数据库设计与ER模型综述37622.pptx
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1、第二章第二章 数据库设计和数据库设计和ER模型模型1 1本章教学概要本章教学概要l l教学目的教学目的:本章总的要求是了解和掌握数据库应本章总的要求是了解和掌握数据库应用系统设计过程用系统设计过程.首先要掌握首先要掌握ER模型和关系模型模型和关系模型的基本概念的基本概念,然后掌握要领设计中然后掌握要领设计中ER模型的设计模型的设计方法方法,逻辑设计中逻辑设计中ER模型向关系模型转换的方法模型向关系模型转换的方法.l l本章的实用性很强本章的实用性很强,同学们应熟悉掌握若干同学们应熟悉掌握若干ER模模型实例型实例,学完以后应具有设计数据库结构的能力学完以后应具有设计数据库结构的能力.2 2本章教
2、学概要本章教学概要l l教学重点教学重点:ER模型的基本概念模型的基本概念,联系的设计联系的设计,关系关系模型的三类完整性规则模型的三类完整性规则,ER图转换成关系模式的图转换成关系模式的算法算法.l l教学难点教学难点:采用采用ER模型的概念设计步骤模型的概念设计步骤.采用采用ER模型的逻辑设计步骤模型的逻辑设计步骤.l l教学时数教学时数:6学时学时3 3本章知识结构本章知识结构l l2.1 数据库系统生存期数据库系统生存期l l2.2 ER模型的基本概念模型的基本概念l l2.3 关系模型的基本概念关系模型的基本概念l l2.4 ER模型到关系模型的转换模型到关系模型的转换l l2.5
3、ER模型实例分析模型实例分析l l2.6 增强的增强的ER模型模型4 42.1 数据库系统生存期数据库系统生存期l l定义定义2.1 我们把数据库应用系统人开始规划、设我们把数据库应用系统人开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间,称为数据库系统生存期用的整个期间,称为数据库系统生存期.l l数据库系统生存期可以划分为以下七个阶段:数据库系统生存期可以划分为以下七个阶段:l l1 1、规划阶段、规划阶段、规划阶段、规划阶段 2 2、需求分析阶段需求分析阶段需求分析阶段需求分析阶段l l3 3、概念设计阶段、概念设计阶段、概念设
4、计阶段、概念设计阶段 4 4、逻辑设计阶段、逻辑设计阶段、逻辑设计阶段、逻辑设计阶段l l5 5、物理设计阶段、物理设计阶段、物理设计阶段、物理设计阶段 6 6、数据库实现阶段、数据库实现阶段、数据库实现阶段、数据库实现阶段l l7 7、数据库的运行与维护阶段、数据库的运行与维护阶段、数据库的运行与维护阶段、数据库的运行与维护阶段5 5一、一、规划阶段规划阶段l l规划阶段分以下三个步骤:规划阶段分以下三个步骤:l l1 1、系统调查、系统调查、系统调查、系统调查l l2 2、可行性分析、可行性分析、可行性分析、可行性分析l l3 3、确定数据库系统的总目标、确定数据库系统的总目标、确定数据库
5、系统的总目标、确定数据库系统的总目标6 6二、需求分析阶段二、需求分析阶段l l这一阶段是计算机人员和用户共同收集数据库所这一阶段是计算机人员和用户共同收集数据库所需要的信息内容和用户的处理需求,并以需求分需要的信息内容和用户的处理需求,并以需求分析说明书的形式确定下来。析说明书的形式确定下来。l l需求分析的工作主要由以下四步组成:需求分析的工作主要由以下四步组成:l l1 1、分析用户活动,产生业务、分析用户活动,产生业务、分析用户活动,产生业务、分析用户活动,产生业务流程图流程图流程图流程图l l2 2、确定系统范围,产生系统、确定系统范围,产生系统、确定系统范围,产生系统、确定系统范围
6、,产生系统关联图关联图关联图关联图l l3 3、分析用户活动涉及的数据,产生、分析用户活动涉及的数据,产生、分析用户活动涉及的数据,产生、分析用户活动涉及的数据,产生数据流图数据流图数据流图数据流图l l4 4、分析系统数据,产生、分析系统数据,产生、分析系统数据,产生、分析系统数据,产生数据字典数据字典数据字典数据字典7 7三、概念设计阶段三、概念设计阶段l l概念设计的目标是产生反映用户单位信息需求的概念设计的目标是产生反映用户单位信息需求的数据库要领结构,即概念模型,其是独立于计算数据库要领结构,即概念模型,其是独立于计算机硬件结构,独立于支持数据库的机硬件结构,独立于支持数据库的DBM
7、Sl l概念设计的主要步骤:概念设计的主要步骤:l l1 1、进行数据抽象,设计局部的概念模型、进行数据抽象,设计局部的概念模型、进行数据抽象,设计局部的概念模型、进行数据抽象,设计局部的概念模型l l2 2、将局部概念模型综合成全局的概念模型、将局部概念模型综合成全局的概念模型、将局部概念模型综合成全局的概念模型、将局部概念模型综合成全局的概念模型l l3 3、评审、评审、评审、评审8 8四、逻辑设计阶段四、逻辑设计阶段l l逻辑设计的主要目的:把概念设计阶段设计的概逻辑设计的主要目的:把概念设计阶段设计的概念模型转换成与选用的具体机器上的念模型转换成与选用的具体机器上的DBMS所支所支持的
8、数据模型相符合的逻辑结构。一般是关系模持的数据模型相符合的逻辑结构。一般是关系模型。型。l l逻辑设计的主要步骤有五步:逻辑设计的主要步骤有五步:l l1、把概念模型转换成逻辑模型、把概念模型转换成逻辑模型l l2、设计外模型、设计外模型 l l3、设计应用程序与数据库的接口、设计应用程序与数据库的接口l l4、评价模型、评价模型 5、修正模型、修正模型9 9l l五、物理设计阶段五、物理设计阶段l l六、数据库的实现六、数据库的实现l l七、数据库的运行与维护七、数据库的运行与维护10102.2 ER模型的基本概念模型的基本概念l lER模型又称为实体联系模型模型又称为实体联系模型l l一、
9、一、ER模型的基本元素模型的基本元素l l定义定义定义定义2.2 2.2 实体、实体集、实体类型的定义。实体、实体集、实体类型的定义。实体、实体集、实体类型的定义。实体、实体集、实体类型的定义。l l实体:是客观存在的事物实体:是客观存在的事物实体:是客观存在的事物实体:是客观存在的事物l l实体集:是指同一类实体构成的集合。实体集:是指同一类实体构成的集合。实体集:是指同一类实体构成的集合。实体集:是指同一类实体构成的集合。l l实体类型:是对实体集中实体的定义。实体类型:是对实体集中实体的定义。实体类型:是对实体集中实体的定义。实体类型:是对实体集中实体的定义。l l一般情况下,将实体、实
10、体集、实体类型统称为一般情况下,将实体、实体集、实体类型统称为实体。实体。1111一、一、ER模型的基本元素模型的基本元素l l定义定义2.3 联系、联系集、联系类型的定义联系、联系集、联系类型的定义l l联系:表示一个或多个实体之间的关联关系联系:表示一个或多个实体之间的关联关系联系:表示一个或多个实体之间的关联关系联系:表示一个或多个实体之间的关联关系l l联系集:是指同一类联系构成的集合联系集:是指同一类联系构成的集合联系集:是指同一类联系构成的集合联系集:是指同一类联系构成的集合l l联系类型:是对联系集中联系的定义联系类型:是对联系集中联系的定义联系类型:是对联系集中联系的定义联系类
11、型:是对联系集中联系的定义l l定义定义2.4 实体的某一特性称为属性。在一个实体实体的某一特性称为属性。在一个实体中,能惟一标识实体的属性或属性集称为中,能惟一标识实体的属性或属性集称为“实体实体村识符村识符”l l值域:属性的取值范围值域:属性的取值范围1212二、属性的分类二、属性的分类l l1、简单属性和复合属性、简单属性和复合属性l l2、单值属性和多值属性、单值属性和多值属性l l多值属性用双椭圆表示多值属性用双椭圆表示多值属性用双椭圆表示多值属性用双椭圆表示l l在设计在设计在设计在设计ERER模型时,需将多值属性进行变换成若干个模型时,需将多值属性进行变换成若干个模型时,需将多
12、值属性进行变换成若干个模型时,需将多值属性进行变换成若干个单值属性来代替。单值属性来代替。单值属性来代替。单值属性来代替。l l3、存储属性和派生属性、存储属性和派生属性l l派生属性用虚线椭圆表示派生属性用虚线椭圆表示派生属性用虚线椭圆表示派生属性用虚线椭圆表示l l4、允许空值的属性、允许空值的属性1313三、联系的设计三、联系的设计l l1、联系的元数、联系的元数l l定义定义定义定义2.5 2.5 一个联系所涉及到的实体集个数一个联系所涉及到的实体集个数一个联系所涉及到的实体集个数一个联系所涉及到的实体集个数,称为该联系称为该联系称为该联系称为该联系的元数或度数。的元数或度数。的元数或
13、度数。的元数或度数。l l2、联系类型的约束、联系类型的约束l l有两类约束:基数约束与参与约束有两类约束:基数约束与参与约束有两类约束:基数约束与参与约束有两类约束:基数约束与参与约束l l定义定义定义定义2.6 2.6 基数约束:实体集基数约束:实体集基数约束:实体集基数约束:实体集E1E1和和和和E2E2之间有二元联系,之间有二元联系,之间有二元联系,之间有二元联系,则参与一个联系中的实体数目称为映射基数。则参与一个联系中的实体数目称为映射基数。则参与一个联系中的实体数目称为映射基数。则参与一个联系中的实体数目称为映射基数。1414定义属性定义属性定义属性的原则:定义属性的原则:1)属性
14、是不可再分解的语义单位。)属性是不可再分解的语义单位。2)属性一般只和实体产生联系,用无向边表示)属性一般只和实体产生联系,用无向边表示.如如果存在多对多的联系,则联系也应该具有联系的果存在多对多的联系,则联系也应该具有联系的实体的结果属性。实体的结果属性。3)不同实体间的属性是不能直接产生联系的。)不同实体间的属性是不能直接产生联系的。1515l l实体之间的联系如下:实体之间的联系如下:实体之间的联系如下:实体之间的联系如下:(1)(1)一个仓库可以存放多种零件,一种零件可以存放在一个仓库可以存放多种零件,一种零件可以存放在一个仓库可以存放多种零件,一种零件可以存放在一个仓库可以存放多种零
15、件,一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。(2)(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员,一个职工只能一个仓库有多个职工当仓库保管员,一个职工只能一个仓库有多个职工当仓库保管员,一个职工只能一个仓库有多个职工当仓库保管员,一个职工只能在一个仓库工作,仓库和职工之间是一对多的联系。在一个仓库工作,
16、仓库和职工之间是一对多的联系。在一个仓库工作,仓库和职工之间是一对多的联系。在一个仓库工作,仓库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系职工实体型中具有一对多的联系职工实体型中具有一对多的联系职工实体型中具有一对多的联系 (3)(3)职工之间具有领导职工之间具有领导职工之间具有领导职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若被领导关系。即仓库主任领导若被领导关系。即仓库主任领导若被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。干保管员。干保管员。干保管员。(4)(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系供应商、项目和零件三者之间具有多对多的
17、联系供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系一个实例一个实例16161717习题:习题:学校中有若干系,每个系有若干班级和教学校中有若干系,每个系有若干班级和教研室,每个教研室有若干教员,每个班有研室,每个教研室有若干教员,每个班有若干学生,每个学生选修若干课程,每门若干学生,每个学生选修若干课程,每门课可由若干学生选修。请用课可由若干学生选修。请用E-RE-R图画出此学图画出此学校的概念模型。校的概念模型。18181 1某医院病房计算机管理中需要如下信息某医院病房计算机管理中需要如下信息某医院病房计算机管理中需要如下信息某医院病房计算机管理中需要如下信息科室:科名,科地址,科电话,医生姓名
18、科室:科名,科地址,科电话,医生姓名科室:科名,科地址,科电话,医生姓名科室:科名,科地址,科电话,医生姓名病房:病房号,床位号,所属科室名病房:病房号,床位号,所属科室名病房:病房号,床位号,所属科室名病房:病房号,床位号,所属科室名医生:姓名,职称,所属科室名,年龄,工作证号医生:姓名,职称,所属科室名,年龄,工作证号医生:姓名,职称,所属科室名,年龄,工作证号医生:姓名,职称,所属科室名,年龄,工作证号病人:病历号,姓名,性别,诊断,主管医生,病病人:病历号,姓名,性别,诊断,主管医生,病病人:病历号,姓名,性别,诊断,主管医生,病病人:病历号,姓名,性别,诊断,主管医生,病房号房号房号
19、房号其中,一个科室有多个病房、多个医生,一个病房其中,一个科室有多个病房、多个医生,一个病房其中,一个科室有多个病房、多个医生,一个病房其中,一个科室有多个病房、多个医生,一个病房只能属于一个科室,一个医生只属于一个科室,但只能属于一个科室,一个医生只属于一个科室,但只能属于一个科室,一个医生只属于一个科室,但只能属于一个科室,一个医生只属于一个科室,但可负责多个病人的诊治,一个病人的主管医生只有可负责多个病人的诊治,一个病人的主管医生只有可负责多个病人的诊治,一个病人的主管医生只有可负责多个病人的诊治,一个病人的主管医生只有一个。一个。一个。一个。完成如下设计:完成如下设计:完成如下设计:完
20、成如下设计:(1 1)设计该计算机管理系统的)设计该计算机管理系统的)设计该计算机管理系统的)设计该计算机管理系统的E ER R图;图;图;图;1919四、四、ER模型在概念设计中的步骤模型在概念设计中的步骤l l步骤步骤 分为三步:分为三步:l l首先设计局部首先设计局部首先设计局部首先设计局部ERER模型模型模型模型l l把各个局部把各个局部把各个局部把各个局部ERER模型综合成一个全局模型综合成一个全局模型综合成一个全局模型综合成一个全局ERER模型模型模型模型l l对全局对全局对全局对全局ERER模型进行优化模型进行优化模型进行优化模型进行优化l l1、设计局部、设计局部ER模型(局部
21、概念结构)模型(局部概念结构)l l确定局部结构范围确定局部结构范围确定局部结构范围确定局部结构范围l l定义实体定义实体定义实体定义实体l l定义联系定义联系定义联系定义联系l l分配属性分配属性分配属性分配属性2020四、四、ER模型在概念设计中的步骤模型在概念设计中的步骤l l2、设计全局、设计全局ER模型模型l l(1 1)确定公共实体类型)确定公共实体类型)确定公共实体类型)确定公共实体类型l l(2 2)合并局部)合并局部)合并局部)合并局部ERER模型模型模型模型l l(3 3)消除冲突)消除冲突)消除冲突)消除冲突l l属性冲突属性冲突属性冲突属性冲突 结构冲突结构冲突结构冲突
22、结构冲突 命名冲突命名冲突命名冲突命名冲突l l3、全局、全局ER模型的优化模型的优化l l(1 1)、合并实体类型)、合并实体类型)、合并实体类型)、合并实体类型 (2 2)、消除冗余属性)、消除冗余属性)、消除冗余属性)、消除冗余属性l l (3 3)、消除冗余联系)、消除冗余联系)、消除冗余联系)、消除冗余联系2121l l讲解讲解P50页书上例子。页书上例子。22222.3 关系模型的基本概念关系模型的基本概念l l一、关系模型的基本术语一、关系模型的基本术语一、关系模型的基本术语一、关系模型的基本术语l l定义定义定义定义2.8 2.8 用二维表格表示实体集,用关键码表示实用二维表格
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