什么是数据库逻辑结构

时间: 2024-07-16 15:00:22 浏览: 265
数据库的逻辑结构是指数据在数据库内部存储和组织的方式,它是用户能够直接操作和理解的数据模型。逻辑结构主要关注数据如何被抽象和表示,而不关心具体的底层物理存储。 1. 关系模型:这是最常见的逻辑结构,基于表格形式,由行(记录)和列(属性或字段)组成。每个表都有定义好的键(主键和外键),用于建立数据之间的关联。 2. 层次模型:类似于文件系统,数据以树状结构组织,有一个根节点(顶层对象),子节点代表对象的属性。 3. 网状模型:复杂程度高于层次模型,节点之间可以有多对多的关系,形成一个网状结构。 4. 面向对象模型:将现实世界中的实体和它们之间的关系映射到数据库中,每个对象都有一组属性和方法。 5. NoSQL模型:不遵循传统的关系模式,如文档型、键值对型、列族型等,适用于非结构化或半结构化数据。
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5.3 逻辑结构设计 逻辑结构设计的任务就是把概念模型转换为某个具体的数据库管理系统所 支持的数据模型。 具体来讲就是从 E-R 模型到关系模型的转换。 (1)根据 E-R 模型设计关系模式; (2)选择适当的范式对所得到的关系模式进行规范化; (3)将得到的关系模型转换为具体 DBMS 支持的数据模型,设计关系数据 库模式。 (4)依据关系的完整性约束来设计用户视图。 1、关系模型 关系模型是指用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。 关系模型 中无论是实体还是实体间的联系均由单一的结构类型——关系来表示。 在实际的 关系数据库中的关系也称表。一个关系数据库就是由若干个表组成。 关系模型数据结构 (1)关系 一个关系也就是通常所说的一张表。 关系具有以下特征: 1.关系中不能有任意两条完全相同的记录。 2.关系中的记录是非排序的。 3.关系中记录的字段是非排序的。 4.字段名称不能相同。 5.字段不可再分。 (2)元组 每一横行称为一个元组。 (3)属性 属性:每一竖列称为一个属性,在 DBMS 中常被称作字段。在一个关系中,有 一个关系名,同时每个属性都有一个字段名 (4)码(键) 能唯一标识元组的属性或属性集称为码。码分为以下几种: 候选码:如果在关系的一个码中不能移去任何一个属性,否则它就不是这个 关系的键,则称这个被指定的候选键为该关系的候选键或者候选码。 例如下列学生表中"学号"或"图书证号"都能唯一标识一个元组,则"学 号"和"图书证号"都能唯一地标识一个元组,则"学号"和"图书证号"都可 作为学生关系的候选键。 主键(主码) :在一个关系的若干候选键中指定一个用来唯一标识该关系的 元组,则称这个被指定的候选码称为主关键字,或简称为主键、关键字、主码。 每一个关系都有并且只有一主键,通常用较小的属性组合作为主键。 外键(外码) :关系中的某个属性虽然不是这个关系的主键,或者只是主键 的一部分,但它却是另外一个关系的主键时,则称之为外键或者外码。 例如学生表,选定"学号"作为数据操作的依据,则"学号"为主键。而在 选课表中,主键为(学号,课程号) ,外码为"学号" 。 (5)关系模式 关系模式是对关系的描述, 关系是关系模式的一个实例关系模式包括关系名、 各属性名,通常简记为: R(A1,A2, ,An) 其中 R 为关系名,A1,A2, ,An 为各属性名。 例如:学生(学号*,姓名,性别,出生日期,院系) 其中标"*"号的属性为主键 (6)关系完整性约束 学号 姓名 性别 年龄 图书证号 院系 2017001 张三 男 18 T20170101 中文 2017002 李四 男 19 T20170102 数学 2017003 王五 女 20 T20170103 英语 现实世界中,实体及其联系都要受到许多语义要求的限制。例如,一个学生 一个学期可以选修多门课程,但只能在本学期已开出的课程中进行选修;百分制 成绩的取值只能在 0~100 之间等。对应在关系数据库中,关系的值随着时间变 化时应该满足一些约束条件, 这种对关系的约束条件就表现为关系的完整性约束。 关系完整性主要是指以下三方面: 1.实体完整性:实体完整性是指关系的主码不能重复也不能取"空值"。 在关系模式中,以主关键字作为唯一性标识,而主关键字中的属性(称为主 属性)不能取空值,否则,表明关系模式中存在着不可标识的实体(因空值是"不 确定\"的),这与现实世界的实际情况相矛盾,这样的实体就不是一个完整实体。 按实体完整性规则要求,主属性不得取空值,如主关键字是多个属性的组合,则 所有主属性均不得取空值。 2.参照完整性:是指参照关系中每个元素的外码要么为空,要么等于被参照 关系中某个元素的主码。 比如属性 K 是关系模式 R1 的主键,K 也是关系模式 R2 的外键,那么在 R2 的关系中,K 的取值只允许有两种可能,或为空值,或等于 R1 关系中某个主键 值。 3.用户定义的完整性:指对关系中每个属性的取值作一个限制(或称为约束) 的具体定义。 比如性别属性只能取"男"或"女" ,再就是年龄的取值范围,可以取值 0-130 ,但不能取负数,因为年龄不可能是负数。 (7)关系的规范化,减少数据冗余 关系的规范化是为了解决数据库中数据的插入、删除、修改异常等问题的一 组规则。 关系范式是关系模式满足不同程度的规范化要求的标准, 是数据库逻辑设计 的指南和工具 关系规范化的前三个范式原则如下: 第一范式:若一个关系模式 R 的所有属性都是不可再分的基本数据项,则该 关系模式属于第一范式(1NF) 。 第二范式:若关系模式 R 属于 1NF,且每个非主属性都完全函数依赖于码, 则该关系模式属于 2NF,2NF 不允许关系模式中的非主属性部分函数依赖于码。

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