数据模型概述
什么是数据模型 <>
数据模型是用于抽象、表示和处理现实世界数据对象结构的一种描述方式，是对客观世界的模拟。它应满足以下要求：
- 形式化：以书面形式表达，能够清晰反映客观世界。
- 真实性：尽可能准确地体现真实情况。
- 易理解性：便于人们理解和计算机实现。
两类模型 <>
模型分为两个层次：
- 概念模型（信息模型）：
- 从用户的角度对数据和信息建模，不涉及太多计算机专业知识。
- 直接面向客观世界建模。
- 数据模型：
- 包括网状模型、层次模型、关系模型、对象模型等。
- 从计算机系统的角度对数据建模，关注实际的计算机实现。
客观对象的抽象过程：
- 现实世界对象抽象为概念模型。
- 将概念模型转化为特定DBMS支持的数据模型。
概念模型的重要性：
- 是现实到机器世界间的桥梁。
- 分离业务模型与计算机实现，降低复杂性，提高成功率。
数据概念
数据是数据库中存储和管理的基础：
- 数据定义：描述事物的符号记录。
- 数据种类：数字、文字、图形、图像、声音等。
- 数据特点：数据与其语义紧密相关，通常需满足特定语义约束。
为什么需要数据库
数据库用于存储和管理大量数据，供应用程序进一步处理，提取有用信息：
- 数据库定义：长期储存在计算机中，有组织、可共享的大规模数据集合。
- 特性：
- 组织结构化。
- 多用户共享。
- 冗余度低。
- 数据独立性高（逻辑和物理独立性）。
- 易于扩展。
数据库管理系统 (DBMS)
DBMS是用户与操作系统间的软件，提供多种接口，管理的数据可供外部应用程序使用：
- 用途：
- 科学组织和存储数据。
- 高效数据访问和维护。
- 提供数据定义语言 (DDL) 和数据操纵语言 (DML)。
- 管理数据安全性、完整性和并发使用。
- 实现故障恢复和数据库维护。
数据库系统 (DBS)
DBS是在计算机系统中引入数据库后的整体构成，包括数据库、DBMS、应用系统、DBA和用户：
- 构成：
- 数据库。
- DBMS及其开发工具。
- 应用系统。
- DBA和用户群体。
数据库系统开发的主要过程： <>
Step1: 需求分析
需求文档
- 功能需求（功能需求说明书）：用例图 + 时序图
- 数据需求（数据需求说明书）：用例图 + 时序图
Step2: 系统设计
总体设计与详细设计
- 系统功能设计
- 数据结构设计
- 概念设计：建立概念模型（如E-R模型，与DBMS无关）
- 逻辑设计：建立逻辑模型（如关系模型，与DBMS密切相关）
- 还包括：
- 数据结构优化设计
- 数据完整性设计
- 数据安全设计
- 数据存储设计
- 物理设计：建立物理存储模型
Step3: 系统实现
- 数据库实现
- 创建数据库
- 分布式数据库
- 并行数据库
- 应用开发
- 程序代码（访问数据：SQL、编程SQL）
Step4: 系统运行与维护
- 运行系统
- 数据维护
- 数据更新
- 结构修改
- 数据备份
- 数据分析
- 数据仓库
- 数据挖掘
- 数据库开发主要过程：
数据需求 → (概念设计 → 逻辑设计 → 物理设计) → 数据库实现 → 数据维护 → 数据分析
