第5部分数据库设计方案和ER模型.ppt
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1、第5部分数据库设计方案和ER模型 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本章重要概念本章重要概念(1)DBS生生存存期期及及其其7个个阶阶段段的的任任务务和和工工作作,DBD过程的输入和输出。过程的输入和输出。(2)概念设计的重要性、主要步骤。逻辑设)概念设计的重要性、主要步骤。逻辑设计阶段的主要步骤。计阶段的主要步骤。(3)ER模型的基本元素,属性的分类,联系模型的基本元素,属性的分类,联系的元数、连通词、基数。采用的元数、连通词、基数。采用ER方法的方
2、法的概念设计步骤。概念设计步骤。(4)ER模模型型到到关关系系模模型型的的转转换换规规则则。采采用用ER方法的逻辑设计步骤。方法的逻辑设计步骤。(5)ER模型的扩充:弱实体,超类和子类。模型的扩充:弱实体,超类和子类。2主要内容和学习要求主要内容和学习要求n数据库设计概述(了解)数据库设计概述(了解)n数据库设计的全过程(领会)数据库设计的全过程(领会)n ER模型模型(综合应用)(综合应用)n ER模型到关系模型的转换(综合应用)模型到关系模型的转换(综合应用)nER模型实例分析模型实例分析(理解)(理解)nER模型的扩充模型的扩充(理解)(理解)n小结小结 35.1 数据库设计概论之一数据
3、库设计概论之一n软件工程软件工程 人们认为,应该用科学知识、工程方面的纪律指导软件开发的过人们认为,应该用科学知识、工程方面的纪律指导软件开发的过程,以提高软件质量和开发效率,降低开发成本程,以提高软件质量和开发效率,降低开发成本。n软件生存期软件生存期从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护,直到它被新的软从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护,直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间件所取代而停止使用的整个期间。n数据库工程数据库工程 n数据库系统生存期数据库系统生存期数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系
4、统取代而停止使用的整个期间取代而停止使用的整个期间。n数据库设计的输入输出数据库设计的输入输出隶属关系4规划规划需求分析需求分析系统设计系统设计 程序程序编编制制 调试调试 运行维护运行维护 运行和维护运行和维护 实现实现 物理设计物理设计逻辑设计逻辑设计概念设计概念设计需求分析需求分析规划规划软件生存期软件生存期数据库生存期数据库生存期5DBMSDBMS特征特征 处处理需求理需求 数据库设计数据库设计的输入输出的输入输出第第1步步 规划规划 第第2步步需求分析需求分析 第第3步步概念设计概念设计 第第4步步逻辑设计逻辑设计 第第5步步物理设计物理设计 总体信息需求总体信息需求 硬件和硬件和O
5、SOS特征特征 信息结构信息结构(独立于硬件、(独立于硬件、软软件)件)需求需求说说明明书书 逻辑数据库结构逻辑数据库结构(DBMS(DBMS能处理的能处理的)应用程序说明书应用程序说明书物理数据物理数据库结库结构构 6主要内容主要内容n5.1 数据库设计概述数据库设计概述n5.2 5.2 数据库设计的全过程数据库设计的全过程n5.3 ER模型模型n5.4 ER模型到关系模型的转换模型到关系模型的转换n5.5 ER模型实例分析模型实例分析n5.6 ER模型的扩充模型的扩充n小结小结 7规划阶段规划阶段n目标目标n规划阶段的三个步骤规划阶段的三个步骤n系统调查:对企业组织作全面的调查,画系统调查
6、:对企业组织作全面的调查,画出组织层次图,以了解企业的组织结构。出组织层次图,以了解企业的组织结构。n可行性分析:从技术、经济、效益、法律可行性分析:从技术、经济、效益、法律等诸方面对建立数据库的可行性进行分析;等诸方面对建立数据库的可行性进行分析;写出可行性分析报告;组织专家进行讨论写出可行性分析报告;组织专家进行讨论其可行性。其可行性。n确定数据库系统的总目标和制定项目开发确定数据库系统的总目标和制定项目开发计划。计划。8需求分析需求分析n目标目标n需求分析工作(四步)需求分析工作(四步)n分析用户活动产生,产生分析用户活动产生,产生业务流程图。业务流程图。n确定系统范围,产生确定系统范围
7、,产生系统范围图。系统范围图。n分析用户活动涉及的数据,分析用户活动涉及的数据,产生产生数据流图。数据流图。n分析系统数据,产生分析系统数据,产生数据字典。数据字典。9概念设计概念设计n目标目标n为什么需要概念设计为什么需要概念设计n概念设计的主要步骤概念设计的主要步骤n进行数据抽象,设计局部概念模式进行数据抽象,设计局部概念模式n将局部概念模式综合成全局概念模式将局部概念模式综合成全局概念模式n评审评审10概念模式概念模式概念要求概念要求1概念要求概念要求2概念要求概念要求3应用应用1应用应用1应用应用1映象映象映象映象转换转换综合综合应用应用3应用应用2应用应用1外模式外模式2内模式内模式
8、逻辑模式逻辑模式外模式外模式1外模式外模式3DB11逻辑设计逻辑设计n目标目标n逻辑设计步骤逻辑设计步骤导出初始导出初始DBMS模式说明模式说明概念模式概念模式子模式设计子模式设计应用程序设计草图应用程序设计草图模式评价模式评价处处 理理 结结束束模模式式需需要要修修正正模式修正模式修正进入物理设计阶段进入物理设计阶段返回到前面阶段返回到前面阶段图图5.3 5.3 逻辑设计步骤逻辑设计步骤是是 是是 否否否否12物理设计物理设计n目标目标n什么是数据库的物理结构什么是数据库的物理结构n物理设计的步骤物理设计的步骤n存储记录结构设计存储记录结构设计 n确定数据存放位置确定数据存放位置 n存取方法
9、的设计存取方法的设计 n完整性和安全性考虑完整性和安全性考虑 n程序设计程序设计 13数据库的实现数据库的实现n目标目标n实现数据库应做的主要工作实现数据库应做的主要工作n用用DDLDDL定义数据库结构;定义数据库结构;n组织数据入库组织数据入库;n对数据量不大的小型系统(人工):对数据量不大的小型系统(人工):筛选数筛选数据;转换数据格式;输入数据;校验数据。据;转换数据格式;输入数据;校验数据。n对大中型系统(自动):对大中型系统(自动):筛选数据;输入数筛选数据;输入数据;校验数据;转换数据;综合数据。据;校验数据;转换数据;综合数据。n编制与调试应用程序;编制与调试应用程序;n数据库试
10、运行。数据库试运行。n功能测试功能测试n性能测试(时空代价)性能测试(时空代价)14数据库的运行与维护工作数据库的运行与维护工作n 数据库的转储和恢复数据库的转储和恢复 n 数据库安全性、完整性控制数据库安全性、完整性控制 n 数据库性能的监督、分析和改进数据库性能的监督、分析和改进n 数据数据库库的重的重组织组织和重构造和重构造 15主要内容主要内容n5.1 数据库设计概述数据库设计概述n5.2 数据库设计的全过程数据库设计的全过程n5.3 ER5.3 ER模型模型n5.4 ER模型到关系模型的转换模型到关系模型的转换n5.5 ER模型实例分析模型实例分析n5.6 ER模型的扩充模型的扩充n
11、小结小结 16ER模型概述模型概述n什么是什么是ER模型模型nER模型的历史模型的历史nER模型的基本元素模型的基本元素n实体实体n联系联系n属性属性n例子例子实体实体联系联系属性属性ER模型图例模型图例老师学生教mn学号姓名专业班级职称性别姓名职号17属性的分类属性的分类n基本属性和复合属性基本属性和复合属性n单值属性和多值属性单值属性和多值属性n多值属性的处理多值属性的处理n将原来的多值属性将原来的多值属性用几个新的单值属用几个新的单值属性来表示。性来表示。n将原来的多值属性将原来的多值属性用一个新的实体类用一个新的实体类型表示型表示 n导出属性导出属性n空值空值图5.4 地址属性的层次结
12、构邮政编码省(市)名地 址区 名街 道家庭地址门牌号码图5.5 多值属性的表示零件编码零 件零件名供应商规格进货价格销售价格价格图5.8 导出属性的表示工号职 工姓名基本工资奖金房租实发工资图5.6 多值属性的变换(1)零件编码零 件零件名供应商规格进货价格经销价格代销价格批发价格零售价格图5.7 多值属性的变换(2)零件编码零 件零件名供应商规格进货价格销售性质价格售货价格存在销售价格1N零件编码零件编码18联系的设计之一联系的设计之一n 联系集 联系集是n(n2)个实体集上的数学关系,这些实体集不必互异。如果E1,E2,En为n个实体集,那么联系集R是(e1,e2,en)|e1E1,e2E
13、2,enEn的一个子集,而(e1,e2,en)是一个联系。n联系的元数 一个联系涉及到的实体集个数 n联系的连通词 联系涉及到的实体集之间实体对应的方式 n实体的基数 有两个实体集E1和E2,E1中每个实体与E2中有联系实体的数目的最小值min和最大值max,称为E1的基数,用(min,max)形式表示 问题:运动员根据其得分来排定名次。在名次排列中,排在他前面只有一个人排在他后面也只有一个人 运动员编号姓名性别名次顺序11图5.9 一元联系中的1:1联系 职工之间的上下级联系 职工工号姓名年龄性别领导1N图5.10 一元联系中的1:N联系 工厂的零件之间存在着组合关系,一种零件由许多种子零件
14、组成,而一种零件也可以是其他零件的子零件 零件零件号零件名规格数量组成MN图5.11 一元联系中的M:N联系 某商业集团中,商店、仓库、商品之间的进货联系 图5.12 三元联系中的M:N:P联系 仓库商品商店仓库号仓库名地址数量商店号商品名商品号商店名日期进货MNP学校里规定每学期学生至少选修1门课程,最多选修6门课程;每门课程至多有50人选修,最少可以没人选修 图5.13 联系的连通词和实体的基数学生课程选课M(1,6)N(0,50)19ER模型的操作模型的操作 包括实体类型、联系类型和属性的包括实体类型、联系类型和属性的分裂分裂、合并合并、增删增删等等等等 教师号姓名出生日期职务工资奖金教
15、师(a)教师号姓名出生日期教师不变信息职务工资奖金教师号教师变动信息(b)图5.15 实体类型的垂直分裂20教师课程主讲辅导1MNN图5.16 联系类型的分裂教师课程主讲MN(a)(b)21图5.17 不合法的合并B(a)ACA-CB-CACA-B-C(b)B22采用采用ER方法的数据库概念设计方法的数据库概念设计 之之设计局部设计局部ERER模式模式 需求分析结果需求分析结果确定局部结构范围确定局部结构范围实体定义实体定义联系定义联系定义属性分配属性分配还有局部还有局部结构待分结构待分析析有有无无进入全局进入全局ER模式设计模式设计图图5.18 5.18 局部局部ERER模式设计模式设计范范
16、围围的的划划分分要要自自然然,易于管理;易于管理;范围的大小要适度。太小范围的大小要适度。太小了,会造成局部结构过多,了,会造成局部结构过多,设计过程繁琐,综合困难;设计过程繁琐,综合困难;太大了,则容易造成内部太大了,则容易造成内部结构复杂,不便分析结构复杂,不便分析 范围之间的界面要清晰,相互影响要小采用人们习惯的划分;采用人们习惯的划分;避避免免冗冗余余,在在一一个个局局部部结结构构中中,对对一一个个对对象象只只取取一一种抽象形式,不要重复;种抽象形式,不要重复;依据用户的信息处理需求依据用户的信息处理需求 确定属性的原则:确定属性的原则:属性应该是不可再分解的语义属性应该是不可再分解的
17、语义单位;实体与属性之间的关系只能单位;实体与属性之间的关系只能是是1:N1:N的;不同实体类型的属性之间的;不同实体类型的属性之间应无直接关联关系。应无直接关联关系。属性分配的原则:属性分配的原则:当多个实体类型用到同一属性时,当多个实体类型用到同一属性时,一般把属性分配给那些使用频率最高一般把属性分配给那些使用频率最高的实体类型,或分配给实体值少的实的实体类型,或分配给实体值少的实体类型。体类型。有些属性不宜有些属性不宜归归属于任一属于任一实实体体类类型,只型,只说说明明实实体之体之间联间联系的特性系的特性 23局部模式局部模式现有的教学现有的教学管理系统管理系统初步分析系初步分析系统的对
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- 部分 数据库 设计方案 ER 模型
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