數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例

1、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程與設(shè)計(jì)實(shí)例 7.2 需求分析 7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.5 關(guān)系模式的規(guī)范化 7.6 設(shè)計(jì)實(shí)例期刊采編系統(tǒng) 7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程 與設(shè)計(jì)實(shí)例 前面章節(jié)介紹的內(nèi)容只解決了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程，即如何 建立各種對象，但并沒有解釋為什么創(chuàng)建這些對象。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是根據(jù)一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù) 據(jù)模型，利用dbms，建立數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。 如何建立一個(gè)高效適用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫應(yīng) 用領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是一項(xiàng)軟件工程， 具有自身的特點(diǎn)，已逐步形成了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)。 簡單地講，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、和行為設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是指按照應(yīng)用要求，確定一個(gè)合理的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模 型是用來反映和顯示事物及其關(guān)系的。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果就是得到 數(shù)據(jù)庫中表的結(jié)構(gòu)。 行為設(shè)計(jì)行為設(shè)計(jì)是指應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)的結(jié)果物理化，實(shí)施數(shù)據(jù) 庫，如完成查詢、修改、添加、刪除、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，制作報(bào)表等。 行為設(shè)計(jì)要求滿足數(shù)據(jù)的完整性、安全性、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)庫的 恢復(fù)。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要經(jīng)歷6個(gè)階段： 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù) 需求分析數(shù)據(jù)流程圖 學(xué)生 系 授課效果 教師 教師信息 授課 選課 學(xué)生信息 成績 課程信息 課程信息 課程信息 需求分析數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流名稱：

3、教師信息數(shù)據(jù)流名稱：教師信息 來源：教師來源：教師 去向：處理去向：處理授課授課 包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)： 教師號教師號 姓名姓名 性別性別 年齡年齡 職稱職稱 專業(yè)專業(yè) 需求分析數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)項(xiàng)名數(shù)據(jù)項(xiàng)名 稱稱 數(shù)據(jù)類型及長度數(shù)據(jù)類型及長度說明說明 學(xué)號學(xué)號字符，固定長度字符，固定長度6 前前4位為班號，后位為班號，后2位為在位為在 班內(nèi)序號班內(nèi)序號 學(xué)生姓名學(xué)生姓名字符，可變長度字符，可變長度8 學(xué)生性別學(xué)生性別字符，固定長度字符，固定長度2取值范圍男或女取值范圍男或女 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 課程 學(xué)生教師 管理 選修 講授 注冊 11 mn n m m n 教師號 系名 系號 專業(yè) 出生

4、 日期 性別 姓名 學(xué)號 姓名 性別 職稱 年齡 專業(yè) 系主任 電話 照片 評價(jià) 分?jǐn)?shù) 課程號類別課程名 學(xué)時(shí) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) “教學(xué)管理系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)模型表示為： 系（系號，系名，系主任，電話） 教師（教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別， 年齡，系號） 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，專業(yè)， 照片，系號） 課程（課程號，課程名，學(xué)時(shí)，類別） 課程評價(jià)（教師號，課程號，評價(jià)） 選修（學(xué)號，課程號，分?jǐn)?shù)） 物理設(shè)計(jì) 進(jìn)行物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)使用的計(jì)算機(jī)軟 硬件環(huán)境和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，確定數(shù)據(jù)庫 表的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行優(yōu)化，為數(shù)據(jù)模型選擇 合理的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法，決定存取路 徑和分配存取空間等。 建立索引的基本

5、原則 1）如果一個(gè)屬性（或一組屬性）經(jīng)常在查 詢條件或在連接操作的聯(lián)接條件中出現(xiàn)， 則考慮在這個(gè)屬性（或這組屬性）上建立 索引（或組合索引） 2）如果一個(gè)屬性經(jīng)常作為最大值或最小值 等聚合函數(shù)的參數(shù)，則考慮在這個(gè)屬性上 建立索引 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 數(shù)據(jù)庫實(shí)施是運(yùn)用dbms建立數(shù)據(jù)庫，創(chuàng) 建各種對象（表、窗體、查詢），編 制與調(diào)試應(yīng)用程序，錄入數(shù)據(jù)，進(jìn)行試運(yùn) 行 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正式投入使用后，還應(yīng)不 斷進(jìn)行評價(jià)、修改與調(diào)整。這一時(shí)期 的工作就是數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)流程 概念設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)模型評價(jià) 需求分析 不滿意 邏輯設(shè)計(jì) 物理設(shè)計(jì) 性能評價(jià) 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 試運(yùn)行 運(yùn)行與維護(hù) 不滿

6、意 不滿意 不滿意 7.2 需求分析 需求分析是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的起點(diǎn)和基 礎(chǔ) 需求分析階段的工作是詳細(xì)準(zhǔn)確地 了解數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和 用戶要求 開發(fā)的目的是什么 用戶需要從數(shù)據(jù)庫中得到的數(shù)據(jù)信息是什么 輸出這些信息采用何種方式或格式 需求分析的方法-調(diào)查 步驟 調(diào)查各部門的組成和業(yè)務(wù)活動(dòng) 幫助用戶進(jìn)一步明確系統(tǒng)最終要求 把結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)化的文檔表示出來，如使用數(shù)據(jù)流程 圖、數(shù)據(jù)字典和需求說明等 方式 發(fā)調(diào)查表 請專業(yè)人員介紹 詢問 跟班作業(yè) 查閱資料 數(shù)據(jù)流程圖的基本畫法 數(shù)據(jù)流程圖要表述出數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)流程圖要表述出數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)處理、 數(shù)據(jù)輸出以及數(shù)據(jù)存儲，它主要反映了數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸

7、出以及數(shù)據(jù)存儲，它主要反映了數(shù)據(jù) 和處理的關(guān)系。和處理的關(guān)系。 數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)輸出處理 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)流 7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 任務(wù) 將需求分析結(jié)果抽象為概念模型 方法 建立e-r模型(entity-relationship model) e-r模型的表示方法為e-r圖 e-r圖實(shí)質(zhì) 表示了實(shí)體、屬性和實(shí)體間的聯(lián)系 7.3.1 e-r圖的表示方法 實(shí)體用矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實(shí)體 名 屬性用橢圓表示，橢圓內(nèi)寫明屬性名， 并且將橢圓用線與相應(yīng)的實(shí)體連接。 聯(lián)系用菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系 名，并用線分別與有關(guān)的實(shí)體連接起來， 同時(shí)在線上注明聯(lián)系類型。（1：1，1：n 或m：n） 學(xué)生實(shí)體、

8、課程實(shí)體的屬性及其 聯(lián)系的e-r圖表示 學(xué)生課程 學(xué)號課程號課名學(xué)時(shí)性別姓名 選修 mn 系、教師、學(xué)生和課程間的聯(lián)系 系 課程 學(xué)生教師 管理 選修講授 注冊 11 mn n m m n 確定出確定出 實(shí)體與實(shí)體與 實(shí)體間實(shí)體間 聯(lián)系聯(lián)系 教學(xué)管理的e-r模型 系 課程 學(xué)生 教師 管理 選修 講授 注冊 11 mn n m m n 教師號 系名 系號 專業(yè) 出生 日期 性別 姓名 學(xué)號 姓名 性別 職稱 年齡 專業(yè) 系主任 電話 照片 評價(jià) 分?jǐn)?shù) 課程號類別課程名 學(xué)時(shí) 填全填全 實(shí)體實(shí)體 屬性屬性 7.3.2 建立e-r模型中的幾個(gè)問題 相對原則 對于同一對象抽象的結(jié)果可能不同 簡單原則

9、 現(xiàn)實(shí)世界的事物能作為屬性的盡量歸為屬性 設(shè)計(jì)過程 設(shè)計(jì)局部e-r模型 集成全局e-r模型 解決三種沖突 命名沖突 屬性沖突 結(jié)構(gòu)沖突 簡單原則舉例 學(xué)生宿舍 學(xué)號宿舍號管理員等級性別姓名 住宿 m 1 管理費(fèi)專業(yè) 出生 日期 竣工 時(shí)間 入住 時(shí)間 學(xué)生 學(xué)號 宿舍 號 性別 姓名 專業(yè) 出生 日期 不考慮宿舍的進(jìn)一步信不考慮宿舍的進(jìn)一步信 息時(shí)，宿舍應(yīng)作為屬性息時(shí)，宿舍應(yīng)作為屬性 建立e-r模型舉例 例7-1 一個(gè)企業(yè)應(yīng)用包括人員管理、生產(chǎn) 管理、設(shè)備管理等功能模塊。其中：人員 管理需要記錄職工編號、職工姓名、職務(wù) （干部/工人）、年齡、性別等。一個(gè)職工 工作于一個(gè)部門，一個(gè)部門有若干職工

10、。 對于部門應(yīng)記錄各部門的編號、部門名稱、 負(fù)責(zé)人、電話等信息。 設(shè)計(jì)局部e-r模型 人員管理的e-r圖 人員部門 職工 編號 編號 部門 名稱 性別 職工 姓名 屬于 m 1 電話年齡職務(wù)負(fù)責(zé)人 設(shè)計(jì)局部e-r模型 設(shè)備管理的e-r圖 人員 設(shè)備處 職工 編號 編號 性別 姓名 裝配 m1 電話 年齡 職務(wù) 負(fù)責(zé)人 包含 n m 零件 零件 編號 名稱規(guī)格 管理設(shè)備 名稱價(jià)格 設(shè)備 編號 1 n 數(shù)量 裝配 日期 設(shè)計(jì)局部e-r模型 生產(chǎn)管理的e-r圖 人員生產(chǎn)處 職工 編號 編號名稱 性別 姓名 屬于 m1 電話 年齡 職務(wù) 負(fù)責(zé) 人 生產(chǎn) n 1 零件 零件 編號 名稱規(guī)格 日期 數(shù)量

11、將局部e-r模型集成全局e-r模型 人員 部門 職工 編號 部門 編號 性別 姓名 裝配 m1 電話 年齡 職務(wù) 負(fù)責(zé) 人 包含 n m 零件 零件 編號 零件 名稱 規(guī)格 管理設(shè)備 設(shè)備 名稱 價(jià)格 設(shè)備 編號 1 n 裝配 數(shù)量 裝配 日期 部門 名稱 生產(chǎn) 1 m 生產(chǎn) 數(shù)量 生產(chǎn) 日期 7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 任務(wù) 將概念設(shè)計(jì)結(jié)果轉(zhuǎn)換為dbms支持的數(shù)據(jù)模 型 步驟 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型 將轉(zhuǎn)換來的模型向特定dbms支持的數(shù)據(jù)模 型轉(zhuǎn)換（這里使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型） 對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化 7.4.1 e-r模型轉(zhuǎn)換為 關(guān)系模型的方法 實(shí)體的轉(zhuǎn)換 一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式 實(shí)體間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換

12、 一對一聯(lián)系 一對多聯(lián)系 多對多聯(lián)系 主鍵的定義 實(shí)體的轉(zhuǎn)換 一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式 實(shí)體的屬性就是關(guān)系模式的屬性 實(shí)體的鍵就是關(guān)系的主鍵 例如 教學(xué)管理系統(tǒng)中共有教師、系、學(xué)生和課程 四個(gè)實(shí)體，它們轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式后分別為 教師（教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡） 系（系號，系名，系主任，電話） 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，專業(yè)，照片） 課程（課程號，課程名，學(xué)時(shí)，類別） 一對一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 方法一 聯(lián)系轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的關(guān)系模式 模式的屬性由聯(lián)系本身的屬性及兩個(gè)實(shí)體的鍵構(gòu)成 主鍵由兩個(gè)實(shí)體中的任意一個(gè)鍵構(gòu)成 方法二 將聯(lián)系與一端的實(shí)體的關(guān)系模式合并，即將聯(lián)系的屬 性加入到實(shí)體的關(guān)系模式

13、內(nèi) 主鍵不變 一對一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 建立獨(dú)立的關(guān)系模式 實(shí)體對應(yīng)關(guān)系模式分別為：實(shí)體對應(yīng)關(guān)系模式分別為： 班級（班級（班號班號，專業(yè)，人數(shù)），專業(yè)，人數(shù)） 班長（班長（學(xué)號學(xué)號，姓名，專長），姓名，專長） 聯(lián)系聯(lián)系 管理（管理（班號班號，學(xué)號），學(xué)號） 班級班長 班號 學(xué)號 姓名 人數(shù) 專業(yè) 管理 11 專長 關(guān)系模式關(guān)系模式“管理管理”的主的主 鍵也可以選擇學(xué)號鍵也可以選擇學(xué)號 一對一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 合并到實(shí)體關(guān)系模式 班級班長 班號 學(xué)號 姓名 人數(shù) 專業(yè) 管理 11 專長 原實(shí)體對應(yīng)關(guān)系模式分別為：原實(shí)體對應(yīng)關(guān)系模式分別為： 班級（班級（班號班號，專業(yè)，人數(shù)），專業(yè)，人數(shù)） 班長（學(xué)號，姓名，專

14、長）班長（學(xué)號，姓名，專長） 將聯(lián)系將聯(lián)系“管理管理”合并到實(shí)體合并到實(shí)體“班班 級級”對應(yīng)的模式后為：對應(yīng)的模式后為： 班級（班級（班號班號，專業(yè)，人數(shù)，專業(yè)，人數(shù)，學(xué)號學(xué)號） 班長（班長（學(xué)號學(xué)號，姓名，專長），姓名，專長） 聯(lián)系聯(lián)系“管理管理”也可以合并也可以合并 到實(shí)體到實(shí)體“班長班長”對應(yīng)的模對應(yīng)的模 式式 一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 方法一 聯(lián)系轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的關(guān)系模式 模式的屬性由聯(lián)系本身的屬性及兩個(gè)實(shí)體的鍵構(gòu)成 主鍵由n端實(shí)體的鍵組成 方法二 將聯(lián)系與n端的實(shí)體的關(guān)系模式合并，即將聯(lián)系的屬性 加入到實(shí)體的關(guān)系模式內(nèi) 主鍵不變 一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 建立獨(dú)立的關(guān)系模式 系教師 系號教師號姓名 年齡

15、 系主 任 系名 管理 1n 性別 職稱專業(yè) 電話 實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系模式實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系模式 系（系（系號系號，系名，系主任，電話），系名，系主任，電話） 教師（教師（教師號教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡），姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡） 聯(lián)系對應(yīng)的關(guān)系模式聯(lián)系對應(yīng)的關(guān)系模式 管理（管理（教師號教師號，系號），系號） 一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 合并到實(shí)體關(guān)系模式 系教師 系號教師號姓名 年齡 系主 任 系名 管理 1n 性別 職稱專業(yè) 電話 實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系模式實(shí)體對應(yīng)的關(guān)系模式 系（系（系號系號，系名，系主任，電話），系名，系主任，電話） 教師（教師（教師號教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡），姓

16、名，專業(yè)，職稱，性別，年齡） 合并到實(shí)體合并到實(shí)體“教師教師”后后 教師（教師（教師號教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡，姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡，系號）系號） 只能合并只能合并 到到“多多” 的一端的一端 多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 聯(lián)系只能轉(zhuǎn)換為獨(dú)立模式 模式的屬性由聯(lián)系本身的屬性及兩個(gè)實(shí)體的鍵 構(gòu)成 主鍵由兩端實(shí)體的鍵組合而成 多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 建立獨(dú)立的關(guān)系模式 課程（課程（課程號課程號，課程名，學(xué)時(shí)，類別），課程名，學(xué)時(shí)，類別） 學(xué)生（學(xué)生（學(xué)號學(xué)號，姓名，性別，專業(yè)，出生日期，照片），姓名，性別，專業(yè)，出生日期，照片） 選修（選修（學(xué)號學(xué)號，課程號課程號，分?jǐn)?shù)），分?jǐn)?shù)） 課程學(xué)生 課程

17、號學(xué)號姓名 照片 學(xué)時(shí) 課程名 選修 mn 性別 出生 日期 專業(yè) 類別 分?jǐn)?shù) 7.4.2 e-r模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型舉例 根據(jù)教學(xué)管理e-r模型建立教學(xué)管理系統(tǒng)的 關(guān)系模型 根據(jù)例7-1的e-r模型建立企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的 關(guān)系模型 系 課程 學(xué)生教師 管理 選修 講授 注冊 11 mn n m m n 教師 號 系名 系號 專業(yè) 出生 日期 性別 姓名 學(xué)號 姓名 性別 職稱 年齡 專業(yè) 系主 任 電話 照片 評價(jià) 分?jǐn)?shù) 課程 號 類別 課程 名 學(xué)時(shí) 系（系（系號系號，系名，系主任，電話），系名，系主任，電話）學(xué)生學(xué)生（學(xué)號學(xué)號，姓名，性別，出生日期，專業(yè)，照片），姓名，性別，出生日期，專業(yè)，照

18、片） 課程（課程（課程號課程號，課程名，學(xué)時(shí)，類別），課程名，學(xué)時(shí)，類別） 教師（教師（教師號教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡），姓名，專業(yè)，職稱，性別，年齡） 選修（選修（學(xué)號學(xué)號，課課 程號程號，分?jǐn)?shù)），分?jǐn)?shù)） 課 程 評 價(jià)課 程 評 價(jià) （教師號教師號， 課 程 號課 程 號 ， 評價(jià)）評價(jià)） 管理（管理（教師號教師號，系號系號） 注冊（注冊（學(xué)號學(xué)號，系號），系號） 系（系號，系名，系主任，電話） 課程（課程號，課程名，學(xué)時(shí)，類別） 教師（教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別， 年齡，系號） 學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，專業(yè)， 照片，系號） 選修（學(xué)號，課程號，分?jǐn)?shù)） 課程評價(jià)（

19、教師號，課程號，評價(jià)） 教學(xué)管理的關(guān)系模型教學(xué)管理的關(guān)系模型 人員 部門 職工 編號 部門 編號 性別 姓名 裝配 m1 電話 年齡 職務(wù) 負(fù)責(zé) 人 包含 n m 零件 零件 編號 零件 名稱 規(guī)格 管理設(shè)備 設(shè)備 名稱 價(jià)格 設(shè)備 編號 1 n 裝配 數(shù)量 裝配 日期 部門 名稱 生產(chǎn) 1 m 生產(chǎn) 數(shù)量 生產(chǎn) 日期 設(shè)備（設(shè)備（設(shè)備編號設(shè)備編號， 設(shè)備名稱，價(jià)格）設(shè)備名稱，價(jià)格） 零件（零件（零件編號零件編號， 零件名稱，規(guī)格）零件名稱，規(guī)格） 人員（人員（職工編號職工編號， 姓名，性別，年姓名，性別，年 齡，職務(wù)）齡，職務(wù)） 部門（部門（部門編號部門編號， 部門名稱，負(fù)責(zé)人，部門名稱，負(fù)

20、責(zé)人， 電話）電話） 生產(chǎn)（生產(chǎn)（零件編號零件編號，部門編號，部門編號， 生產(chǎn)日期，生產(chǎn)數(shù)量）生產(chǎn)日期，生產(chǎn)數(shù)量） 裝配（裝配（設(shè)備編號設(shè)備編號， 零件編號零件編號，裝配，裝配 日期，裝配數(shù)量）日期，裝配數(shù)量） 包含（包含（職工編職工編 號號，部門編號），部門編號） 人員（人員（職工編號職工編號，姓名，性別，姓名，性別， 年齡，職務(wù)，年齡，職務(wù)，部門編號部門編號） 管理（部門編號，管理（部門編號，設(shè)備編號設(shè)備編號） 合并合并 合并合并 設(shè)備（設(shè)備（設(shè)備編號設(shè)備編號，設(shè)備名稱，設(shè)備名稱， 價(jià)格，價(jià)格，部門編號部門編號） 企業(yè)應(yīng)用的關(guān)系模型 人員（職工編號，姓名，性別，年齡，職務(wù)，部門 編號） 部

21、門（部門編號，部門名稱，負(fù)責(zé)人，電話） 設(shè)備（設(shè)備編號，設(shè)備名稱，價(jià)格，部門編號） 零件（零件編號，零件名稱，規(guī)格） 生產(chǎn)（零件編號，部門編號，生產(chǎn)日期，生產(chǎn)數(shù)量） 裝配（設(shè)備編號，零件編號，裝配日期，裝配數(shù)量） 7.4.3 數(shù)據(jù)完整性設(shè)計(jì) 實(shí)體完整性 參照完整性 用戶自定義完整性 7.5 關(guān)系模式的規(guī)范化 7.5.1 問題的提出 7.5.2 函數(shù)依賴與鍵 7.5.3 關(guān)系模式的范式與規(guī)范化 供應(yīng)商編號供應(yīng)商名稱聯(lián)系方式商品名稱商品價(jià)格 101華訊12345678光驅(qū)180 101華訊12345678光盤150 101華訊12345678打印紙20 102欣欣87654321光盤160 102

22、欣欣87654321鼠標(biāo)56 例如針對供應(yīng)商建立了如下關(guān)系模式： 供貨（供應(yīng)商編號，供應(yīng)商名稱，聯(lián)系方式，商品名稱，商品價(jià)格） 數(shù)據(jù)冗余大數(shù)據(jù)冗余大 數(shù)據(jù)不一致性數(shù)據(jù)不一致性 操作異常操作異常 這個(gè)模式存在這個(gè)模式存在 如下問題如下問題 函數(shù)依賴 函數(shù)依賴的概念 函數(shù)依賴的表示方法 函數(shù)依賴的類型 完全依賴 部分依賴 傳遞依賴 學(xué)生關(guān)系的函數(shù)依賴關(guān)系 學(xué)號 專業(yè) 出生日期 性別 姓名 學(xué)生（學(xué)生（學(xué)號學(xué)號，姓名，性別，出生日期，專業(yè)），姓名，性別，出生日期，專業(yè)） 該關(guān)系的函數(shù)依賴集表示為：該關(guān)系的函數(shù)依賴集表示為： 學(xué)號學(xué)號姓名姓名 學(xué)號學(xué)號性別性別 學(xué)號學(xué)號出生日期出生日期 學(xué)號學(xué)號專業(yè)專

23、業(yè) 函數(shù)依賴的定義 給定一關(guān)系r，若當(dāng)且僅當(dāng)對應(yīng)于r中 屬性x的每一個(gè)值，在任一時(shí)刻必有一 個(gè)確定的屬性y值，則稱y是函數(shù)依賴 于x，也可稱為x函數(shù)決定y，記為x- y。 成績（學(xué)號，姓名，課程號，課程名，分?jǐn)?shù)） 學(xué)號 課程號 姓名 課程名 分?jǐn)?shù) 成績關(guān)系的函數(shù)依賴集成績關(guān)系的函數(shù)依賴集: 學(xué)號學(xué)號姓名姓名 課程號課程號課程名課程名 (學(xué)號學(xué)號,課程號課程號)分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù) 完全函數(shù)依賴和部分函數(shù)依賴 完全依賴 若稱關(guān)系r中的屬性y是完全依賴于屬性x， 則應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 屬性y函數(shù)依賴于屬性x 屬性y不函數(shù)依賴于屬性x的任一真子集x 部分依賴 如果屬性y只函數(shù)依賴于屬性x的某一真 子集x，則稱

24、屬性y部分函數(shù)依賴于屬性x。 傳遞依賴 定義：在關(guān)系r中，如果屬性x、y、z之 間滿足：xy,y z ，則稱z對x傳遞依 賴。 例如關(guān)系模式: 輔導(dǎo)（學(xué)號，班級，輔導(dǎo)員） 函數(shù)依賴集: 學(xué)號班級 班級輔導(dǎo)員 學(xué)號 輔導(dǎo)員 班級 鍵 定義：設(shè)k是關(guān)系r模式中的屬性，當(dāng) k的值確定后，關(guān)系中其它屬性值也就 唯一確定，且k的任何一個(gè)真子集不再 具有這樣的性質(zhì)，則稱k為r的鍵或候 選鍵。 注意： 通常選擇其中一個(gè)作主鍵 k可以是單個(gè)屬性或?qū)傩越M合 主屬性與非主屬性 主屬性 包含在任何一個(gè)候選鍵中的屬性稱 為主屬性 非主屬性 不包含在候選鍵中的屬性稱為非主 屬性或非鍵屬性 關(guān)系中主鍵是單屬性的，則非鍵屬

25、性 對主鍵肯定是完全函數(shù)依賴的。 而當(dāng)主鍵是復(fù)合屬性時(shí)，則非鍵屬性 對主鍵的函數(shù)依賴就有完全依賴和部 分依賴兩種可能。 外部鍵 設(shè)x是關(guān)系模式r中的屬性或?qū)傩越M， x并非r的鍵，而是另一關(guān)系模式的鍵， 則稱x是r的外鍵。 如： 系（部門編號，系名，系主任，電話） 教師（教師號，姓名，專業(yè)，職稱，性別， 年齡，部門編號） 范式與規(guī)范化 范式 關(guān)系滿足不同層次的要求就稱為不同的范 式 范式由低到高依次為1nf,2nf,3nf,4nf, 5nf 規(guī)范化 將一個(gè)低一級范式的關(guān)系模式分解為若干 個(gè)滿足高一級范式關(guān)系模式的集合的過程 1nf、2nf、3nf 1nf：如果關(guān)系模式r的每一個(gè)屬性只包含單一 的

26、值，則關(guān)系模式r滿足1nf 2nf：如果關(guān)系r滿足第一范式，而且它的所有 非主關(guān)鍵字屬性完全依賴于整個(gè)主屬性（也就是 說，不存在部分依賴），則r滿足第二范式 3nf：如果某關(guān)系滿足第二范式，而且他的任何 一個(gè)非主屬性都不傳遞函數(shù)依賴于任何非主屬性， 則r滿足第三范式 規(guī)范化至1nf 學(xué)號學(xué)號姓名姓名課程名課程名成績成績 991101李雨李雨 英語英語 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 85 90 991102楊玲楊玲 英語英語 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 73 94 991103張山張山 英語英語 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 76 85 學(xué)號學(xué)號姓名姓名課程名課程名成績成績 991101李雨李雨英語英語85 9911

27、01李雨李雨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)90 991102楊玲楊玲英語英語73 991102楊玲楊玲計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)94 991103張山張山英語英語76 991103張山張山計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)85 每一個(gè)屬性只包含單一的值每一個(gè)屬性只包含單一的值 由1nf規(guī)范化至2nf 消除部消除部 分依賴分依賴 名單（名單（學(xué)號學(xué)號，姓名），姓名） 成績（成績（學(xué)號學(xué)號，姓名，姓名，課程號課程號，課程名，分?jǐn)?shù)），課程名，分?jǐn)?shù)） 成績（成績（學(xué)號，課程號學(xué)號，課程號，分?jǐn)?shù)），分?jǐn)?shù)） 由2nf規(guī)范化至3nf 輔導(dǎo)（學(xué)號，班級，輔導(dǎo)員） 班級（班級（學(xué)號學(xué)號，班級），班級） 輔導(dǎo)（輔導(dǎo)（班級班級，輔導(dǎo)員），輔導(dǎo)員

28、） 消除傳消除傳 遞依賴遞依賴 數(shù)據(jù)庫規(guī)范化應(yīng)用實(shí)例 分析關(guān)系模式供貨（供應(yīng)商編號，供應(yīng)商 名稱，聯(lián)系方式，商品名稱，商品價(jià)格）的函 數(shù)依賴集，并將其規(guī)范到第三范式。 函數(shù)依賴集表示為 供應(yīng)商編號供應(yīng)商名稱 供應(yīng)商編號聯(lián)系方式 （供應(yīng)商編號，商品名稱）商品價(jià)格 該關(guān)系模式存在部分依賴，因此只滿足1nf 規(guī)范化至3nf為 供應(yīng)商（供應(yīng)商編號，供應(yīng)商名稱，聯(lián)系方式） 供貨信息（供應(yīng)商編號，商品名稱，商品價(jià)格） 7.6 設(shè)計(jì)實(shí)例期刊采編系統(tǒng) 期刊采編的主要任務(wù)是由編輯部的編輯人 員對稿件進(jìn)行編輯，決定稿件收錄的期刊 的刊次和欄目；設(shè)計(jì)排版部的設(shè)計(jì)人員， 負(fù)責(zé)期刊的設(shè)計(jì)排版工作。 需求分析 期刊采編系

29、統(tǒng)包括： 人員管理 稿件生產(chǎn)管理 期刊設(shè)計(jì)排版管理等功能模塊 需求分析人員管理模塊 人員管理需要記錄職工編號、職工姓名、職務(wù)、 年齡、性別等。 一個(gè)職工工作于一個(gè)部門，一個(gè)部門有若干職工。 對于部門應(yīng)記錄各部門的編號、部門名稱、負(fù)責(zé) 人、電話等信息。 需求分析稿件生產(chǎn)管理模塊 稿件生產(chǎn)管理模塊管理若干編輯部的若干人 員和進(jìn)行稿件的生產(chǎn)； 對于各編輯部需記錄各編輯部編號、負(fù)責(zé)人、 電話；而編輯部的人員同樣記錄人員編號、 姓名、職務(wù)、年齡、性別、負(fù)責(zé)的具體工作 等； 對于稿件需要記錄稿件的編號、標(biāo)題、作者、 字?jǐn)?shù)、正文等；每一個(gè)編輯部編輯多篇稿件， 而一篇稿件只有一個(gè)編輯部編輯，要記錄編 輯的姓名

30、和編輯完成的時(shí)間。 需求分析期刊設(shè)計(jì)排版模塊 期刊設(shè)計(jì)排版模塊管理設(shè)計(jì)排版部的若干人員 和若干期刊。 對于期刊需要記錄期刊的名稱、刊出年月等； 同樣對于稿件需要記錄稿件的編號、標(biāo)題、作 者、字?jǐn)?shù)、正文等； 對于設(shè)計(jì)排版部需記錄單位編號、負(fù)責(zé)人、電 話；設(shè)計(jì)排版部的人員同樣記錄職工編號、姓 名、職務(wù)、年齡、性別、負(fù)責(zé)的具體工作等。 每一本期刊由多篇稿件編排而成，要記錄編排 者的姓名和設(shè)計(jì)完成的時(shí)間。 需求分析數(shù)據(jù)流程圖 作者 期刊 編緝后稿件 編輯部 稿件 p2 排版 p1 編輯 期刊信息 編輯信息排版信息 設(shè)計(jì)排版部 排版后稿件 需求分析數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)流名稱：稿件數(shù)據(jù)流名稱：稿件 來源：作者來

31、源：作者 去向：去向：p1編輯編輯 包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：標(biāo)題、作包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：標(biāo)題、作 者、字?jǐn)?shù)、正文者、字?jǐn)?shù)、正文 期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流稿件稿件 數(shù)據(jù)流名稱：編輯信息數(shù)據(jù)流名稱：編輯信息 來源：編輯部來源：編輯部 去向：去向：p1編輯編輯 包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：編輯部編號、名稱、負(fù)責(zé)包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：編輯部編號、名稱、負(fù)責(zé) 人、電話、職工編號、職工姓名、年齡、人、電話、職工編號、職工姓名、年齡、 性別、職務(wù)、權(quán)限性別、職務(wù)、權(quán)限 期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流編輯信息編輯信息 需求分析數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)流名稱：期刊數(shù)據(jù)流名稱：期刊 來源：期刊來源：期刊 去向：去向：p1編輯編輯 包含

32、的數(shù)據(jù)項(xiàng)：期刊名稱、刊號、包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：期刊名稱、刊號、 出版日期出版日期 期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流期刊期刊 數(shù)據(jù)流名稱：編輯后稿件數(shù)據(jù)流名稱：編輯后稿件 來源：來源：p1編輯編輯 去向：去向：p2排版排版 包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：稿件編號、標(biāo)題、作包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：稿件編號、標(biāo)題、作 者、字?jǐn)?shù)、正文、編輯姓名、編輯日者、字?jǐn)?shù)、正文、編輯姓名、編輯日 期、期刊名稱、刊號、所屬欄目期、期刊名稱、刊號、所屬欄目 期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流編輯后稿件編輯后稿件 需求分析數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)流名稱：排版信息數(shù)據(jù)流名稱：排版信息 來源：設(shè)計(jì)排版部來源：設(shè)計(jì)排版部 去向：去向：p2排版排版 包含

33、的數(shù)據(jù)項(xiàng)：設(shè)計(jì)部編號、名包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：設(shè)計(jì)部編號、名 稱、負(fù)責(zé)人、電話、職工編號、稱、負(fù)責(zé)人、電話、職工編號、 職工姓名、年齡、性別、職務(wù)、職工姓名、年齡、性別、職務(wù)、 權(quán)限權(quán)限 期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流排版信息排版信息 數(shù)據(jù)流名稱：排版后稿件數(shù)據(jù)流名稱：排版后稿件 來源：來源：p2排版排版 去向：期刊去向：期刊 包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：稿件編號、標(biāo)題、作包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)：稿件編號、標(biāo)題、作 者、字?jǐn)?shù)、正文、編輯姓名、編輯日者、字?jǐn)?shù)、正文、編輯姓名、編輯日 期、期刊名稱、刊號、所屬欄目、設(shè)期、期刊名稱、刊號、所屬欄目、設(shè) 計(jì)者、完成日期、出版日期計(jì)者、完成日期、出版日期 期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流

34、期刊采編系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流排版后稿件排版后稿件 需 求 分 析 數(shù) 據(jù) 字 典 數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱數(shù)據(jù)類型及長度數(shù)據(jù)類型及長度說明說明 部門編號部門編號整型整型采用序列編號采用序列編號 部門名稱部門名稱字符，可變長度字符，可變長度50 負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)人字符，可變長度字符，可變長度50不能為空不能為空 電話電話字符，可變長度字符，可變長度24 職工編號職工編號整型整型采用序列編號采用序列編號 姓名姓名字符，可變長度字符，可變長度30不能為空不能為空 性別性別字符，固定長度字符，固定長度2取值男或女取值男或女 年齡年齡整型整型取值范圍取值范圍1-100 職務(wù)職務(wù)字符，可變長度字符，可變長度20多數(shù)人為多數(shù)人為“編輯編輯” 權(quán)限權(quán)限字符，可變長度字符，可變長度100 期刊編號期刊編號字符，固定長度字符，固定長度9 前前3位是期刊名稱縮寫，中間位是期刊名稱縮寫，中間4位位 是年號，最后是年號，最后2位是年度內(nèi)序號位是年度內(nèi)序號 期刊名稱期刊名稱字符，可變長度字符，可變長度50 設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者字符，可變長度字符，可變長度30 完成日期完成日期日期日期 出版日期出版日期日期日期 稿件編號稿件編號整型整型采用序列編號采用序列編號 標(biāo)題標(biāo)題字符，可變長度字符，可變長度1