空间数据库的空间数据库的设计

空间数据库的空间数据库的设计,第1张

数据库因不同的应用要求会有各种各样的组织形式。数据库的设计就是根据不同的应用目的和用户要求,在一个给定的应用环境中,确定最优的数据模型、处理模式、存贮结构、存取方法,建立能反映现实世界的地理实体间信息之间的联系,满足用户要求,又能被一定的DBMS接受,同时能实现系统目标并有效地存取、管理数据的数据库。简言之,数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。

空间数据库的设计是指在现在数据库管理系统的基础上建立空间数据库的整个过程。主要包括需求分析、结构设计、和数据层设计三部分。

1、需求分析

需求分析是整个空间数据库设计与建立的基础,主要进行以下工作:

1)调查用户需求:

了解用户特点和要求,取得设计者与用户对需求的一致看法。

2)需求数据的收集和分析:

包括信息需求(信息内容、特征、需要存储的数据)、信息加工处理要求(如响应时间)、完整性与安全性要求等。

3)编制用户需求说明书:

包括需求分析的目标、任务、具体需求说明、系统功能与性能、运行环境等,是需求分析的最终成果。

需求分析是一项技术性很强的工作,应该由有经验的专业技术人员完成,同时用户的积极参与也是十分重要的。

在需求分析阶段完成数据源的选择和对各种数据集的评价

2、结构设计

指空间数据结构设计,结果是得到一个合理的空间数据模型,是空间数据库设计的关键。空间数据模型越能反映现实世界,在此基础上生成的应用系统就越能较好地满足用户对数据处理的要求。

空间数据库设计的实质是将地理空间实体以一定的组织形式在数据库系统中加以表达的过程,也就是地理信息系统中空间实体的模型化问题。

1)概念设计

概念设计是通过对错综复杂的现实世界的认识与抽象,最终形成空间数据库系统及其应用系统所需的模型。

具体是对需求分析阶段所收集的信息和数据进行分析、整理,确定地理实体、属性及它们之间的联系,将各用户的局部视图合并成一个总的全局视图,形成独立于计算机的反映用户观点的概念模式。概念模式与具体的DBMS无关,结构稳定,能较好地反映用户的信息需求。

表示概念模型最有力的工具是E-R模型,即实体-联系模型,包括实体、联系和属性三个基本成分。用它来描述现实地理世界,不必考虑信息的存储结构、存取路径及存取效率等与计算机有关的问题,比一般的数据模型更接近于现实地理世界,具有直观、自然、语义较丰富等特点,在地理数据库设计中得到了广泛应用。

2)逻辑设计

在概念设计的基础上,按照不同的转换规则将概念模型转换为具体DBMS支持的数据模型的过程,即导出具体DBMS可处理的地理数据库的逻辑结构(或外模式),包括确定数据项、记录及记录间的联系、安全性、完整性和一致性约束等。导出的逻辑结构是否与概念模式一致,能否满足用户要求,还要对其功能和性能进行评价,并予以优化。

从E—R模型向关系模型转换的主要过程为:

①确定各实体的主关键字;

②确定并写出实体内部属性之间的数据关系表达式,即某一数据项决定另外的数据项;

③把经过消冗处理的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字

④根据②、③形成新的关系。

⑤完成转换后,进行分析、评价和优化。

3)物理设计

物理设计是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现,确定数据在介质上的物理存储结构,其结果是导出地理数据库的存储模式(内模式)。主要内容包括确定记录存储格式,选择文件存储结构,决定存取路径,分配存储空间。

物理设计的好坏将对地理数据库的性能影响很大,一个好的物理存储结构必须满足两个条件:一是地理数据占有较小的存储空间;二是对数据库的 *** 作具有尽可能高的处理速度。在完成物理设计后,要进行性能分析和测试。

数据的物理表示分两类:数值数据和字符数据。数值数据可用十进制或二进制形式表示。通常二进制形式所占用的存贮空间较少。字符数据可以用字符串的方式表示,有时也可利用代码值的存贮代替字符串的存储。为了节约存贮空间,常常采用数据压缩技术。

物理设计在很大程度上与选用的数据库管理系统有关。设计中应根据需要,选用系统所提供的功能。

4)数据层设计

大多数GIS都将数据按逻辑类型分成不同的数据层进行组织。数据层是GIS中的一个重要概念。GIS的数据可以按照空间数据的逻辑关系或专业属性分为各种逻辑数据层或专业数据层,原理上类似于的叠置。例如,地形图数据可分为地貌、水系、道路、植被、控制点、居民地等诸层分别存贮。将各层叠加起来就合成了地形图的数据。在进行空间分析、数据处理、图形显示时,往往只需要若干相应图层的数据。

数据层的设计一般是按照数据的专业内容和类型进行的。数据的专业内容的类型通常是数据分层的主要依据,同时也要考虑数据之间的关系。如需考虑两类物体共享边界(道路与行政边界重合、河流与地块边界的重合)等,这些数据间的关系在数据分层设计时应体现出来。

不同类型的数据由于其应用功能相同,在分析和应用时往往会同时用到,因此在设计时应反映出这样的需求,即可将这些数据作为一层。例如,多边形的湖泊、水库,线状的河流、沟渠,点状的井、泉等,在GIS的运用中往往同时用到,因此,可作为一个数据层。

5)数据字典设计

数据字典用于描述数据库的整体结构、数据内容和定义等。 数据字典的内容包括: 1)数据库的总体组织结构、 数据库总体设计的框架 。  2)各数据层详细内容的定义及结构、 数据命名的定义 。  3)元数据(有关数据的数据,是对一个数据集的内容、质量条件及 *** 作过程等的描述) 。

分类: 电脑/网络 >> 程序设计 >> 其他编程语言

问题描述:

数据库的一些概念我希望得到明确一些的定义,最好举个例子因为脑子反应比较慢

基本表,代码表,中间表,报表,临时表

这几个表都是什么东西,能否给解释一下,都用来做什么的,什么情况下要用到

解析:

数据库系统的基本概念

数据:实际上就是描述事物的符号记录。

数据的特点:有一定的结构,有型与值之分,如整型、实型、字符型等。而数据的值给出了符合定型的值,如整型值15。

数据库:是数据的 ,具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内,是多种应用数据的集成,并可被各个应用程序共享。

数据库存放数据是按数据所提供的数据模式存放的,具有集成与共享的特点。

数据库管理系统:一种系统软件,负责数据库中的数据组织、数据 *** 纵、数据维护、控制及保护和数据服务等,是数据库的核心。

数据库管理系统功能:

(1)数据模式定义:即为数据库构建其数据框架;

(2)数据存取的物理构建:为数据模式的物理存取与构建提供有效的存取方法与手段;

(3)数据 *** 纵:为用户使用数据库的数据提供方便,如查询、插入、修改、删除等以及简单的算术运算及统计;

(4)数据的完整性、安生性定义与检查;

(5)数据库的并发控制与故障恢复;

(6)数据的服务:如拷贝、转存、重组、性能监测、分析等。

为完成以上六个功能,数据库管理系统提供以下的数据语言:

(1)数据定义语言:负责数据的模式定义与数据的物理存取构建;

(2)数据 *** 纵语言:负责数据的 *** 纵,如查询与增、删、改等;

(3)数据控制语言:负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、故障恢复等。

数据语言按其使用方式具有两种结构形式:交互式命令(又称自含型或自主型语言)宿主型语言(一般可嵌入某些宿主语言中)。

数据库管理员:对数据库进行规划、设计、维护、监视等的专业管理人员。

数据库系统:由数据库(数据)、数据库管理系统(软件)、数据库管理员(人员)、硬件平台(硬件)、软件平台(软件)五个部分构成的运行实体。

数据库应用系统:由数据库系统、应用软件及应用界面三者组成。

文件系统阶段:提供了简单的数据共享与数据管理能力,但是它无法提供完整的、统一的、管理和数据共享的能力。

层次数据库与网状数据库系统阶段 :为统一与共享数据提供了有力支撑。

关系数据库系统阶段

数据库系统的基本特点:数据的集成性 、数据的高共享性与低冗余性 、数据独立性(物理独立性与逻辑独立性)、数据统一管理与控制。

数据库系统的三级模式:

(1)概念模式:数据库系统中全局数据逻辑结构的描述,全体用户公共数据视图;

(2)外模式:也称子模式与用户模式。是用户的数据视图,也就是用户所见到的数据模式;

(3)内模式:又称物理模式,它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。

数据库系统的两级映射:

(1)概念模式到内模式的映射;

(2)外模式到概念模式的映射。

42 数据模型

数据模型的概念:是数据特征的抽象,从抽象层次上描述了系统的静态特征、动态行为和约束条件,为数据库系统的信息表与 *** 作提供一个抽象的框架。描述了数据结构、数据 *** 作及数据约束。

E-R模型的基本概念

(1)实体:现实世界中的事物;

(2)属性:事物的特性;

(3)联系:现实世界中事物间的关系。实体集的关系有一对一、一对多、多对多的联系。

E-R模型三个基本概念之间的联接关系:实体是概念世界中的基本单位,属性有属性域,每个实体可取属性域内的值。一个实体的所有属性值叫元组。

E-R模型的图示法:(1)实体集表示法; (2)属性表法; (3)联系表示法。

层次模型的基本结构是树形结构,具有以下特点:

(1)每棵树有且仅有一个无双亲结点,称为根;

(2)树中除根外所有结点有且仅有一个双亲。

从图论上看,网状模型是一个不加任何条件限制的无向图。

关系模型采用二维表来表示,简称表,由表框架及表的元组组成。一个二维表就是一个关系。

在二维表中凡能唯一标识元组的最小属性称为键或码。从所有侯选健中选取一个作为用户使用的键称主键。表A中的某属性是某表B的键,则称该属性集为A的外键或外码。

关系中的数据约束:

(1)实体完整性约束:约束关系的主键中属性值不能为空值;

(2)参照完全性约束:是关系之间的基本约束;

(3)用户定义的完整性约束:它反映了具体应用中数据的语义要求。

43关系代数

关系数据库系统的特点之一是它建立在数据理论的基础之上,有很多数据理论可以表示关系模型的数据 *** 作,其中最为著名的是关系代数与关系演算。

关系模型的基本运算:

(1)插入 (2)删除 (3)修改 (4)查询(包括投影、选择、笛卡尔积运算)

44 数据库设计与管理

数据库设计是数据应用的核心。

数据库设计的两种方法:

(1)面向数据:以信息需求为主,兼顾处理需求;

(2)面向过程:以处理需求为主,兼顾信息需求。

数据库的生命周期:需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、编码阶段、测试阶段、运行阶段、进一步修改阶段。

需求分析常用结构析方法和面向对象的方法。结构化分析(简称SA)方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图表达数据和处理过程的关系。对数据库设计来讲,数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。

数据字典是各类数据描述的 ,包括5个部分:数据项、数据结构、数据流(可以是数据项,也可以是数据结构)、数据存储、处理过程。

数据库概念设计的目的是分析数据内在语义关系。设计的方法有两种

(1)集中式模式设计法(适用于小型或并不复杂的单位或部门);

(2)视图集成设计法。

设计方法:E-R模型与视图集成。

视图设计一般有三种设计次序:自顶向下、由底向上、由内向外。

视图集成的几种冲突:命名冲突、概念冲突、域冲突、约束冲突。

关系视图设计:关系视图的设计又称外模式设计。

关系视图的主要作用:

(1)提供数据逻辑独立性;

(2)能适应用户对数据的不同需求;

(3)有一定数据保密功能。

数据库的物理设计主要目标是对数据内部物理结构作调整并选择合理的存取路径,以提高数据库访问速度有效利用存储空间。一般RDBMS中留给用户参与物理设计的内容大致有索引设计、集成簇设计和分区设计。

数据库管理的内容:

(1)数据库的建立;

(2)数据库的调整;

(3)数据库的重组;

(4)数据库安全性与完整性控制;

(5)数据库的故障恢复;

(6)数据库监控。

数据库是将大量数据存入表中工具,由于数据量非常大,而且越来越大,如果数据库设计不好数据就没法用。使用数据是通过“查询”设计来满足数据各种使用需求。ACCESS对象中“表”是存数据的容器、“查询”是设计数据库的目的、“窗体”是为了编制程序处理数据、“报表”是应用扩展、“宏”和“模块”是为了解决一些复杂问题。只要“查询”做得好,数据的价值就能得到充分体现。

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