第4章 數(shù)據(jù)建模與實體_關(guān)系模型

1、1 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 了解數(shù)據(jù)庫項目開發(fā)的基本步驟 理解數(shù)據(jù)模型的功能和作用 了解E-R模型的主要組成部分 學(xué)習(xí)構(gòu)建E-R模型圖 2 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用一、數(shù)據(jù)庫開發(fā)的基本步驟一、數(shù)據(jù)庫開發(fā)的基本步驟4.1 數(shù)據(jù)庫開發(fā)基本過程概念數(shù)據(jù)概念數(shù)據(jù)模型模型物理數(shù)據(jù)物理數(shù)據(jù)模型模型數(shù)據(jù)庫現(xiàn)實世界抽取轉(zhuǎn)化創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫需求分析數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫開發(fā)步驟3 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用二、各階段主要活動二、各階段主要活動1. 需求分析階段w 獲取數(shù)據(jù)表單、報表、查詢、業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)更新說明w 分析數(shù)據(jù)項特征、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)取值約束w 描述數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)處理要求w 創(chuàng)建數(shù)據(jù)概念模型2. 系統(tǒng)設(shè)計階段w 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)邏輯模型、數(shù)據(jù)物理模型）w 數(shù)據(jù)庫表、視圖、查詢設(shè)計w 數(shù)據(jù)庫表關(guān)聯(lián)設(shè)計w 數(shù)據(jù)庫表約束設(shè)計w 數(shù)據(jù)庫表索引設(shè)計4 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用3. 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)w 數(shù)據(jù)庫模型物理實現(xiàn)w 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)上線w 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)測試5 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用三、數(shù)據(jù)庫建模三、數(shù)據(jù)庫建模1. 什么是數(shù)據(jù)建模 對現(xiàn)實世界中存在的數(shù)據(jù)對象及其關(guān)系進行分析、發(fā)掘、描述，并給出其數(shù)據(jù)關(guān)系結(jié)構(gòu)的過程。2. 數(shù)據(jù)庫建模層次 概念數(shù)據(jù)模型用戶能直接理解的數(shù)據(jù)對象及其業(yè)務(wù)聯(lián)系 邏輯數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象的邏輯表示、邏輯聯(lián)系 物理數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象的物理存貯結(jié)構(gòu)及物理聯(lián)系 6 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用一、實體關(guān)系模型一、實體關(guān)系模

3、型4.2 實體-關(guān)系模型概念數(shù)據(jù)模型的理論基礎(chǔ)是實體-關(guān)系模型（E-R模型），它最早是由P. Chen于1976年提出。此后不斷有人對它進行改進，使它現(xiàn)成為比較流行的數(shù)據(jù)建模方法，并有集成到許多CASE工具中，用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)模型。P. Chen (陳品山)7 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用二、實體二、實體-關(guān)系模型的元素關(guān)系模型的元素在E-R模型中，主要包括實體、屬性、標(biāo)識符和關(guān)系等元素。1. 實體實體(Entity)是指問題域中存在的人、事、物、地點等客觀存在的具體事物以及抽象的概念。即用戶希望跟蹤的數(shù)據(jù)對象，如客戶、交易、產(chǎn)品、訂單等。實體集是指同類實體的集合。如商品（ITEM）實體集?？蓸?、

4、牙膏、鉛筆等是商品實體集的實例。8 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用9 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用2. 屬性屬性是指描述實體特征的數(shù)據(jù)項。每個實體都具有1個或多個屬性。學(xué)號學(xué)號姓名姓名身份證號身份證號性別性別專業(yè)專業(yè)學(xué)生學(xué)生屬性屬性10 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用3. 標(biāo)識符標(biāo)識符是指標(biāo)識不同實體實例的屬性。標(biāo)識符可以是1個或多個屬性。學(xué)號學(xué)號姓名姓名身份證號身份證號性別性別專業(yè)專業(yè)學(xué)生學(xué)生標(biāo)識符標(biāo)識符學(xué)號學(xué)號課程課程平時成績平時成績期末成績期末成績實踐成績實踐成績總成績總成績成績表成績表標(biāo)識符標(biāo)識符標(biāo)識符與主鍵的區(qū)別是標(biāo)識符是一個邏輯概念，標(biāo)識符不一定唯一。11 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用4. 關(guān)系關(guān)系(Relationship)是指實

5、體之間的關(guān)聯(lián)，如“學(xué)生”與“成績”的聯(lián)系、“孩子”與“父親”、“母親”的聯(lián)系等。關(guān)系中實體集的數(shù)目稱為關(guān)系度數(shù)。學(xué)生學(xué)生成績成績學(xué)業(yè)評估學(xué)業(yè)評估父親父親母親母親孩子孩子血緣血緣二元關(guān)系三元關(guān)系12 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用兩個實體之間可能具有如下3種二元關(guān)系之一：w 1對1（1:1）w 1對多（1:N）w 多對多（M:N）學(xué)生學(xué)生學(xué)生證學(xué)生證身份標(biāo)記身份標(biāo)記班班學(xué)生學(xué)生擁有擁有教師教師學(xué)生學(xué)生教學(xué)教學(xué)111NNMa)1對對1關(guān)系關(guān)系b)1對多關(guān)系對多關(guān)系c)多對多關(guān)系多對多關(guān)系13 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用上述實體之間的關(guān)系反映了一個給定實體有多少實例與另一實體實例存在的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系，通常采用術(shù)語基數(shù)（Car

6、dinality）。學(xué)生學(xué)生學(xué)生證學(xué)生證身份標(biāo)記身份標(biāo)記班班學(xué)生學(xué)生擁有擁有教師教師學(xué)生學(xué)生教學(xué)教學(xué)111NNM最小基數(shù)最小基數(shù)最大基數(shù)最大基數(shù)14 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用在實體之間除了需要反映了數(shù)量對應(yīng)關(guān)系，有時還需要反映關(guān)系實體參與的必要性，即可選（optional）或強制（mandatory）。強制強制可選可選學(xué)生學(xué)生學(xué)生證學(xué)生證身份標(biāo)記身份標(biāo)記班班學(xué)生學(xué)生擁有擁有導(dǎo)師導(dǎo)師學(xué)生學(xué)生指導(dǎo)指導(dǎo)15 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用一、實體關(guān)系圖不同版本一、實體關(guān)系圖不同版本4.3 實體-關(guān)系圖實體-關(guān)系模型圖（E-R模型）有如下幾個不同版本。Crows feet(鳥足)模型16 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用classic模型

7、17 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用IDEF1X模型18 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用UML模型19 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用二、數(shù)據(jù)庫建模通常使用符號二、數(shù)據(jù)庫建模通常使用符號1對多的兩個版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥足版本20 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用多對多的兩個版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥足版本21 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用Crowfeet的符號22 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用三、主流數(shù)據(jù)庫建模工具三、主流數(shù)據(jù)庫建模工具PowerDesignerPowerDsigner是一種面向軟件分析與設(shè)計的CASE工具，它基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫E-R建模、UML建模、業(yè)務(wù)流程建模、XML等理論，提供軟件需求模型、業(yè)務(wù)流程模型、概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型、物

8、理數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο竽Ｐ?、自定義模型的開發(fā)支持。概念數(shù)據(jù)模型23 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用世界最著名的兩大CASE 工具Rational Rose 和PowerDesigner PowerDesigner 作者王曉昀是一位中國人，在法國SDP 軟件公司工作時，由于苦覓一個好用的 CASE 工具未果，自己開發(fā)了AMC*Designer。 1995年SDP 被Powersoft 公司收購，同年P(guān)owersoft 被Sybase 收購，2010年SAP收購SybaseRose 是從UML 面向?qū)ο蠼?，而后再向?shù)據(jù)庫建模發(fā)展。PowerDesigner 先是一個純粹的數(shù)據(jù)庫建模工具，后來才向面向?qū)ο蠼?，業(yè)

9、務(wù)邏輯建模及需求分析建模發(fā)展24 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PowerDesigner 產(chǎn)品發(fā)展25 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PowerDsigner的數(shù)據(jù)建模工具特點：具有良好的性價比支持目前30多種流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如Oracle、SYBASE、SQLServer、DB2、DBF等）支持目前多種客戶端開發(fā)工具（如PB、VB、VC、Delphi等）滿足大、中、小型數(shù)據(jù)庫建模的需求26 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用概概念念數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型Conceptual Data Model (CDM)從用戶角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象及其關(guān)系，它幫助用戶分析信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系。邏輯邏輯數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型Logic Data Mod

10、e(LDM)從系統(tǒng)分析員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它幫助開發(fā)人員分析信息系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。物理物理數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型Physical Data Model (PDM) 從系統(tǒng)設(shè)計人員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理存儲及結(jié)構(gòu)關(guān)系，它針對設(shè)計者具體定義信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。PowerDesigner可建立的數(shù)據(jù)模型可建立的數(shù)據(jù)模型27 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用軟件開發(fā)階段與數(shù)據(jù)模型的關(guān)系CDMPDM實體關(guān)系圖ERD系統(tǒng)數(shù)據(jù)概念模型需求分析階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理模型系統(tǒng)設(shè)計階段LDM關(guān)系模型圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯模型28 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PowerDesigner數(shù)據(jù)建模:概念級或邏輯級，CDM和LD

11、M代表數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系，不考慮在數(shù)據(jù)庫上的物理實現(xiàn)。物理級，PDM指定了物理實現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)包括：目標(biāo)RDBMS的特征、性能和可用性等。CDMSQLServerPDMORACLEPDMSybasePDMSQLServerORACLESybase概念邏輯級數(shù)據(jù)模型物理級數(shù)據(jù)模型LDM29 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用概念數(shù)據(jù)模型建模案例1:指導(dǎo)獲得對應(yīng)學(xué)生學(xué)號姓名總學(xué)分導(dǎo)師導(dǎo)師號導(dǎo)師姓名課程成績成績課程說明課程號課程名稱課程學(xué)分學(xué)績管理30 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PowerDesigner的窗口布局31 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PowerDesigner實體32 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用33 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用34 數(shù)據(jù)庫原理

12、及應(yīng)用PowerDesigner關(guān)系35 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用36 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用四、弱實體四、弱實體實體類型可分為：w 弱實體w 強實體弱實體是指只有依賴其它實體才可以存在于數(shù)據(jù)庫中的實體。貸款還款貸款貸款號貸款金額還款還款號還款日期還款金額強實體強實體弱實體弱實體強實體是指非弱實體。37 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用指導(dǎo)獲得對應(yīng)學(xué)生學(xué)號姓名總學(xué)分導(dǎo)師導(dǎo)師號導(dǎo)師姓名課程成績成績課程說明課程號課程名稱課程學(xué)分下面哪個是弱實體? 哪個是強實體?38 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用標(biāo)識符(ID)依賴實體強實體弱實體五、五、ID依賴實體依賴實體39 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用w 只有在創(chuàng)建了強實體的實例后,才能添加標(biāo)識符依賴實體的實例。

13、w 在刪除強實體前,必須同時刪除所有標(biāo)識符依賴實體的實例。說明:40 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用六、非六、非ID依賴的弱實體依賴的弱實體非標(biāo)識符(ID)依賴弱實體41 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用問題問題: 分別說明分別說明ORDER、ASSIGNMENT、PRESCRIPTION實實體類型體類型非標(biāo)識符(ID)依賴弱實體標(biāo)識符(ID)依賴弱實體強實體42 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用七、子類實體七、子類實體子類型實體43 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用八、遞歸關(guān)系八、遞歸關(guān)系遞歸關(guān)系示例44 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用例 圖書管理系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型45 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用一、一、Heather Sweeney 設(shè)計公司需求設(shè)計公司需求4.4 E-R模型

14、設(shè)計示例w Heather Sweeney 是一個室內(nèi)裝潢設(shè)計公司老板，其公司除了設(shè)計業(yè)務(wù)外，還在住宅、廚房用品及商店場所開設(shè)系列培訓(xùn)課程。w 收入主要來源銷售有關(guān)廚房裝修書籍、錄像商品以及提供設(shè)計咨詢。w 需要通過數(shù)據(jù)庫來跟蹤客戶，發(fā)布商品推薦與咨詢服務(wù)。46 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用二、從培訓(xùn)課客戶列表提取實體二、從培訓(xùn)課客戶列表提取實體47 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用第1版本ER圖48 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用第2版本ER圖49 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用第3版本ER圖50 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用三、從客戶信函模版補充實體三、從客戶信函模版補充實體客戶信函51 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用含有CONTACT實體的第1版本ER圖52 數(shù)據(jù)庫原

15、理及應(yīng)用含有CONTACT實體的第2版本ER圖53 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用含有CONTACT實體的第3版本ER圖54 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用四、從銷售發(fā)貨單補充實體四、從銷售發(fā)貨單補充實體銷售發(fā)貨單55 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用含有INVOICE實體的第4版本ER圖56 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用含有INVOICE實體的第5版本ER圖57 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用含有INVOICE實體的第6版本ER圖58 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用五、實體屬性說明五、實體屬性說明SEMINAR實體59 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用CUSTOMER實體60 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用CONTACT實體61 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用INVOICE實體62 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用LINE_ITEM實體63 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PRODUCT實體64 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用一、一、WMCRM 數(shù)據(jù)庫模型數(shù)據(jù)庫模型4.5 使用Access開發(fā)原型WMCRM數(shù)據(jù)庫的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則： 每個客戶只與一個銷售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)65 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用修改后的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則： 任何客戶可以通過任何銷售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)66 數(shù)據(jù)庫原理