数据库设计基础

数据库的三级模式是指数据库系统中数据的三个不同层次的抽象模型，主要包括：

内部模式：

这是数据库的物理存储结构，描述了数据在存储介质上的具体存储方式。它包括数据的存储格式、数据的压缩和加密方式、索引的使用等。内部模式是数据库的最底层，通常由数据库管理系统负责管理。

概念模式：

概念模式是对整个数据库的逻辑结构的描述，独立于具体的物理存储。它定义了数据库中所有数据的类型、关系、约束等，提供了一个全局的视图。概念模式通常使用实体-关系模型（ER模型）来表示。

外部模式：

外部模式是用户与数据库交互的视图，描述了用户所看到的数据结构。每个用户或用户组可以有不同的外部模式，以满足其特定的需求。外部模式可以通过视图来实现，允许用户以不同的方式访问数据。

关系模式定义了数据的组织方式和数据之间的关系。关系模式的基本组成部分包括：

关系：

关系是一个表格，由行和列组成。每个关系都有一个唯一的名称。每一行称为一个元组（Tuple），表示一个具体的数据记录。每一列称为属性，表示数据的某一特征。

属性：

属性是关系中的列，每个属性都有一个名称和数据类型（如整数、字符串、日期等）。属性定义了元组中存储的数据类型和结构。

元组：

元组是关系中的一行，表示一个具体的记录。每个元组由多个属性值组成，属性值对应于关系的列。

主键：

主键是关系中用于唯一标识每个元组的属性或属性组合。主键的值必须是唯一的，且不能为NULL。

数据库范式是用于设计关系数据库的标准，旨在减少数据冗余和提高数据完整性。范式通过一系列规则和标准化过程来组织数据。

数据库设计：需求分析、概念设计、逻辑设计（将E-R转为关系-数据模型）、物理设计（索引设计）

外键：

外键是一个关系中的属性，它引用另一个关系的主键，用于建立关系之间的联系。外键用于实现数据的完整性和关联性。

约束：

约束是对关系中数据的限制条件，如唯一性约束、非空约束、外键约束等。约束确保数据的有效性和一致性。

数据库范式是用于设计关系数据库的标准，旨在减少数据冗余和提高数据完整性。范式通过一系列规则和标准化过程来组织数据。

第一范式（1NF）

定义：一个关系处于第一范式，当且仅当它的每个属性都是原子的，即每个属性的值都是不可再分的。

特点：

　　每个列中的值都是单一的，不允许有重复的列。

　　每个行都是唯一的，通常通过主键来实现。

 

第二范式（2NF）

定义：一个关系处于第二范式，当且仅当它满足第一范式，并且每个非主属性完全依赖于主键。

特点：

　　消除部分依赖，即非主属性不能只依赖于主键的一部分。

 第三范式（3NF）

定义：一个关系处于第三范式，当且仅当它满足第二范式，并且每个非主属性不传递依赖于主键。

特点：

　　消除传递依赖，即非主属性不能依赖于其他非主属性。

关系模式设计属于逻辑设计

数据模型包括数据操作、数据结构与数据约束

1、概念模型：是一种面向用户、面向客观世界的模型，主要用来描述世界的概念化结构，它是数据库的设计人员在设计的初始阶段。

2、逻辑模型：是一种面向数据库系统的模型，是具体的DBMS所支持的数据模型。

3、物理模型：是一种面向计算机物理表示的模型，描述了数据在储存介质上的组织结构，它不但与具体的DBMS有关，而且还与操作系统和硬件有关。

E-R模型用矩形框表示现实世界中的实体，用菱形框表示实体间的联系，用椭圆框表示实体和联系的属性，对于作为实体标识符的属性，在属性名下画一条横线

实体与相应的属性之间，联系与相应的属性之间用线段连接

联系与其涉及的实体之间也用线段连接，同时在线段旁标注联系的类型（1:1 , 1：n , m:n）