數(shù)據(jù)建模與實(shí)體關(guān)系模型

數(shù)據(jù)建模與實(shí)體關(guān)系模型第1頁(yè)/共73頁(yè)了解數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目開(kāi)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【學(xué)習(xí)目標(biāo)】第2頁(yè)/共73頁(yè)一、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的基本步驟4.1數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)基本過(guò)程概念數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)實(shí)世界抽取轉(zhuǎn)化創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)需求分析數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)步驟第3頁(yè)/共73頁(yè)二、各階段主要活動(dòng)1.需求分析階段

獲取數(shù)據(jù)表單、報(bào)表、查詢(xún)、業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)更新說(shuō)明

分析數(shù)據(jù)項(xiàng)特征、數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)取值約束

描述數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)處理要求

創(chuàng)建數(shù)據(jù)概念模型2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段

數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)邏輯模型、數(shù)據(jù)物理模型）

數(shù)據(jù)庫(kù)表、視圖、查詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)表約束設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)表索引設(shè)計(jì)第4頁(yè)/共73頁(yè)3.數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)模型物理實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)上線(xiàn)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)測(cè)試第5頁(yè)/共73頁(yè)三、數(shù)據(jù)庫(kù)建模1.什么是數(shù)據(jù)建模

對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的數(shù)據(jù)對(duì)象及其關(guān)系進(jìn)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(guò)程。2.數(shù)據(jù)庫(kù)建模層次

概念數(shù)據(jù)模型——用戶(hù)能直接理解的數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)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(duì)象的物理存貯結(jié)構(gòu)及物理聯(lián)系

第6頁(yè)/共73頁(yè)一、實(shí)體關(guān)系模型4.2實(shí)體-關(guān)系模型概念數(shù)據(jù)模型的理論基礎(chǔ)是實(shí)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(duì)它進(jìn)行改進(jìn)，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(kù)的概念數(shù)據(jù)模型。P.Chen

(陳品山)第7頁(yè)/共73頁(yè)二、實(shí)體-關(guān)系模型的元素在E-R模型中，主要包括實(shí)體、屬性、標(biāo)識(shí)符和關(guān)系等元素。1.實(shí)體實(shí)體(Entity)是指問(wèn)題域中存在的人、事、物、地點(diǎn)等客觀(guān)存在的具體事物以及抽象的概念。即用戶(hù)希望跟蹤的數(shù)據(jù)對(duì)象，如客戶(hù)、交易、產(chǎn)品、訂單等。實(shí)體集是指同類(lèi)實(shí)體的集合。如商品（ITEM）實(shí)體集。可樂(lè)、牙膏、鉛筆等是商品實(shí)體集的實(shí)例。第8頁(yè)/共73頁(yè)第9頁(yè)/共73頁(yè)2.屬性屬性是指描述實(shí)體特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)。每個(gè)實(shí)體都具有1個(gè)或多個(gè)屬性。學(xué)號(hào)姓名身份證號(hào)性別專(zhuān)業(yè)學(xué)生屬性第10頁(yè)/共73頁(yè)3.標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符是指標(biāo)識(shí)不同實(shí)體實(shí)例的屬性。標(biāo)識(shí)符可以是1個(gè)或多個(gè)屬性。學(xué)號(hào)姓名身份證號(hào)性別專(zhuān)業(yè)學(xué)生標(biāo)識(shí)符學(xué)號(hào)課程平時(shí)成績(jī)期末成績(jī)實(shí)踐成績(jī)總成績(jī)成績(jī)表標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符與主鍵的區(qū)別是標(biāo)識(shí)符是一個(gè)邏輯概念，標(biāo)識(shí)符不一定唯一。第11頁(yè)/共73頁(yè)4.關(guān)系關(guān)系(Relationship)是指實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)，如“學(xué)生”與“成績(jī)”的聯(lián)系、“孩子”與“父親”、“母親”的聯(lián)系等。關(guān)系中實(shí)體集的數(shù)目稱(chēng)為關(guān)系度數(shù)。學(xué)生成績(jī)學(xué)業(yè)評(píng)估父親母親孩子血緣二元關(guān)系三元關(guān)系第12頁(yè)/共73頁(yè)兩個(gè)實(shí)體之間可能具有如下3種二元關(guān)系之一：1對(duì)1（1:1）1對(duì)多（1:N）多對(duì)多（M:N）學(xué)生學(xué)生證身份標(biāo)記班學(xué)生擁有教師學(xué)生教學(xué)111NNMa)1對(duì)1關(guān)系b)1對(duì)多關(guān)系c)多對(duì)多關(guān)系第13頁(yè)/共73頁(yè)上述實(shí)體之間的關(guān)系反映了一個(gè)給定實(shí)體有多少實(shí)例與另一實(shí)體實(shí)例存在的數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常采用術(shù)語(yǔ)基數(shù)（Cardinality）。學(xué)生學(xué)生證身份標(biāo)記班學(xué)生擁有教師學(xué)生教學(xué)111NNM最小基數(shù)最大基數(shù)第14頁(yè)/共73頁(yè)在實(shí)體之間除了需要反映了數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系，有時(shí)還需要反映關(guān)系實(shí)體參與的必要性，即可選（optional）或強(qiáng)制（mandatory）。強(qiáng)制可選學(xué)生學(xué)生證身份標(biāo)記班學(xué)生擁有導(dǎo)師學(xué)生指導(dǎo)第15頁(yè)/共73頁(yè)一、實(shí)體關(guān)系圖不同版本4.3實(shí)體-關(guān)系圖實(shí)體-關(guān)系模型圖（E-R模型）有如下幾個(gè)不同版本。Crow’sfeet(鳥(niǎo)足)模型第16頁(yè)/共73頁(yè)classic模型第17頁(yè)/共73頁(yè)IDEF1X模型第18頁(yè)/共73頁(yè)UML模型第19頁(yè)/共73頁(yè)二、數(shù)據(jù)庫(kù)建模通常使用符號(hào)1對(duì)多的兩個(gè)版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥(niǎo)足版本第20頁(yè)/共73頁(yè)多對(duì)多的兩個(gè)版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥(niǎo)足版本第21頁(yè)/共73頁(yè)Crow’feet的符號(hào)第22頁(yè)/共73頁(yè)三、主流數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具PowerDesignerPowerDsigner是一種面向軟件分析與設(shè)計(jì)的CASE工具，它基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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、物理數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο竽Ｐ汀⒆远x模型的開(kāi)發(fā)支持。概念數(shù)據(jù)模型第23頁(yè)/共73頁(yè)世界最著名的兩大CASE

工具RationalRose

和PowerDesigner

PowerDesigner作者王曉昀是一位中國(guó)人，在法國(guó)SDP

軟件公司工作時(shí)，由于苦覓一個(gè)好用的

CASE

工具未果，自己開(kāi)發(fā)了AMC*Designer。

1995年SDP

被Powersoft

公司收購(gòu)，同年P(guān)owersoft被Sybase

收購(gòu)，2010年SAP收購(gòu)SybaseRose

是從UML

面向?qū)ο蠼?，而后再向?shù)據(jù)庫(kù)建模發(fā)展。PowerDesigner

先是一個(gè)純粹的數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具，后來(lái)才向面向?qū)ο蠼?，業(yè)務(wù)邏輯建模及需求分析建模發(fā)展第24頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)owerDesigner產(chǎn)品發(fā)展第25頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)owerDsigner的數(shù)據(jù)建模工具特點(diǎn)：具有良好的性?xún)r(jià)比支持目前30多種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（如Oracle、SYBASE、SQLServer、DB2、DBF等）支持目前多種客戶(hù)端開(kāi)發(fā)工具（如PB、VB、VC、Delphi等）滿(mǎn)足大、中、小型數(shù)據(jù)庫(kù)建模的需求第26頁(yè)/共73頁(yè)概念數(shù)據(jù)模型ConceptualDataModel(CDM)從用戶(hù)角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)象及其關(guān)系，它幫助用戶(hù)分析信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系。邏輯數(shù)據(jù)模型LogicDataMode(LDM)從系統(tǒng)分析員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)象邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它幫助開(kāi)發(fā)人員分析信息系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。物理數(shù)據(jù)模型PhysicalDataModel(PDM)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)及結(jié)構(gòu)關(guān)系，它針對(duì)設(shè)計(jì)者具體定義信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。PowerDesigner可建立的數(shù)據(jù)模型第27頁(yè)/共73頁(yè)軟件開(kāi)發(fā)階段與數(shù)據(jù)模型的關(guān)系CDMPDM實(shí)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(kù)設(shè)計(jì)圖——系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理模型系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段LDM關(guān)系模型圖——系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯模型第28頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)owerDesigner數(shù)據(jù)建模:概念級(jí)或邏輯級(jí)，CDM和LDM代表數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系，不考慮在數(shù)據(jù)庫(kù)上的物理實(shí)現(xiàn)。物理級(jí)，PDM指定了物理實(shí)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(jí)數(shù)據(jù)模型物理級(jí)數(shù)據(jù)模型LDM第29頁(yè)/共73頁(yè)概念數(shù)據(jù)模型建模案例1:學(xué)績(jī)管理第30頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)owerDesigner的窗口布局第31頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)owerDesigner實(shí)體第32頁(yè)/共73頁(yè)第33頁(yè)/共73頁(yè)第34頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)owerDesigner關(guān)系第35頁(yè)/共73頁(yè)第36頁(yè)/共73頁(yè)四、弱實(shí)體實(shí)體類(lèi)型可分為：

弱實(shí)體

強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)體是指只有依賴(lài)其它實(shí)體才可以存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體。強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)體強(qiáng)實(shí)體是指非弱實(shí)體。第37頁(yè)/共73頁(yè)下面哪個(gè)是弱實(shí)體?哪個(gè)是強(qiáng)實(shí)體?第38頁(yè)/共73頁(yè)標(biāo)識(shí)符(ID)依賴(lài)實(shí)體強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)體五、ID依賴(lài)實(shí)體第39頁(yè)/共73頁(yè)

只有在創(chuàng)建了強(qiáng)實(shí)體的實(shí)例后,才能添加標(biāo)識(shí)符依賴(lài)實(shí)體的實(shí)例。在刪除強(qiáng)實(shí)體前,必須同時(shí)刪除所有標(biāo)識(shí)符依賴(lài)實(shí)體的實(shí)例。說(shuō)明:第40頁(yè)/共73頁(yè)六、非ID依賴(lài)的弱實(shí)體非標(biāo)識(shí)符(ID)依賴(lài)弱實(shí)體第41頁(yè)/共73頁(yè)問(wèn)題:分別說(shuō)明ORDER、ASSIGNMENT、PRESCRIPTION實(shí)體類(lèi)型非標(biāo)識(shí)符(ID)依賴(lài)弱實(shí)體標(biāo)識(shí)符(ID)依賴(lài)弱實(shí)體強(qiáng)實(shí)體第42頁(yè)/共73頁(yè)七、子類(lèi)實(shí)體子類(lèi)型實(shí)體第43頁(yè)/共73頁(yè)八、遞歸關(guān)系遞歸關(guān)系示例第44頁(yè)/共73頁(yè)例圖書(shū)管理系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型第45頁(yè)/共73頁(yè)一、HeatherSweeney設(shè)計(jì)公司需求4.4E-R模型設(shè)計(jì)示例HeatherSweeney是一個(gè)室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)公司老板，其公司除了設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)外，還在住宅、廚房用品及商店場(chǎng)所開(kāi)設(shè)系列培訓(xùn)課程。收入主要來(lái)源銷(xiāo)售有關(guān)廚房裝修書(shū)籍、錄像商品以及提供設(shè)計(jì)咨詢(xún)。需要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)跟蹤客戶(hù)，發(fā)布商品推薦與咨詢(xún)服務(wù)。第46頁(yè)/共73頁(yè)二、從培訓(xùn)課客戶(hù)列表提取實(shí)體第47頁(yè)/共73頁(yè)第1版本ER圖第48頁(yè)/共73頁(yè)第2版本ER圖第49頁(yè)/共73頁(yè)第3版本ER圖第50頁(yè)/共73頁(yè)三、從客戶(hù)信函模版補(bǔ)充實(shí)體客戶(hù)信函第51頁(yè)/共73頁(yè)含有CONTACT實(shí)體的第1版本ER圖第52頁(yè)/共73頁(yè)含有CONTACT實(shí)體的第2版本ER圖第53頁(yè)/共73頁(yè)含有CONTACT實(shí)體的第3版本ER圖第54頁(yè)/共73頁(yè)四、從銷(xiāo)售發(fā)貨單補(bǔ)充實(shí)體銷(xiāo)售發(fā)貨單第55頁(yè)/共73頁(yè)含有INVOICE實(shí)體的第4版本ER圖第56頁(yè)/共73頁(yè)含有INVOICE實(shí)體的第5版本ER圖第57頁(yè)/共73頁(yè)含有INVOICE實(shí)體的第6版本ER圖第58頁(yè)/共73頁(yè)五、實(shí)體屬性說(shuō)明SEMINAR實(shí)體第59頁(yè)/共73頁(yè)CUSTOMER實(shí)體第60頁(yè)/共73頁(yè)CONTACT實(shí)體第61頁(yè)/共73頁(yè)INVOICE實(shí)體第62頁(yè)/共73頁(yè)LINE_ITEM實(shí)體第63頁(yè)/共73頁(yè)P(yáng)RODUCT實(shí)體第64頁(yè)/共73頁(yè)一、WMCRM數(shù)據(jù)庫(kù)模型4.5使用Access開(kāi)發(fā)原型WMCRM數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則：每個(gè)客戶(hù)只與一個(gè)銷(xiāo)售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)第65頁(yè)/共73頁(yè)修改后的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則：任何客戶(hù)可以通過(guò)任何銷(xiāo)售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)第66頁(yè)/共73頁(yè)二、使用ACCESS為原始數(shù)據(jù)模型創(chuàng)建表單原型原始數(shù)據(jù)