數(shù)據(jù)庫設(shè)計和ER模型.ppt

1,第5章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 和ER模型,2,本章重要概念,（1）DBS生存期及其7個階段的任務(wù)和工作， DBD過程的輸入和輸出。 （2）概念設(shè)計的重要性、主要步驟。邏輯設(shè) 計階段的主要步驟。 （3）ER模型的基本元素，屬性的分類，聯(lián)系 的元數(shù)、連通詞、基數(shù)。采用ER方法的 概念設(shè)計步驟。 （4）ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則。采用ER 方法的邏輯設(shè)計步驟。 （5）ER模型的擴(kuò)充：弱實體，超類和子類。,3,主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求,數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述（了解） 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程（領(lǐng)會） ER模型 （綜合應(yīng)用） ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（綜合應(yīng)用） ER模型實例分析 （理解） ER模型的擴(kuò)充 （理解） 小結(jié),4,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概論之一,軟件工程 人們認(rèn)為，應(yīng)該用科學(xué)知識、工程方面的紀(jì)律指導(dǎo)軟件開發(fā)的過程，以提高軟件質(zhì)量和開發(fā)效率，降低開發(fā)成本 。 軟件生存期 從軟件的規(guī)劃、研制、實現(xiàn)、投入運行后的維護(hù)，直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個期間。 數(shù)據(jù)庫工程 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)從開始規(guī)劃、設(shè)計、實現(xiàn)、維護(hù)到最后被新的系統(tǒng)取代而停止使用的整個期間。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的輸入輸出,5,軟件生存期,數(shù)據(jù)庫生存期,6,7,主要內(nèi)容,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.5 ER模型實例分析 5.6 ER模型的擴(kuò)充 小結(jié),8,規(guī)劃階段,目標(biāo) 規(guī)劃階段的三個步驟 系統(tǒng)調(diào)查：對企業(yè)組織作全面的調(diào)查，畫出組織層次圖，以了解企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)。 可行性分析：從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益、法律等諸方面對建立數(shù)據(jù)庫的可行性進(jìn)行分析；寫出可行性分析報告；組織專家進(jìn)行討論其可行性。 確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總目標(biāo)和制定項目開發(fā)計劃。,9,需求分析,目標(biāo) 需求分析工作（四步） 分析用戶活動產(chǎn)生，產(chǎn)生業(yè)務(wù)流程圖。 確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生系統(tǒng)范圍圖。 分析用戶活動涉及的數(shù)據(jù)， 產(chǎn)生數(shù)據(jù)流圖。 分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)字典。,10,概念設(shè)計,目標(biāo) 為什么需要概念設(shè)計 概念設(shè)計的主要步驟 進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計局部概念模式 將局部概念模式綜合成全局概念模式 評審,11,12,邏輯設(shè)計,目標(biāo) 邏輯設(shè)計步驟,13,物理設(shè)計,目標(biāo) 什么是數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu) 物理設(shè)計的步驟 存儲記錄結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定數(shù)據(jù)存放位置 存取方法的設(shè)計 完整性和安全性考慮 程序設(shè)計,14,數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn),目標(biāo) 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫應(yīng)做的主要工作 用DDL定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)； 組織數(shù)據(jù)入庫； 對數(shù)據(jù)量不大的小型系統(tǒng)（人工）：篩選數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式；輸入數(shù)據(jù)；校驗數(shù)據(jù)。 對大中型系統(tǒng)（自動）：篩選數(shù)據(jù)；輸入數(shù)據(jù)；校驗數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；綜合數(shù)據(jù)。 編制與調(diào)試應(yīng)用程序； 數(shù)據(jù)庫試運行。 功能測試 性能測試（時空代價）,15,數(shù)據(jù)庫的運行與維護(hù)工作,數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫安全性、完整性控制 數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn) 數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造,16,主要內(nèi)容,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.5 ER模型實例分析 5.6 ER模型的擴(kuò)充 小結(jié),17,ER模型概述,什么是ER模型 ER模型的歷史 ER模型的基本元素 實體 聯(lián)系 屬性 例子,實體,聯(lián)系,屬性,ER模型圖例,18,屬性的分類,基本屬性和復(fù)合屬性 單值屬性和多值屬性 多值屬性的處理 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(dǎo)出屬性 空值,零件編碼,19,聯(lián)系的設(shè)計之一,聯(lián)系集 聯(lián)系集是n（n2）個實體集上的數(shù)學(xué)關(guān)系，這些實體集不必互異。如果E1，E2，En為n個實體集，那么聯(lián)系集R是(e1，e2，en）|e1E1 ,e2E2，enEn的一個子集，而（e1，e2，en）是一個聯(lián)系。 聯(lián)系的元數(shù) 一個聯(lián)系涉及到的實體集個數(shù) 聯(lián)系的連通詞 聯(lián)系涉及到的實體集之間實體對應(yīng)的方式 實體的基數(shù) 有兩個實體集E1和E2，E1中每個實體與E2中有聯(lián)系實體的數(shù)目的最小值min和最大值max，稱為E1的基數(shù)，用（min，max）形式表示,20,ER模型的操作 包括實體類型、聯(lián)系類型和屬性的分裂、合并、增刪等等,21,22,圖5.17 不合法的合并,B,(a),A,C,A-C,B-C,23,采用ER方法的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計 之設(shè)計局部ER模式,24,局部模式,現(xiàn)有的教學(xué) 管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對象,根據(jù)服務(wù)種類分析教師子模塊,局部ER圖,25,其他局部模式,現(xiàn)有的教學(xué) 管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對象,根據(jù)服務(wù)種類分析學(xué)生子模塊,局部ER圖,26,其它局部模式,現(xiàn)有的教學(xué) 管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對象,根據(jù)服務(wù)種類分析課程子模塊,局部ER圖,27,采用ER方法的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計 之設(shè)計全局 ER模式,28,采用ER方法的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計 之全局ER模式的優(yōu)化,實體類型的合并 1:1聯(lián)系的兩個實體類型 具有相同鍵的實體類型 冗余屬性的消除 冗余聯(lián)系的消除：利用規(guī)范化理論中函數(shù)依賴的概念消除冗余聯(lián)系,29,例子：三個局部ER圖合并成一個ER圖,1,1,教師,管理,1,1,30,主要內(nèi)容,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.5 ER模型實例分析 5.6 ER模型的擴(kuò)充 小結(jié),31,ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的規(guī)則(1),將每個實體類型轉(zhuǎn)換成一個關(guān)系模式，實體的屬性即為關(guān)系模式的屬性，實體標(biāo)識符即為關(guān)系模式的鍵。 二元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換： 若實體間聯(lián)系是1:1，可以在兩個實體類型轉(zhuǎn)換成的兩個關(guān)系模式中任意一個關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 若實體間聯(lián)系是1:N，則在N端實體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實體類型的鍵和聯(lián)系類型的屬性。,32,ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的規(guī)則(2),若實體間聯(lián)系是M:N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩端實體鍵的組合。 一元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換:同二元聯(lián)系。 三元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換： 總是將三元聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為三端實體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為三端實體鍵的組合。,33,ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換實例,運動員（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(jīng)理工號）,34,ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換實例,零件（零件號，零件名，規(guī)格） 組成（零件號，子零件號，數(shù)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(jìn)貨（商店號，商品名，倉庫號，日期，數(shù)量）,35,采用ER方法的邏輯設(shè)計步驟,36,主要內(nèi)容,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.5 ER模型實例分析 5.6 ER模型的擴(kuò)充 小結(jié),37,例1 庫存銷售系統(tǒng)的ER模型及轉(zhuǎn)換,庫存系統(tǒng)ER圖,車間(車間號,車間名,主任名) 產(chǎn)品(產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，單價) 倉位(倉位號，地址，主任名) 客戶(客戶號，客戶名，聯(lián)系人，電話， 地址，稅號，賬號) 銷售員(銷售員號,姓名,性別,學(xué)歷,業(yè)績）,實體,入庫（入庫單號,入庫量,入庫日期,經(jīng)手人, 車間號,倉位號,產(chǎn)品名） 出庫（出庫單號，出庫量，出庫日期，經(jīng)手人， 客戶號，產(chǎn)品名，倉位號） 訂單（訂單號，數(shù)量，折扣，總價，訂單日期， 產(chǎn)品號，客戶號，銷售員號） 存儲(倉位號,產(chǎn)品號,核對日期,核對員,存儲量),聯(lián)系,38,例2 公司車隊信息系統(tǒng)的ER模型,圖5.27 公司車隊信息系統(tǒng)的ER模型,39,例3 人事管理信息系統(tǒng)的ER模型,圖5.28 人事管理信息系統(tǒng)的ER圖,40,例4 旅游管理信息系統(tǒng)的ER模型,保險單,圖5.29 旅游管理信息系統(tǒng)的ER圖,41,主要內(nèi)容,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.5 ER模型實例分析 5.6 ER模型的擴(kuò)充 小結(jié),42,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(zhuǎn)換成關(guān)系模式,43,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(zhì) 子類與超類之間具有繼承性，但子類本身還能包含比超類更多的屬性。 子類和超類有相同的標(biāo)識符,學(xué)校人事系統(tǒng)中實體之間的聯(lián)系,人員（身份證號，姓名，年齡，性別） 教師（身份證號，教師編號，職稱） 學(xué)生（身份證號，學(xué)號，系別，專業(yè)） 本科生（身份證號，入學(xué)年份） 研究生（身份證號，研究方向，導(dǎo)師姓名）,對應(yīng)的關(guān)系模式,44,主要內(nèi)容,5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 5.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.5 ER模型實例分析 5.6 ER模型的擴(kuò)充 小結(jié),45,小結(jié),數(shù)據(jù)庫的生命周期 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟 ER模型 基本概念和引進(jìn)對象后的擴(kuò)展 ER模型的設(shè)計方法 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換,46,本章的重點篇幅,（1）教材中P193-194的 轉(zhuǎn)換規(guī)則和實例。 （2）教材中P195-200的 四個ER模型實例。,47,對ER模型的理解（一）,ER模型是人們認(rèn)識客觀世界的一種方法、工具。ER模型具有客觀性和主觀性兩重含義。 ER模型是在客觀事物或系統(tǒng)的基礎(chǔ)上形成的，在某種程度上反映了客觀現(xiàn)實，反映了用戶的需求，因此ER模型具有客觀性。 但ER模型又不等同于客觀事物的本身，它往往反映事物的某一方面，至于選取哪個方面或哪些屬性，如何表達(dá)則決定于觀察者本身的目的與狀態(tài)，從這個意義上說，ER模