)支持使用對(duì)象
  • 不需要對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行復(fù)雜的查詢

• 不適用的場(chǎng)合

  • 程序需要與外部工具交互，再次采用相關(guān)數(shù)據(jù)庫此類格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更為有利。
  • 需要執(zhí)行復(fù)雜的查詢
  • 沒有使用面向?qū)ο蟮恼Z言
  • 需要執(zhí)行對(duì)象數(shù)據(jù)庫不能提供的數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證

對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫（ORD）

• 是一種關(guān)系數(shù)據(jù)庫，他提供了用于將對(duì)象類型集成到數(shù)據(jù)中的格外特性。

• 與關(guān)系數(shù)據(jù)庫類似，她能夠相對(duì)快速地執(zhí)行復(fù)雜的查詢。

• 另一方面又類似于對(duì)象數(shù)據(jù)庫，使用某種特殊的語法來簡(jiǎn)化對(duì)象的創(chuàng)建。

特殊類型的數(shù)據(jù)庫

• 面向文檔的數(shù)據(jù)庫
• 演繹數(shù)據(jù)庫
• 維度（或空間）數(shù)據(jù)庫
• 時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)總結(jié)

• 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為：概念模型設(shè)計(jì) 、 邏輯模型設(shè)計(jì) 和 物理模型設(shè)計(jì)。

• 關(guān)系數(shù)據(jù)庫適用的情況：

  • 需要在不同表直接執(zhí)行復(fù)雜的查詢
  • 需要執(zhí)行數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證，如在其他表中驗(yàn)證相關(guān)行的存在
  • 需要為特定的數(shù)據(jù)段考慮任意數(shù)量的值
  • 希望能夠靈活的構(gòu)建在開始設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)本設(shè)計(jì)劃的新查詢

• 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)總結(jié)

  • 符合三大范式（3NF）
  • DB不能處理多對(duì)多關(guān)系時(shí)，應(yīng)再建關(guān)聯(lián)表，來表示兩表間的關(guān)系。若多對(duì)多的關(guān)系包含額外的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，將字段放于關(guān)聯(lián)表中。
  • 命名約定：若表中兩字段包含相同的數(shù)據(jù)，則賦予兩個(gè)字段相同的名稱。
  • 對(duì)于同類型的表，若有相同類型的字段，應(yīng)使其對(duì)應(yīng)的字段名相同，這樣對(duì)于編寫，調(diào)用函數(shù)，非常方便

• php操作數(shù)據(jù)庫總結(jié)：
  • 關(guān)于數(shù)據(jù)的重復(fù)問題，需在代碼中驗(yàn)證該數(shù)據(jù)在DB中是否存在，若已存在，則不能插入
  • 查詢數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)訪問細(xì)分的幾個(gè)表時(shí)，需使用聯(lián)合查詢。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的数据库设计笔记——概述（一）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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