1.数据

数据（Data）是数据库存储的基本对象，是可以被鉴别的、描述客观事物的符号记录。数据的表现形式有数字、文字、声音、图形和图像等，例如学生的学号、姓名、年龄、照片以及档案记录等。

2.数据处理

数据处理是将收集到的各种形式的数据进行存储、整理、分类、检索、转换和传送等一系列加工，从而获得所需要的、有价值的信息的过程。例如，通过一个人的出生日期可以推算出其年龄。

3.数据库

数据库（DataBase，DB）是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。它不仅包括数据本身还包括数据之间的联系。数据库中的数据按照特定的数据模型进行组织和存储。

4.数据库管理系统

数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）是位于用户和操作系统之间的管理数据库的软件。它在操作系统的支持下，帮助用户创建、组织、使用、管理和维护数据库。Access 2003就是一款优秀的数据库管理系统。

数据库管理系统的基本功能包括：数据定义功能、数据操纵功能、数据库运行控制功能、数据库建立和维护功能以及数据通信功能等。

5.数据库系统

数据库系统（DataBase System，DBS）是具有数据库管理功能的计算机系统。其主要由硬件、软件、数据库和用户（数据库管理员、应用程序员和终端用户）四部分构成。

6.数据模型

数据模型（Data Model，DM）是对客观事物及其联系的数据描述，现实世界中的客观事物在数据库中要用数据模型来抽象、表示和处理。

数据模型按不同应用层次分为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。

（1）概念数据模型

概念数据模型简称概念模型或信息模型，是对现实世界有效和自然地模拟，其与计算机和数据库管理系统无关。它是现实世界的第一层抽象，如图1-1所示。其典型代表就是实体-联系模型（Entity-Relationship Model，E-R模型）。

图1-1 数据模型

概念数据模型的优点在于可以使数据库设计人员在设计数据库初期集中注意力分析数据及其联系，而不必分散精力去考虑计算机系统和DBMS的相关技术问题。它只表示数据库存储哪些数据，至于这些数据在数据库中如何实现存储等问题可以暂不考虑。

概念数据模型接近现实世界，简单、清晰、容易理解，易于向逻辑数据模型转换，而且只有转换成逻辑数据模型才能在DBMS中实现。

（2）逻辑数据模型

逻辑数据模型简称逻辑模型，是计算机和DBMS实际支持的数据模型。逻辑模型可以清楚地表示出数据库中的数据及其结构，它是对现实世界的第二层抽象，如图1-1所示。逻辑模型主要有层次模型、网状模型和关系模型三种。

1）层次模型。数据库系统中最早出现的数据模型就是层次模型，其用树形层次结构来表示实体以及实体之间的联系，如图1-2所示。

图1-2 层次模型

层次模型反映实体间一对多的联系。优点是层次分明，结构清晰；缺点是不能直接反映事物间多对多的联系。

2）网状模型。网状模型是层次模型的拓展，网状模型的节点间可任意发生联系，因而可以表达各种复杂的联系，如图1-3所示。

图1-3 网状模型

网状模型的优点是表达能力强，能反映现实世界事物之间多对多的联系；缺点是在概念上、结构上和使用上都比较复杂，数据独立性差。

3）关系模型。关系模型是目前应用最广泛的一种数据模型，Access采用的就是关系数据模型。关系模型将存放在数据库中的数据和它们之间的联系看做是一张张二维表格。关系模型将在后续章节详细介绍，在此不再赘述。

（3）物理数据模型

物理数据模型简称物理模型，是面向计算机物理表示的模型。它描述了数据是如何在计算机中存储的，如何表达记录结构、记录顺序和访问路径等信息。

7.数据库设计的步骤

数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据。

（1）需求分析阶段

需求分析的任务是明确用户的各种需求，调查、收集、分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。

（2）概念设计阶段

概念设计是把用户的信息需求综合、归纳和抽象，形成一个独立于任何具体DBMS和硬件的概念模型。

（3）逻辑设计阶段

逻辑设计是将概念模型转换成具体的数据库产品支持的逻辑数据模型，再对基本表进行优化，使其在功能、性能、完整性、一致性约束以及数据库扩充性等方面更好地满足用户的各种要求。

（4）物理设计阶段

根据DBMS的特点和处理要求选择最合适的物理存储结构、存取方法和存取路径，为逻辑模型建立一个完整的、能实现的数据库结构。

（5）数据库实施阶段

数据库实施阶段，设计人员依据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制和调试应用程序，组织数据入库并试运行。

（6）数据库运行和维护阶段

数据库应用系统经过试运行后便可正式投入运行。在数据库系统运行过程中必须不断地收集和记录实际系统运行的数据，以便评价数据库系统的性能，进一步调整和修改数据库。

8.E-R模型的相关概念

（1）实体

实体指客观存在并可以相互区别的事物或概念，如学生、教师等实体。同类的多个实体构成实体集，例如计算机学院的学生就是一个实体集。

（2）属性(www.daowen.com)

实体具有的每一个特征称为属性，例如每个学生实体有学号、姓名、性别、籍贯、年龄、系别、专业和班级等属性。

（3）关键字

能唯一地标识实体集中每个实体的属性集合称为关键字（码）。例如学号可以作为学生实体集的关键字，它能唯一地标识学生集中每个学生实体。

（4）域

属性的取值范围称做域，如性别的域为集合{男，女}。

（5）联系

联系是指E-R模型中反映的客观事物（实体）之间的关系。两个实体集之间的联系可以分为三类：

1）一对一联系（1：1）。对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1：1。例如，“厂长”与“工厂”两实体间是一对一联系，一个工厂只有一个厂长，反之，一个厂长只能在一个工厂中任职，如图1-4a所示。

2）一对多联系（1：n）。对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有多个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多联系，记为1：n。例如，“班级”与“学生”两实体间是一对多联系，一个班级由许多学生组成，反之，一个学生只能属于一个班级，如图1-4b所示。

3）多对多联系（m：n）。对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有多个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有多个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m：n。例如，“教师”与“课程”两实体间是多对多联系，一个教师可讲授多门课程，反之，一门课程也可被多名教师讲授，如图1-4c所示。

图1-4 实体集间的联系

a）一对一联系 b）一对多联系 c）多对多联系

9.E-R图符号约定

由E-R模型概念可知，E-R图主要由实体、属性和联系三个要素构成。符号约定如表1-1所示。

表1-1 E-R模型的符号约定

10.概念设计的步骤

概念设计的基本步骤如下。

（1）设计局部E-R图

局部E-R图设计是指确定系统的实体、实体的属性、实体的码、联系、联系的属性以及联系的类型，进而设计相应的E-R模型。

1）确定实体。例如课程管理系统主要有学生、教师和课程三个实体。

2）确定实体的属性及码（码用下画线标出）。一定要区分实体以及实体的属性，设计过程中可参照以下原则：

●属性不再具有需要描述的性质；

●属性必须是不可分的数据项；

●属性不能与其他实体具有联系。

依据以上原则，课程管理系统相关实体的属性、码及E-R图如下。

①学生（学号，姓名，性别，出生日期，专业，联系方式），E-R图如图1-5所示。

图1-5 实体“学生”E-R图

②课程（课程编号，课程名称，学分），E-R图如图1-6所示。

图1-6 实体“课程”E-R图

③教师（教师编号，姓名，性别，职称，所在部门），E-R图如图1-7所示。

图1-7 实体“教师”E-R图

3）确定实体间联系、联系的类型及联系的属性。依据需求分析，考查任意两个实体间是否有联系，若有则进一步确定联系类型。例如，课程管理系统中有学生、课程和教师三个实体，其中存在如下两种联系。

①学生与课程之间是m：n的选修联系，E-R图如图1-8所示。

图1-8 联系“选修”E-R图

②教师与课程之间是m：n的讲授关系，E-R图如图1-9所示。

图1-9 联系“讲授”E-R图

4）合并实体和联系形成局部E-R图。

（2）设计全局E-R图

各局部（分）E-R图设计好后，应该将所有的分E-R图进行综合合并，集成系统完整的E-R图。例如，课程管理系统合并后的全局E-R图如图1-10所示。

图1-10 课程管理系统全局E-R图

概念结构设计是整个数据库设计的关键所在，而E-R模型是描述概念模型的有力工具。