1、第13章 數據庫設計和ER模型 .本章重要概念 1DBS生存期及其7個階段的義務和任務，DBD過程的輸入和輸出。2概念設計的重要性、主要步驟。邏輯設計階段的主要步驟。3ER模型的根本元素，屬性的分類，聯絡的元數、連通詞、基數。采用ER方法的概念設計步驟。4ER模型到關系模型的轉換規那么。采用ER方法的邏輯設計步驟。5ER模型的擴展：弱實體，超類和子類。 .主要內容和學習要求數據庫設計概述了解數據庫設計的全過程領會 ER模型 綜合運用 ER模型到關系模型的轉換綜合運用ER模型實例分析 了解ER模型的擴展 了解小結 .13.1 數據庫設計概論之一軟件工程 人們以為，應該用科學知識、工程方面的紀律指

2、點軟件開發的過程，以提高軟件質量和開發效率，降低開發本錢 。軟件生存期從軟件的規劃、研制、實現、投入運轉后的維護，直到它被新的軟件所取代而停頓運用的整個期間。數據庫工程 數據庫系統生存期數據庫運用系統從開場規劃、設計、實現、維護到最后被新的系統取代而停頓運用的整個期間。 數據庫設計的輸入輸出隸屬關系.規劃需求分析系統設計 程序編制 調試 運轉維護 運轉和維護 實現 物理設計邏輯設計概念設計需求分析規劃軟件生存期數據庫生存期.DBMS特征 處置需求 數據庫設計的輸入輸出第1步 規劃 第2步需求分析 第3步概念設計 第4步邏輯設計 第5步物理設計 總體信息需求 硬件和OS特征 信息構造獨立于硬件、

3、軟件 需求闡明書 邏輯數據庫構造(DBMS能處置的)運用程序闡明書物理數據庫構造 .主要內容13.1 數據庫設計概述13.2 數據庫設計的全過程13.3 ER模型13.4 ER模型到關系模型的轉換13.5 ER模型實例分析13.6 ER模型的擴展小結 .13.2.1 規劃階段目的規劃階段的三個步驟系統調查：對企業組織作全面的調查，畫出組織層次圖，以了解企業的組織構造。可行性分析：從技術、經濟、效益、法律等族方面對建立數據庫的可行性進展分析；寫出可行性分析報告；組織專家進展討論其可行性。確定數據庫系統的總目的和制定工程開發方案。.13.2.2 需求分析目的需求分析任務四步分析用戶活動產生，產生業

4、務流程圖。確定系統范圍，產生系統范圍圖。分析用戶活動涉及的數據， 產生數據流圖。分析系統數據，產生數據字典。.13.2.3 概念設計目的為什么需求概念設計概念設計的主要步驟進展數據籠統，設計部分概念方式將部分概念方式綜合成全局概念方式評審.概念方式概念要求1概念要求2概念要求3運用1運用1運用1映象映象轉換綜合運用3運用2運用1外方式2內方式邏輯方式外方式1外方式3DB圖13.2 數據庫的各級方式.13.2.4 邏輯設計目的邏輯設計步驟導出初始DBMS方式闡明概念方式子方式設計運用程序設計草圖方式評價處置終了方式需求修正方式修正進入物理設計階段前往到前面階段圖13.3 邏輯設計步驟是 是 否否

5、.13.2.5 物理設計目的什么是數據庫的物理構造物理設計的步驟存儲記錄構造設計 確定數據存放位置 存取方法的設計 完好性和平安性思索 程序設計 .13.2.6 數據庫的實現目的實現數據庫應做的主要任務用DDL定義數據庫構造；組織數據入庫；對數據量不大的小型系統人工：挑選數據；轉換數據格式；輸入數據；校驗數據。對大中型系統自動：挑選數據；輸入數據；校驗數據；轉換數據；綜合數據。編制與調試運用程序；數據庫試運轉。功能測試性能測試時空代價 .13.2.7 數據庫的運轉與維護任務 數據庫的轉儲和恢復 數據庫平安性、完好性控制 數據庫性能的監視、分析和改良 數據庫的重組織和重構造 .主要內容13.1

6、數據庫設計概述13.2 數據庫設計的全過程13.3 ER模型13.4 ER模型到關系模型的轉換13.5 ER模型實例分析13.6 ER模型的擴展小結 .13.3.1 ER模型概述什么是ER模型ER模型的歷史ER模型的根本元素實體聯絡屬性例子實體聯絡屬性ER模型圖例老師學生教mn學號姓名專業班級職稱性別姓名職號.13.3.2 屬性的分類根本屬性和復合屬性單值屬性和多值屬性多值屬性的處置將原來的多值屬性用幾個新的單值屬性來表示。 將原來的多值屬性用一個新的實體類型表示 導出屬性空值圖13.4 地址屬性的層次構造郵政編碼省市名地 址區 名街 道家庭地址門牌號碼圖13.5 多值屬性的表示零件編碼零 件

7、零件名供應商規格進貨價錢銷售價錢價錢圖13.8 導出屬性的表示工號職 工姓名根本工資獎金房租實發工資圖13.6 多值屬性的變換1零件編碼零 件零件名供應商規格進貨價錢經銷價錢代銷價錢零售價錢零售價錢圖13.7 多值屬性的變換2零件編碼零 件零件名供應商規格進貨價錢銷售性質價錢售貨價錢存在銷售價錢1N零件編碼.13.3.3 聯絡的設計之一 聯絡集 聯絡集是nn2個實體集上的數學關系，這些實體集不用互異。假設E1，E2，En為n個實體集，那么聯絡集R是(e1，e2，en|e1E1 ,e2E2，enEn的一個子集，而e1，e2，en是一個聯絡。 聯絡的元數 一個聯絡涉及到的實體集個數 聯絡的連通詞

8、聯絡涉及到的實體集之間實體對應的方式 實體的基數 有兩個實體集E1和E2，E1中每個實體與E2中有聯絡實體的數目的最小值min和最大值max，稱為E1的基數，用min，max方式表示 問題：運發動根據其得分來排定名次。在名次陳列中，排在他前面只需一個人排在他后面也只需一個人 運發動編號姓名性別名次順序11圖13.9 一元聯絡中的1:1聯絡 職工之間的上下級聯絡 職工工號姓名年齡性別指點1N圖13.10 一元聯絡中的1:N聯絡 工廠的零件之間存在著組合關系，一種零件由許多種子零件組成，而一種零件也可以是其他零件的子零件 零件零件號零件名規格數量組成MN圖13.11 一元聯絡中的M:N聯絡 某商業

9、集團中，商店、倉庫、商品之間的進貨聯絡 圖13.12 三元聯絡中的M:N:P聯絡 倉庫商品商店倉庫號倉庫名地址數量商店號商品名商品號商店名日期進貨MNP學校里規定每學期學生至少選修1門課程，最多項選擇修6門課程；每門課程至多有50人選修，最少可以沒人選修 圖13.13 聯絡的連通詞和實體的基數學生課程選課M 1，6N 0，50.13.3.4 ER模型的操作 包括實體類型、聯絡類型和屬性的分裂、合并、增刪等等 教師號姓名出生日期職務工資獎金教師a教師號姓名出生日期教師不變信息職務工資獎金教師號教師變動信息b圖13.15 實體類型的垂直分裂教師課程主講輔導1MNN圖13.16 聯絡類型的分裂教師課

10、程主講MNab圖13.17 不合法的合并B(a)ACA-CB-CACA-B-C(b)B.13.3.5 采用ER方法的數據庫概念設計 之設計部分ER方式 需求分析結果確定部分構造范圍實體定義聯絡定義屬性分配還有部分構造待分析有無進入全局ER方式設計圖13.18 部分ER方式設計范圍的劃分要自然，易于管理；范圍的大小要適度。太小了，會呵斥部分構造過多，設計過程繁瑣，綜合困難；太大了，那么容易呵斥內部構造復雜，不便分析 范圍之間的界面要明晰，相互影響要小采用人們習慣的劃分；防止冗余，在一個部分構造中，對一個對象只取一種籠統方式，不要反復；根據用戶的信息處置需求 確定屬性的原那么： 屬性應該是不可再分

11、解的語義單位；實體與屬性之間的關系只能是1:N的；不同實體類型的屬性之間應無直接關聯關系。 屬性分配的原那么： 當多個實體類型用到同一屬性時， 普通把屬性分配給那些運用頻率最高的實體類型，或分配給實體值少的實體類型。 有些屬性不宜歸屬于任一實體類型，只闡明實體之間聯絡的特性 .部分方式現有的教學管理系統初步分析系統的對象根據效力種類分析教師子模塊部分ER圖.其他部分方式現有的教學管理系統初步分析系統的對象根據效力種類分析學生子模塊圖13.21 學籍管理部分運用的分E-R圖導師班級學生組成管理班主任檔案資料宿舍住宿歸檔指點系有參與學會1N111NNN11NMN1具有社會關系1N部分ER圖.其它部

12、分方式現有的教學管理系統初步分析系統的對象根據效力種類分析課程子模塊部分ER圖圖13.22 課程管理部分運用分E-R圖1教室M1教科書教師擔任課程系開設N1學生選修NMN上課PN.13.3.5 采用ER方法的數據庫概念設計 之設計全局 ER方式無圖13.20全局ER方式設計 部分ER方式確定公共實體類型合并兩個部分ER方式檢查并消除沖突還有未合并的部分方式有還有沖突嗎有屬性沖突 ：如，分量單位有的用公斤，有的用克。 構造沖突 ：同一對象在不同運用中的不同籠統 ；同一實體在不同部分ER圖中屬性的個數或次序不同 ；實體之間的聯絡在不同的部分ER圖中呈現不同的類型 命名沖突 ：屬性名、實體名、聯絡名

13、之間存在同名異義或異名同義沖突.13.3.5 采用ER方法的數據庫概念設計 之全局ER方式的優化實體類型的合并1:1聯絡的兩個實體類型 具有一樣鍵的實體類型 冗余屬性的消除 冗余聯絡的消除：利用規范化實際中函數依賴的概念消除冗余聯絡 .例子：三個部分ER圖合并成一個ER圖1圖13.24 合并后的教學管理E-R圖1N1P1N1N1N1MMNNNN社會關系具有1NNM1系聘用承接工程參與設置院長學院主管NN111教師評定職稱分配任務量111N檔案資料歸檔參與學會1宿舍住宿教科書擔任指點課程選修教室上課有1班級學生組成N開設N管理11教師管理1 1.主要內容13.1 數據庫設計概述13.2 數據庫設

14、計的全過程13.3 ER模型13.4 ER模型到關系模型的轉換13.5 ER模型實例分析13.6 ER模型的擴展小結 .13.4.1 ER圖轉換成關系方式集的規那么(1)將每個實體類型轉換成一個關系方式，實體的屬性即為關系方式的屬性，實體標識符即為關系方式的鍵。二元聯絡類型的轉換：假設實體間聯絡是1:1，可以在兩個實體類型轉換成的兩個關系方式中恣意一個關系方式的屬性中參與另一個關系方式的鍵和聯絡類型的屬性。 假設實體間聯絡是1:N，那么在N端實體類型轉換成的關系方式中參與1端實體類型的鍵和聯絡類型的屬性。 .13.4.1 ER圖轉換成關系方式集的規那么(2)假設實體間聯絡是M:N，那么將聯絡類

15、型也轉換成關系方式，其屬性為兩端實體類型的鍵加上聯絡類型的屬性，而鍵為兩端實體鍵的組合。 一元聯絡類型的轉換:同二元聯絡。 三元聯絡類型的轉換： 總是將三元聯絡類型轉換成關系方式，其屬性為三端實體類型的鍵加上聯絡類型的屬性，而鍵為三端實體鍵的組合。.ER模型到關系模型的轉換實例運發動編號姓名性別名次順序11職工工號姓名年齡性別指點1N運發動編號，姓名，性別，名次，上一名次編號，下一名次編號 職工工號，姓名，年齡，性別，經理工號 .ER模型到關系模型的轉換實例零件零件號零件名規格數量組成MN倉庫商品商店倉庫號倉庫名地址數量商店號商品名商品號商店名日期進貨MNP零件零件號，零件名，規格組成零件號，

16、子零件號，數量 倉庫倉庫號，倉庫名，地址商店商店號，商店名商品商品號，商品名進貨商店號，商品名，倉庫號，日期，數量 .13.4.2 采用ER方法的邏輯設計步驟圖13.25 關系數據庫的邏輯設計關系方式規范化方式評價能否需求修正從ER方式導出初始數據庫方式處置需求ER方式 DBMS特征用DBMS語法描畫方式修正進入物理設計階段是否.主要內容13.1 數據庫設計概述13.2 數據庫設計的全過程13.3 ER模型13.4 ER模型到關系模型的轉換13.5 ER模型實例分析13.6 ER模型的擴展小結 .例1 庫存銷售系統的ER模型及轉換P車間倉位產品客戶銷售員存儲出庫訂單入庫MNMPMNPMNN庫存

17、系統ER圖車間(車間號,車間名,主任名) 產品(產品號，產品名，單價) 倉位(倉位號，地址，主任名) 客戶(客戶號，客戶名，聯絡人， 地址，稅號，賬號)銷售員(銷售員號,姓名,性別,學歷,業績實體入庫入庫單號,入庫量,入庫日期,經手人, 車間號,倉位號,產品名出庫出庫單號，出庫量，出庫日期，經手人，客戶號，產品名，倉位號訂單訂單號，數量，折扣，總價，訂單日期，產品號，客戶號，銷售員號 存儲(倉位號,產品號,核對日期,核對員,存儲量)聯絡.例2：公司車隊信息系統的ER模型 圖13.27 公司車隊信息系統的ER模型部門車隊司機車輛開銷維修公司調用報銷擁有聘用保險2保險1M1NN1NNNN11保險公

18、司1N維修1.例3：人事管理信息系統的ER模型獎懲工資技藝接受享有1N1M部門屬于NN11N聘任崗位設置 MN職工培訓課程選課MN考核M圖13.28 人事管理信息系統的ER.例4：旅游管理信息系統的ER模型保險單開設組成有參與食宿交通陪同旅游線路旅游班次交通工具旅游團賓館游客導游NMM1111111NNNN圖13.29 旅游管理信息系統的ER.主要內容13.1 數據庫設計概述13.2 數據庫設計的全過程13.3 ER模型13.4 ER模型到關系模型的轉換13.5 ER模型實例分析13.6 ER模型的擴展小結.13.6.1 弱實體什么是弱實體弱實體的表示方法包含弱實體的ER圖轉換成關系方式問題：在人事管理系統中，親屬的存在是以職工的存在為前提，即親屬對于職工具有依賴聯絡，所以說，親屬是弱實體 職 工社會關系具有1NER圖職工職工號，職工姓名，性別，年齡 親屬職工號，稱謂，姓名，任務單位 關系方式問題:商業運用系統中，顧客地址的存在依賴于顧客的存在普通顧客可以有假設干個 ER圖顧 客地 址通訊N1.13.6.2 子類實體與超類實體什么是子類和超類子類和超類的性質子類與超類之間具有承繼性，但子類本身還能包含比超類更多的屬性。子類和超類有一樣的標識符 人員教師本科生學生研討生學校人事系統中實體之間的聯絡