1、整理課件整理課件第四章第四章地理信息系統空間數據庫地理信息系統空間數據庫整理課件整理課件n第一節空間數據庫概述第一節空間數據庫概述n第二節空間數據庫概念模型設計第二節空間數據庫概念模型設計n第三節空間數據庫邏輯模型設計第三節空間數據庫邏輯模型設計n第四節空間數據庫的物理設計第四節空間數據庫的物理設計n第五節空間數據查詢第五節空間數據查詢n第六節空間元數據第六節空間元數據第四章地理信息系統空間數據庫第四章地理信息系統空間數據庫整理課件整理課件課時安排課時安排 4 4課時課時教學目的要求教學目的要求 1 1、熟悉空間數據庫及其相關概念。、熟悉空間數據庫及其相關概念。2 2、掌握空間數據庫模型設計方

2、法和流程。、掌握空間數據庫模型設計方法和流程。3 3、了解元數據相關概念并認識空間數據庫的發展動態。、了解元數據相關概念并認識空間數據庫的發展動態。教學重點與教學難點教學重點與教學難點 重點重點：空間數據庫的概念、設計流程、元數據空間數據庫的概念、設計流程、元數據 難點難點：空間數據庫的設計空間數據庫的設計第四章地理信息系統空間數據庫第四章地理信息系統空間數據庫整理課件整理課件知識結構知識結構一、什么是空間數據庫？一、什么是空間數據庫？ 概念、發展概念、發展二、空間數據庫系統由哪幾部分組成？二、空間數據庫系統由哪幾部分組成？三、空間數據庫設計的基本過程是什么？三、空間數據庫設計的基本過程是什么

3、？四、空間數據庫如何加以實現和維護？四、空間數據庫如何加以實現和維護？ 第一節第一節 空間數據庫概述空間數據庫概述整理課件整理課件 空間數據庫：空間數據庫：是地理信息系統在計算機物理存儲介質存是地理信息系統在計算機物理存儲介質存儲的與應用相關的地理空間數據的總和，以一系列特定儲的與應用相關的地理空間數據的總和，以一系列特定結構的文件形式組織后存儲在介質上。結構的文件形式組織后存儲在介質上。第一節第一節 空間數據庫概述空間數據庫概述整理課件整理課件第一節第一節 空間數據庫概述空間數據庫概述一、數據管理技術發展階段一、數據管理技術發展階段經歷三個階段：經歷三個階段：n 人工管理人工管理：2020世

4、紀世紀5050年代中期以前。年代中期以前。19461946，第一臺電腦，第一臺電腦ENIACENIAC（Electronic Numerical Integrator and Electronic Numerical Integrator and CalculatorCalculator）在美國賓夕法尼亞大學誕生。計算機主要用）在美國賓夕法尼亞大學誕生。計算機主要用于科學計算，沒有數據管理功能。數據與程序是一個整體于科學計算，沒有數據管理功能。數據與程序是一個整體，數據只為本程序所使用，不能共享。，數據只為本程序所使用，不能共享。整理課件整理課件n 文件管理文件管理：2020世紀世紀5050年

5、代后期至年代后期至6060年代中期。計算機用年代中期。計算機用于科學計算，也用于數據管理。于科學計算，也用于數據管理。數據以文件形式長期保存數據以文件形式長期保存在磁盤上。但文件之間相互獨立、缺乏聯系。數據重復產在磁盤上。但文件之間相互獨立、缺乏聯系。數據重復產生冗余。文件建立、存取、查詢、插入、刪除、修改等操生冗余。文件建立、存取、查詢、插入、刪除、修改等操作都要用程序實現。作都要用程序實現。n 數據庫管理數據庫管理：6060年代后期以來。程序和數據的聯系通過年代后期以來。程序和數據的聯系通過數據庫管理系統數據庫管理系統實現。數據不再面向特定的某個或多個應實現。數據不再面向特定的某個或多個應

6、用，而是面向整個應用系統。用，而是面向整個應用系統。數據冗余少數據冗余少，實現了數據的實現了數據的集成和共享集成和共享。用戶可以使用查詢語言或終端命令操作數據。用戶可以使用查詢語言或終端命令操作數據庫。庫。整理課件整理課件GISGIS應用軟件應用軟件空間分析功能空間分析功能空間數據空間數據文件文件屬性處理功能屬性處理功能屬性數據屬性數據文件文件GISGIS應用軟件應用軟件空間分析功能空間分析功能空間數據空間數據文件文件屬性處理功能屬性處理功能空間數據管理空間數據管理數據庫管理數據庫管理屬性數據庫屬性數據庫1 1初級式的管理模式初級式的管理模式2 2混合式的管理模式混合式的管理模式從文件發展到數

7、據庫經歷的四個階段從文件發展到數據庫經歷的四個階段整理課件整理課件GISGIS應用軟件應用軟件空間分析功能空間分析功能屬性處理功能屬性處理功能空間屬性數據庫空間屬性數據庫空間數據庫引擎空間數據庫引擎通用數據庫管理系統通用數據庫管理系統GISGIS應用軟件應用軟件空間分析功能空間分析功能屬性處理功能屬性處理功能空間屬性數據庫空間屬性數據庫特定的空間屬性數據庫管理系統特定的空間屬性數據庫管理系統3 3擴展式的管理模式擴展式的管理模式4 4集成式的管理模式集成式的管理模式整理課件整理課件一個一個完整的數據庫系統完整的數據庫系統應當包括三個組成部分：應當包括三個組成部分：空間數據庫應用系統空間數據庫應

8、用系統空間數據庫管理系統空間數據庫管理系統空間數據庫存儲系統空間數據庫存儲系統GISGIS應用應用1 1GISGIS應用應用2 2空間數據庫管理系統空間數據庫管理系統空間數據庫存儲空間數據庫存儲空間數據庫系統的組成空間數據庫系統的組成二、空間數據庫系統的組成二、空間數據庫系統的組成整理課件整理課件（1 1）空間數據庫存儲系統）空間數據庫存儲系統 空間數據庫存儲系統空間數據庫存儲系統是是GISGIS在計算機物理存儲介質上存儲在計算機物理存儲介質上存儲的與應用相關的地理的與應用相關的地理空間數據的總和空間數據的總和。 一般以一系列特定結構的一般以一系列特定結構的文件文件形式存儲在硬盤、光盤等形式存

9、儲在硬盤、光盤等介質上。介質上。整理課件整理課件（2 2）空間數據庫管理系統）空間數據庫管理系統 指能夠對介質上存儲的地理空間數據進行語義和邏輯指能夠對介質上存儲的地理空間數據進行語義和邏輯上的上的定義定義，提供，提供空間數據查詢、檢索、存取、維護和更新空間數據查詢、檢索、存取、維護和更新功能的功能的軟件系統軟件系統。 整理課件整理課件（3 3）空間數據庫應用系統）空間數據庫應用系統 指由指由GISGIS的的空間分析模型和應用模型所組成的計算機應空間分析模型和應用模型所組成的計算機應用系統用系統。是提供數據庫訪問功能的應用軟件，由數據庫系統、。是提供數據庫訪問功能的應用軟件，由數據庫系統、應用

10、程序系統、用戶組成的，具體包括：數據庫、數據庫管應用程序系統、用戶組成的，具體包括：數據庫、數據庫管理系統、數據庫管理員、硬件平臺、軟件平臺、應用軟件、理系統、數據庫管理員、硬件平臺、軟件平臺、應用軟件、應用界面。應用界面。 可以管理空間數據，運可以管理空間數據，運用空間數據進行分析和決策。用空間數據進行分析和決策。 整理課件整理課件三、空間數據庫的設計三、空間數據庫的設計p 空間數據庫的設計的實質空間數據庫的設計的實質就是將地理空間實體以一定就是將地理空間實體以一定組組織形式織形式在數據庫系統中加以在數據庫系統中加以表達表達的過程。的過程。p 空間數據模型空間數據模型是對空間實體進行描述和表

11、達的手段。具是對空間實體進行描述和表達的手段。具體地說，數據庫的體地說，數據庫的數據結構數據結構、操作集合操作集合和和完整性約束規完整性約束規則集合則集合組成了數據庫的數據模型組成了數據庫的數據模型p 空間數據庫設計最終歸結為空間數據庫設計最終歸結為空間數據模型設計。空間數據模型設計。整理課件整理課件空間數據設計的過程和步驟空間數據設計的過程和步驟需求分析需求分析概念設計概念設計邏輯設計邏輯設計物理設計物理設計數據庫數據庫數據庫的數據庫的概念模型概念模型數據庫的數據庫的邏輯模型邏輯模型數據庫的數據庫的存儲模型存儲模型現實世界現實世界信息世界信息世界計算機世界計算機世界地理現象地理現象和過程和過

12、程整理課件整理課件 1 1、空間數據庫設計步驟：、空間數據庫設計步驟：（1 1）需求分析：）需求分析：系統分析特定的專業應用需求。系統分析特定的專業應用需求。（2 2）概念設計：）概念設計：把用戶的需求加以解釋，并用概念模型表把用戶的需求加以解釋，并用概念模型表達出來。概念模型是對現實世界的達出來。概念模型是對現實世界的抽象抽象。主要描述數據及其。主要描述數據及其之間的語義關系。如實體之間的語義關系。如實體- -聯系模型、面向對象數據模型。聯系模型、面向對象數據模型。模擬現實世界；模擬現實世界；便于用戶理解；便于用戶理解；便于在計算機上便于在計算機上實現；實現；整理課件整理課件（3 3）邏輯設

13、計：）邏輯設計：把把概念模型概念模型利用數據庫管理系統提供的利用數據庫管理系統提供的工具工具映射映射為計算機中數據庫管理系統所支持的為計算機中數據庫管理系統所支持的數據模型數據模型。如實體如實體- -聯系模型轉換成聯系模型轉換成關系數據庫模型關系數據庫模型。（4 4）物理設計：）物理設計：數據庫的邏輯模型在實際數據庫的邏輯模型在實際物理物理存儲設備存儲設備上加以實現，建立物理數據庫。上加以實現，建立物理數據庫。整理課件整理課件2 2、空間數據庫設計的原則、空間數據庫設計的原則n盡量減少空間數據存儲的冗余量盡量減少空間數據存儲的冗余量n提供穩定的空間數據結構提供穩定的空間數據結構n滿足用戶對空間

14、數據及時訪問的需求，并能高效地提供用滿足用戶對空間數據及時訪問的需求，并能高效地提供用戶所需的空間數據查詢結果戶所需的空間數據查詢結果n在數據元素間維持復雜的聯系，以反映空間數據的復雜性在數據元素間維持復雜的聯系，以反映空間數據的復雜性n支持多種多樣的決策需要，具有較強的應用適用性支持多種多樣的決策需要，具有較強的應用適用性整理課件整理課件四、四、 空間數據庫的實現和維護空間數據庫的實現和維護 1 1、空間數據庫的實現、空間數據庫的實現n建立實際的空間數據庫結構建立實際的空間數據庫結構n裝入試驗性的空間數據對應用程序進行測試，以確認裝入試驗性的空間數據對應用程序進行測試，以確認其功能和性能是否

15、滿足設計要求，并檢查對數據庫空其功能和性能是否滿足設計要求，并檢查對數據庫空間的占有情況間的占有情況n裝入實際的空間數據，即數據庫的加載，建立起實際裝入實際的空間數據，即數據庫的加載，建立起實際運行的空間數據庫運行的空間數據庫整理課件整理課件 2 2、相關的其他設計、相關的其他設計n 空間數據庫的再組織設計空間數據庫的再組織設計n 故障恢復方案設計故障恢復方案設計n 安全性考慮安全性考慮n 事務控制事務控制四、四、 空間數據庫的實現和維護空間數據庫的實現和維護整理課件整理課件 3 3、空間數據庫的運行和維護、空間數據庫的運行和維護n 維護空間數據庫的安全性和完整性維護空間數據庫的安全性和完整性

16、n 監測并改善數據庫性能監測并改善數據庫性能n 增加新的功能增加新的功能n 修改錯誤修改錯誤四、四、 空間數據庫的實現和維護空間數據庫的實現和維護整理課件整理課件p 一、數據管理技術發展階段一、數據管理技術發展階段p 二、空間數據庫系統的組二、空間數據庫系統的組p 三、空間數據庫的設計三、空間數據庫的設計p 四、空間數據庫的實現和維護四、空間數據庫的實現和維護內容小結內容小結整理課件整理課件知識結構知識結構一、什么傳統數據模型？一、什么傳統數據模型？二、什么是語義數據模型？二、什么是語義數據模型？三、什么是面向對象數據模型？三、什么是面向對象數據模型？四、三種不同的概念模型的區別表現在哪些方面

17、？四、三種不同的概念模型的區別表現在哪些方面？ 第二節第二節 空間數據庫概念模型設計空間數據庫概念模型設計整理課件整理課件l 概念模型要反映概念模型要反映GISGIS需求。需求。l 對對現象世界認識與抽象現象世界認識與抽象，包括：特征描述、包括：特征描述、關系關系分析、過分析、過程模擬等，程模擬等，用用概念化模型概念化模型表達。表達。l 概念模型必須具備概念模型必須具備豐富的語義表達能力豐富的語義表達能力，易于設計人員交，易于設計人員交流和理解，修改，向各種模型轉換等特點。流和理解，修改，向各種模型轉換等特點。常用概念模型：常用概念模型：（1 1）傳統數據模型）傳統數據模型（層次模型、網狀模型

18、、關系模型）層次模型、網狀模型、關系模型）（2 2）語義數據模型）語義數據模型（3 3）面向對象數據模型）面向對象數據模型 第二節第二節 空間數據庫概念模型設計空間數據庫概念模型設計整理課件整理課件一、傳統的數據模型一、傳統的數據模型 層次模型、網狀模型和關系模型層次模型、網狀模型和關系模型 整理課件整理課件層次數據模型層次數據模型樹數據結構。數據關系是一對多（樹數據結構。數據關系是一對多（1 1：N N）。）。 優點優點：層次分明、結構清晰、易理解。層次分明、結構清晰、易理解。缺點缺點：冗余度大，不適于表示數據的拓樸關系。冗余度大，不適于表示數據的拓樸關系。 整理課件整理課件網狀數據模型網狀

19、數據模型 圖數據結構。表達數據關系是多對多（圖數據結構。表達數據關系是多對多（M M：N N）。）。 同層次模型相比：同層次模型相比：優點優點：壓縮了數據量。：壓縮了數據量。缺點缺點：數據之間的聯系通過指針表示，指針數據項使數據量：數據之間的聯系通過指針表示，指針數據項使數據量大大增加。大大增加。 整理課件整理課件關系數據模型關系數據模型 實體本身的信息以及實體之間的聯系均表現為實體本身的信息以及實體之間的聯系均表現為二維表。二維表。在數學上把這種二維表叫做在數學上把這種二維表叫做“關系關系”。這些關系表的集合。這些關系表的集合就構成了就構成了關系模型關系模型。優點優點：數據結構簡單、清晰，能

20、處理多對多關系。：數據結構簡單、清晰，能處理多對多關系。缺點缺點：當涉及的目標很多時，查找操作時間長，效率低。：當涉及的目標很多時，查找操作時間長，效率低。 整理課件整理課件二、二、 語義數據模型語義數據模型 語義模型的語義模型的模型結構模型結構是由是由若干種抽象組成若干種抽象組成，用這些抽用這些抽象來象來描述空間實體描述空間實體的基本語義特征，再根據語義模型結構的基本語義特征，再根據語義模型結構規則規則把這些抽象結合把這些抽象結合起來形成模型。模型形成起來形成模型。模型形成空間實體類空間實體類別別以及這些類別之間的以及這些類別之間的關聯關聯。 最常用語義模型是最常用語義模型是實體實體- -聯

21、系模型聯系模型（Entity-Entity-Relationship model,E-RRelationship model,E-R模型）模型） E-R E-R模型的模型的3 3個語義概念：個語義概念：n實體實體n聯系聯系n屬性屬性整理課件整理課件n實體實體：對客觀存在的起獨立作用的：對客觀存在的起獨立作用的事物事物的一種的一種抽象抽象。 用用矩形矩形符號表示。包括：符號表示。包括： 點點 (point) 線（線（polyline） 面（面（polygon） 體（體（polyhedra） n聯系聯系：實體間實體間有意義的相互作用或有意義的相互作用或對應關系對應關系。 用用菱形菱形符號表示。包括

22、：符號表示。包括： 1:11:1、1:N1:N、M:NM:N三種類型。三種類型。 實體和聯系之間用線段連接。實體和聯系之間用線段連接。n屬性屬性：對實體和聯系：對實體和聯系特征特征的描述。屬性用的描述。屬性用橢圓橢圓表示。表示。 屬性和實體、聯系之間也用線段連接。屬性和實體、聯系之間也用線段連接。整理課件整理課件語義數據模型語義數據模型實體聯系模型實體聯系模型n采用采用E-RE-R模型進行數據庫的概念設計步驟：模型進行數據庫的概念設計步驟：n設計局部的設計局部的E-RE-R模型模型n設計全局的設計全局的E-RE-R模型模型n全局全局E-RE-R模型的優化模型的優化整理課件整理課件整理課件整理課

23、件整理課件整理課件 E-R E-R模型的模型的優點優點：接近人的思想接近人的思想，易于理解。同時，與，易于理解。同時，與計算機具體的實現無關，是一種計算機具體的實現無關，是一種很好的數據庫概念設計方法很好的數據庫概念設計方法。 由于由于E-RE-R模型與計算機無關，所以沒有一個數據庫系統模型與計算機無關，所以沒有一個數據庫系統直接支持直接支持E-RE-R模型的實現。模型的實現。 所以，一般用所以，一般用E-RE-R模型設計數據庫的模型設計數據庫的概念模型概念模型。然后，。然后，在在邏輯設計邏輯設計階段，把階段，把E-RE-R模型模型轉換轉換成計算機能夠實現的成計算機能夠實現的數據模數據模型型，

24、如關系數據模型。，如關系數據模型。 整理課件整理課件三、三、 面向對象的數據模型面向對象的數據模型1 1、基本概念、基本概念l對象對象：對現實世界中一個：對現實世界中一個事物事物的抽象或模型化表達。的抽象或模型化表達。自身狀自身狀態內在功能（客體數據對數據的操作）。一個對象具有一態內在功能（客體數據對數據的操作）。一個對象具有一個唯一的名稱標識。個唯一的名稱標識。l類類：多個對象共同特征多個對象共同特征的抽象概括。的抽象概括。l實例實例：某類的一個具體對象。：某類的一個具體對象。l消息消息：對象之間相互請求或相互協作的唯一途經和通信形式。：對象之間相互請求或相互協作的唯一途經和通信形式。l方法

25、方法：對象收到消息后應采取的動作系列的描述。：對象收到消息后應采取的動作系列的描述。整理課件整理課件n2 2、封裝和消息傳遞、封裝和消息傳遞 封裝性：系統把屬性值和方法封裝在一個對象中，對封裝性：系統把屬性值和方法封裝在一個對象中，對象內部的信息是隱藏的。封裝的象內部的信息是隱藏的。封裝的目的在于目的在于使對象的使用和使對象的使用和現實分開，使用者不必知道方法操作實現的細節，只需用現實分開，使用者不必知道方法操作實現的細節，只需用消息來訪問對象。消息來訪問對象。 這種數據與操作統一的建模方法增強了系統的可維護這種數據與操作統一的建模方法增強了系統的可維護性和易修改性。性和易修改性。三、面向對象

26、的數據模型三、面向對象的數據模型整理課件整理課件n3 3、繼承及類之間的層次關系、繼承及類之間的層次關系曲線對象類曲線對象類曲面對象類曲面對象類直線段對象類直線段對象類多邊形對象類多邊形對象類超類或基類超類或基類子類或派生類子類或派生類對象類的單繼承和多繼承及其層次結構對象類的單繼承和多繼承及其層次結構 通過繼承，使得某類對象可以自然地擁有另一類對象通過繼承，使得某類對象可以自然地擁有另一類對象的某些特征和功能。繼承包括的某些特征和功能。繼承包括單繼承單繼承和和多繼承多繼承。整理課件整理課件n4 4、功能重載和多態性、功能重載和多態性多邊形對象多邊形對象Draw(mapfile)Draw(da

27、tabase)多邊形對象多邊形對象Draw弧段對象弧段對象Draw空間對象空間對象Draw圖形文件圖形文件 數據庫數據庫面向對象的功能重載和多態面向對象的功能重載和多態n重載重載：這實現特定功能的方法不僅以名稱來區分，還可：這實現特定功能的方法不僅以名稱來區分，還可以用它所帶來的的參數來區別；以用它所帶來的的參數來區別；n多態多態：指同一個消息可以根據發送消息對象的不同采用：指同一個消息可以根據發送消息對象的不同采用多種不同的行為方式。多種不同的行為方式。整理課件整理課件n5 5、概括和聚集、概括和聚集空間對象類空間對象類多邊形對象類多邊形對象類弧段對象類弧段對象類圖層對象類圖層對象類多邊形對

28、象類多邊形對象類弧段對象類弧段對象類1+1+1+1+is-part-ofis-part-ofis-ais-a對象類的概括與聚集對象類的概括與聚集n概括概括：把一組相同特征和操作的類歸納為在一個更一般：把一組相同特征和操作的類歸納為在一個更一般的超類中；的超類中；n聚集聚集：反映了嵌套對象的概念，即是由一些其他對象組：反映了嵌套對象的概念，即是由一些其他對象組成的，用來描述更高層次對象的一種形式。成的，用來描述更高層次對象的一種形式。整理課件整理課件n6 6、空間數據庫對象模型、空間數據庫對象模型整理課件整理課件ORMORM：即：即對象角色建模對象角色建模，是運用面向對象的原理進行數據庫，是運用

29、面向對象的原理進行數據庫概念建模的軟件工程方法。概念建模的軟件工程方法。ORMORM圖：用圖形符號的形式表現對象角色建模的結果。圖：用圖形符號的形式表現對象角色建模的結果。n對象類型：表示實際對象或概念的類型對象類型：表示實際對象或概念的類型n實體對象類型：由實際事物組成的對象類型實體對象類型：由實際事物組成的對象類型n值對象類型：由數字或字符串組成的數字類型值對象類型：由數字或字符串組成的數字類型n謂詞：描述由對象類型扮演的角色的事實的一部分謂詞：描述由對象類型扮演的角色的事實的一部分n約束：唯一性約束，強制性約束，用來規定數據的關系約束：唯一性約束，強制性約束，用來規定數據的關系7、ORM

30、圖圖整理課件整理課件PolygonPolygonSpatial_ObjSpatial_ObjPolygon_IDPolygon_ID具有具有/ /屬于屬于ORMORM圖一個事實的示例圖一個事實的示例整理課件整理課件知識結構知識結構一、什么傳統數據模型？一、什么傳統數據模型？二、什么是語義數據模型？二、什么是語義數據模型？三、什么是面向對象數據模型？三、什么是面向對象數據模型？四、三種不同的概念模型的區別表現在哪些方面？四、三種不同的概念模型的區別表現在哪些方面？ 內容小結內容小結整理課件整理課件第三節第三節 空間數據庫邏輯模型設計空間數據庫邏輯模型設計知識結構知識結構一、什么關系數據模型？一、

31、什么關系數據模型？二、關系數據庫模型的規范化體現？二、關系數據庫模型的規范化體現？三、三、E-RE-R模型轉換為關系數據模型的方式？模型轉換為關系數據模型的方式？整理課件整理課件 一、關系數據模型一、關系數據模型 在關系模型中，數據的邏輯結構為滿足一定條件的在關系模型中，數據的邏輯結構為滿足一定條件的二二維表維表，表具有固定的列數和任意的行數，在數學上稱為，表具有固定的列數和任意的行數，在數學上稱為“關系關系”。 二維表是同類實體的各種屬性的集合，每個實體對應二維表是同類實體的各種屬性的集合，每個實體對應于表中的一行，相當于通常的一個記錄；表中的列表示屬于表中的一行，相當于通常的一個記錄；表中

32、的列表示屬性，相當于通常記錄中的一個數據項。這種滿足一定條件性，相當于通常記錄中的一個數據項。這種滿足一定條件的規范化關系的集合，就構成了關系模型。的規范化關系的集合，就構成了關系模型。 第三節第三節 空間數據庫邏輯模型設計空間數據庫邏輯模型設計整理課件整理課件整理課件整理課件二、關系數據庫模型中數據的完整性規則二、關系數據庫模型中數據的完整性規則主鍵主鍵：用以保證表中每個記錄互不相同，一個表只能有一：用以保證表中每個記錄互不相同，一個表只能有一個主鍵。個主鍵。實體完整性規則實體完整性規則：一個表的主鍵值不能重復，也不能為空。：一個表的主鍵值不能重復，也不能為空。參照完整性規則參照完整性規則：

33、“一對多一對多”關系中，關系中，“一一”表的主鍵字表的主鍵字段必然會出現在段必然會出現在“多多”表中，成為聯系兩個或多個表的紐表中，成為聯系兩個或多個表的紐帶。帶?！岸喽唷北碇谐霈F的這個字段被稱為外鍵。表中出現的這個字段被稱為外鍵。域的完整性規則域的完整性規則：將某些字段的值限制在合理的范圍內。：將某些字段的值限制在合理的范圍內。整理課件整理課件三、關系數據庫模型中關系模式的規范化三、關系數據庫模型中關系模式的規范化第一范式：第一范式：每個記錄的每個字段都只能包含一個數據。每個記錄的每個字段都只能包含一個數據。學號學號姓名姓名班級班級00010001小紅小紅高三年高三年1 1班班學號學號姓名姓

34、名年級年級班級班級00010001小紅小紅高三年高三年1 1班班eg:班級：高三年1班，應改為2個字段，一個年級、一個班級，才滿足第一范式不滿足第一范式改成egeg班級班級：高三年：高三年1 1班，應改為班，應改為2 2個字段，一個年級、一個字段，一個年級、一個班級，才滿足第一范式。個班級，才滿足第一范式。整理課件整理課件三、關系數據庫模型中關系模式的規范化三、關系數據庫模型中關系模式的規范化2. 2. 第二范式第二范式：表中任意一個字段完全依賴于同一個主字段。：表中任意一個字段完全依賴于同一個主字段。eg:eg:比如不符合第二范式比如不符合第二范式學生證名稱學生證名稱 學生證號學生證號 學生

35、證辦理時間學生證辦理時間借書證名稱借書證名稱 借書證號借書證號 借書證辦理時間借書證辦理時間 學生證表學生證表學生證學生證學生證號學生證號學生證辦理時間學生證辦理時間 書證書證借書證號借書證號借書證辦理時間借書證辦理時間 借書證表借書證表整理課件整理課件三、關系數據庫模型中關系模式的規范化三、關系數據庫模型中關系模式的規范化3. 3. 第三范式第三范式：在滿足第二范式的前提下，非主關鍵字段不：在滿足第二范式的前提下，非主關鍵字段不能傳遞依賴于主關鍵字段。能傳遞依賴于主關鍵字段。eg:eg:爸爸資料表爸爸資料表爸爸爸爸兒子兒子女兒女兒女兒的小熊女兒的小熊女兒的海綿寶寶女兒的海綿寶寶 爸爸兒子兒子

36、女兒女兒 女兒女兒女兒的小熊女兒的小熊女兒的海綿寶寶女兒的海綿寶寶 爸爸信息表爸爸信息表女兒信息表女兒信息表整理課件整理課件初始模式的形成：初始模式的形成：E-RE-R模型轉換為關系數據庫模型模型轉換為關系數據庫模型規范化處理：規范化處理：消除異常，改善完整性、一致性和存儲效消除異常，改善完整性、一致性和存儲效率。率。模式評價：模式評價：根據定量分析和性能測試對數據庫結構做出根據定量分析和性能測試對數據庫結構做出評價；評價；模式優化：模式優化：利用數據庫管理系統提供的功能，對模式進利用數據庫管理系統提供的功能，對模式進行優化，但不改變數據庫的信息。行優化，但不改變數據庫的信息。四、空間數據庫邏

37、輯設計的步驟和內容四、空間數據庫邏輯設計的步驟和內容整理課件整理課件轉換規則：轉換規則：l一個一個實體實體類型轉換成一個類型轉換成一個關系模式關系模式，實體的，實體的屬性屬性就是關系就是關系的屬性，實體的關鍵字就是關系的的屬性，實體的關鍵字就是關系的關鍵字關鍵字。教師教師（姓名、（姓名、學歷）學歷）l一個一個聯系聯系類型轉換成一個類型轉換成一個關系模式關系模式，參與該聯系的各實體，參與該聯系的各實體的關鍵字以及聯系的屬性轉換成關系的屬性。的關鍵字以及聯系的屬性轉換成關系的屬性。教師教師課程課程班級班級五、五、E-RE-R模型轉換為關系數據庫模型模型轉換為關系數據庫模型整理課件整理課件E-R模型

38、模型 整理課件整理課件E-RE-R概念模型轉換成關系模型：概念模型轉換成關系模型： 1) 1) 院長院長 （實體）（實體）學院學院編號編號學院名稱學院名稱學院地址學院地址院長院長編號編號1 1環科院環科院學學6 61 12 2信息院信息院學學4-54-52 2 2) 2) 學院學院- -院長院長 （聯系）（聯系）院長院長編號編號姓名姓名電話號碼電話號碼辦公室辦公室1 1王兵王兵6374045163740451學學650165012 2張明張明6374216263742162信信53025302 整理課件整理課件3 3）教師）教師- -學院學院（聯系）（聯系）教工教工號號姓名姓名學歷學歷工資工資

39、電話電話學院學院編號編號200501200501李江李江博士博士400040001234561234561 1 整理課件整理課件4 4）課表）課表- -教師教師（聯系）（聯系）課程課程號號教工教工號號學時數學時數時間時間地點地點45012450122005012005016464200509200509教教23052305 5 5）學生）學生（實體）（實體）學號學號姓名姓名身份證號身份證號性別性別出生年月出生年月體重體重200501200501張三張三123456789123456789400040001234561234566060 整理課件整理課件6 6）學生）學生- -課程課程（聯系）（

40、聯系）學號學號課程課程號號分數分數20050120050145012450128989 整理課件整理課件內容小結內容小結 關系數據模型的概念結構關系數據模型的概念結構 關系數據庫模型的規范化表現關系數據庫模型的規范化表現 E-R E-R模型轉換為關系數據模型的方式模型轉換為關系數據模型的方式整理課件整理課件知識結構知識結構一、物理設計的內容包括哪些？一、物理設計的內容包括哪些？第四節第四節 空間數據庫的物理設計空間數據庫的物理設計整理課件整理課件第四節第四節 空間數據庫的物理設計空間數據庫的物理設計物理設計包括：物理設計包括：l 結構設計：結構設計：把數據庫邏輯設計的模型映射為把數據庫邏輯設計的模型映射為關系數據庫關系數據庫的物的物理結構，結構設計主要包括：理結構，結構設計主要包括：存儲記錄的格式設計存儲記錄的格式設計、存儲方法存儲方法設計設計和和訪問方法設計訪問方法設計。l 約束設計：約束設計：數據庫的數據庫的完整性和安全性措完整性和安全性措施設計；施設計；l 應用設計：應用設計：查詢設計、查詢設計、人機界