数据库学习汇报,汇报人：米守全,目录,一、数据库的数据模型,二、数据库的完整性,四、Geodatabase,五、结构化的程序设计,三、数据库的完整性,六、数据结构和体系结构,七、互联网+的相关知识,九、类图以及类图关系,十 C/S、B/S和WebGIS区别,八、语义的内涵及应用,一、数据库的数据模型,数据模型是现实世界数据特征的抽象，用于描述一组数据的概念和定义。数据模型是数据库中数据的存储方式，是数据库系统的基础。 数据模型也是数据的加工是一个逐步转化的过程，经历了现实世界、信息世界和计算机世界这3个不同的世界，经历了两级抽象和转换，如图1所示。,现实世界,信息世界 （概念模型）,计算机世界 （数据模型）,图1 数据转换过程,抽象,转换,数据模型分类,概念数据模型,数据模型,逻辑数据模型,物理数据模型,这是面向数据库用户的现实世界的数据模型，主要用来 描述世界的概念化结构，它使数据库的设计人员在设计 的初始阶段，摆脱计算机系统及数据库管理系统的具体 技术问题，集中精力分析数据以及数据之间的联系等。,这是用户在数据库中看到的数据模型，是具体的数据库 管理系统所支持的数据模型，主要有网状数据模型、层 次数据模型和关系数据模型三种类型。,这是描述数据在存储介质上的组织结构的数据模型，它 不但与具体的数据库管理系统有关，而且还与操作系统 和硬件有关。,物理数据模型,概念数据模型,逻辑数据模型,概念数据模型的表示方法,图2 E-R图,概念模型的表示方法很多，其中最著名也是最常用的表示法是E-R方法。它用E-R图来描述现实世界的概念模型。E-R图的主要成分是实体型、属性和联系。 (1) 实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 (2) 属性：用椭圆形表示，并用无向边把实体与属性连接起来。 (3) 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别把菱形与有关实体相连接。如图2所示。,逻辑模型的分类,层次模型是数据库系统最早使用的一种模型，它的 数据结构是一棵“有向树”。根结点在最上端，层 次最高，子结点在下，逐层排列，如图3所示。,层次模型,图3 层次数据模型,网状模型以网状结构表示实体与实体之间的联系。网 中的每一个结点代表一个记录类型，联系用链接指针 来实现。网状模型可以表示多个从属关系的联系，也 可以表示数据间的交叉关系，即数据间的横向关系与 纵向关系，它是层次模型的扩展，如图4所示。,网状模型,图4 网状数据模型,关系模型,图5 关系数据模型,关系模型以二维表结构来表示实体与实体之间的联系，它是以关系数学理论为基础的。关系模型的数据结构是一个“二维表框架”组成的集合，如图5所示。,二、数据库完整性,实体完整性,实体完整性指表中行的完整性。要求表中的所有行都有 唯一的标识符，称为主关键字。主关键字是否可以修改， 或整个列是否可以被删除，取决于主关键字与其他表之 间要求的完整性。,基本关系的所有主关键字对应的主属性都不能取空值，例如，学生选课的关系选课(学号，课程号，成绩)中，学号和课程号共同组成为主关键字，则学号和课程号两个属性都不能为空。因为没有学号的成绩或没有课程号的成绩都是不存在的。,参照完整性,参照完整性属于表间规则。参照完整性则是相关联的两 个表之间的约束，具体的说，就是从表中每条记录外键 的值必须是主表中存在的,因此，如果在两个表之间建立 了关联关系，则对一个关系进行的操作要影响到另一个 表中的记录。,比如在学生选课关系中，学号是学生表主键，课号是课程表主键，学号和课号联合做选课表的主键，这都是实体完整性约束。而选课表中，单独一个学号是外键、参照学生表学号，单独一个课号是外键、参照课程表课号，这都是参照完整性约束。,三、范式理论,构造数据库必须遵循一定的规则。在关系数据库中，这种规则就是范式。范式是符合某一种级别的关系模式的集合。关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。,范式理论概念,范式理论,第一范式,第二范式,第三范式,第一范式,如果关系模式R的每个关系r的属性都是不可分的数据项，那么就称R是第一范式的模式。第一范式是设计数据库表的最低要求，其最主要的特点就是实体的属性不能再分，映射到表中，就是列（或字段）不能再分。一个表中的列是不可再分的（即列的原子字）。,第二范式,如果关系模式R是1NF，且每个非主属性完全函数依赖于任一主键，那么就称R是第二范式的模式。 所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性。,第三范式,如果关系模式R是2NF，且关系模式R中的所有非主属性对任何候选键都不存在传递依赖，则称关系R是属于第三范式的模式。,四、Geodatabase,Geodatabase是ArcInfo8引入的一种全新的面向对象的空间数据模型，是建立在DBMS(数据库管理系统)之上的统一的、智能的空间数据模型。“统一”是指，Geodatabase之前的多个空间数据模型都不能在一个统一的模型框架下对地理空间要素信息进行统一的描述，而Geodatabase做到了这一点；“智能化”是指，在Geodatabase模型中，对空间要素的描述和表达较之前的空间数据模型更接近我们的现实世界，更能清晰、准确地反映现实空间对象的信息。,五、结构化程序设计,结构化程序设计由迪克斯特拉(E.W.dijkstra)在1969年提出，是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块，这样使完成每一个模块的工作变单纯而明确，为设计一些较大的软件打下了良好的基础。,概念,按照结构化程序设计的观点，任何算法功能都可以通过由程序模块组成的三种基本程序结构的组合: 顺序结构、选择结构和循环结构来实现。,结构化程序设计的基本思想是采用“自顶向下，逐步求精“的程序设计方法和“单入口单出口“的控制结构。自顶向下、逐步求精的程序设计方法从问题本身开始，经过逐步细化，将解决问题的步骤分解为由基本程序结构模块组成的结构化程序框图;“单入口单出口“的思想认为一个复杂的程序，如果它仅是由顺序、选择和循环三种基本程序结构通过组合、嵌套构成，那么这个新构造的程序一定是一个单入口单出口的程序。据此就很容易编写出结构良好、易于调试的程序来。,结构化程序设计与面向对象程序设计比较,六、数据结构和体系结构,ArcGIS数据结构,ArcGIS文件分为shapefile,Coverage,Geodatabase这三种。 Shapefile:一种基于文件方式存储GIS数据的文件格式。至少由.shp,.dbf,.shx三个文件作成，是GIS中比较通用的一种数据格式。 Coverage:一种拓扑数据结构，一般的GIS原理书中都有它的原理论述。数据结构复杂，属性缺省存储在Info表中。目前ArcGIS中仍然有一些分析操作只能基于这种数据格式进行操作。 Coverage是一种矢量文件格式，几何和空间拓扑关系存储在二进制文件中，与之相关的属性数据则被存放在INFO表或RDBMS中（PC ArcInfo存储在DBF表中）。,Geodatabase:ArcInfo发展到ArcGIS时候推出的一种数据格式，一种基于RDBMS存储的数据格式，其有两大类：1.Personal Geodatabse 用来存储小数据量数据，存储在Access的mdb格式中。2.ArcSDE Geodatabse 存储大型数据，存储在大型数据库中Oracle,Sql Server,DB2等。可以实现并发操作，不过需要单独的用户许可。,ArcGIS体系结构,七、互联网+相关知识,互联网+,“互联网+”行动计划将重点促进以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产服务业等的融合创新，发展壮大新兴业态，打造新的产业增长点，为大众创业、万众创新提供环境，为产业智能化提供支撑，增强新的经济发展动力，促进国民经济提质增效升级。,案例概述：京东与15余座城市的上万家便利店合作，布局京东小店O2O，京东提供数据支持，便利店作为其末端实现落地;京东与獐子岛集团拓展生鲜O2O （Online To Offline） ，为獐子岛开放端口，獐子岛提供高效的生鲜供应链体系。另外，京东还与服装、鞋帽、箱包、家居家装等品牌专卖连锁店达成优势整合，借此扩充产品线、渠道全面下沉，各连锁门店借助京东精准营销最终实现“零库存”。,京东：“大数据+商品+服务”的O2O模式,所属行业：综合自营+平台电商,点评：京东O2O模式基于线上大数据分析，与线下实体店网络广泛布局、极速配送优势互补。发挥了京东的平台优势、物流优势，跑马圈地，扩大其市场地盘，填补了其用户结构单一的短板，是开拓O2O发展的又一渠道。,八、语义的内涵以及运用,数据的含义就是语义。简单的说，数据就是符号。数据本身没有任何意义，只有被赋予含义的数据才能够被使用，这时候数据就转化为了信息，而数据的含义就是语义。 语义可以简单地看作是数据所对应的现实世界中的事物所代表的概念的含义，以及这些含义之间的关系，是数据在某个领域上的解释和逻辑表示。,语义的内涵,语义具有领域性特征，不属于任何领域的语义是不存在的。对于计算机科学来说，语义一般是指用户对于那些用来描述现实世界的计算机表示（即符号）的解释，也就是用户用来联系计算机表示和现实世界的途径。语义是对数据符号的解释，而语法则是对于这些符号之间的组织规则和结构关系的定义。对于信息集成领域来说，数据往往是通过模式来组织的，数据的访问也是通过作用于模式来获得的，这时语义就是指模式元素（例如类、属性、约束等等）的含义，而语法则是模式元素的结构。,语义的运用,九、类图及类图关系,类图,类图(Class Diagram)是显示出类、接口以及他们之间的静态结构与关系的图。其中最基本的单元是类或接口。 类图不但可以表示类(或者接口)之间的关系，也可以表示对象之间的关系。,类图一般分为几个部分：类名、属性、方法。,类图关系,泛化（Generalization）,关联（Association）,聚合（Aggregation）,组合（Composition）,依赖（Dependency）,泛化（Generalization）,Generalization表示的是类与类之间的继承关系、接口与接口之间的继承关系、类与接口之间的实现关系。其典型类图如下所示：,关联关系描述的是类与类之间的连接，他表示一个类知道另一个类的属性和方法。关联关系可以是单向的或者双向的。在Java语言中，单向的关联关系是通过以实例变量的方式持有被关联对象的引用来实现的。一般来说是不建议使用双向的关联关系的。下面举例介绍单向的关联关系。,关联（Association）,上面的类图表现的是骑手和马之间的关系。Rider中有一个实例变量类型是Horse。,每个连接都会有两个端点，上面的Rider和Horse就是端点，且每个端点都可以有(optional)一个基数(multiplicity)，表示这个类可以有几个实例。这个类似于数据库中的1：n、m：n这些关系。我们可以给上面的例子加上基数：,上面表示的是骑手与马之间的1对n关系。,聚合（Aggregation）,聚合关系是关联关系的一部分，是非常强的关联关系。聚合关系表现的更多的是整体与部分的关系。例如汽车和车门、发动机之间的关系。如图所示：,组合（Composition）,组合关系同样也是关联关系中的一种，这种关系是比聚合关系更加强的关系。我们前面提到，聚合关系表现的是整体与部分之间的关系，组合关系是在聚合关系的基础上，表示不可分割的整体与部分之间的关系。也就是说表示整体的对象需要负责表示部分的对象的生命周期。我们以人和手臂的关系举例，组合关系的类图如下：,依赖（Dependency）,依赖关系表示一个类依赖于另一个类的定义。依赖关系是单方向的。人吃苹果，那么人依赖苹果。类图如下：,一般来说，被依赖的对象往往是以局部变量、方法参数的形式存在于来对象中，与关联关系不同