數(shù)據(jù)庫原理課件：創(chuàng)建并檢查ER模型

1邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)–步驟1創(chuàng)建并檢查ER模型2目標(biāo)什么是設(shè)計(jì)方法學(xué)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的兩個主要階段：邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵成功因素邏輯和物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的方法學(xué)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)中步驟1的任務(wù)：構(gòu)建ER模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟1產(chǎn)生的文檔，包括ER圖和數(shù)據(jù)字典3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)簡介如果所需要的數(shù)據(jù)庫相當(dāng)復(fù)雜，就需要有一種系統(tǒng)化的方法去設(shè)計(jì)和構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫既滿足用戶需求又能獲得性能需求（例如時(shí)間響應(yīng)）。這種系統(tǒng)化方法就是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)。4什么是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)一種使用過程、技巧、工具和文檔來支持和簡化設(shè)計(jì)過程的結(jié)構(gòu)化方法。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)由一系列步驟組成，這些步驟在工程的每個階段引導(dǎo)設(shè)計(jì)者使用合適的技術(shù)，幫助設(shè)計(jì)者規(guī)劃、管理、控制和評價(jià)數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程。它是一個結(jié)構(gòu)化方法，以標(biāo)準(zhǔn)化的和有組織的方式分析和建立數(shù)據(jù)庫需求模型。5數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的各個階段兩個主要階段:邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：按照特定的數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建企業(yè)所使用的數(shù)據(jù)的模型的過程，但獨(dú)立于特定的DBMS和其他的物理考慮事項(xiàng)。物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：在二級存儲上的數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的描述，它描述基本表、文件組織、用戶高效訪問數(shù)據(jù)的索引和相關(guān)的完整性約束及安全性限制。與特定的DBMS有關(guān)。6數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵成功因素

盡可能多地與用戶進(jìn)行交流在整個數(shù)據(jù)庫建模過程中使用一種結(jié)構(gòu)化方法學(xué)

使用數(shù)據(jù)驅(qū)動方法

在數(shù)據(jù)模型中加入結(jié)構(gòu)化和完整性考慮將規(guī)范化和事務(wù)有效性技術(shù)結(jié)合進(jìn)方法學(xué)中

盡可能多地使用圖去表示數(shù)據(jù)模型

（ERWin）使用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)語言(DBDL)構(gòu)建數(shù)據(jù)字典補(bǔ)充數(shù)據(jù)模型圖

樂于重復(fù)以上步驟7數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)概述

8步驟1：創(chuàng)建并檢查ER模型

目標(biāo):構(gòu)建將由數(shù)據(jù)庫支持的企業(yè)（或企業(yè)的一部分）的數(shù)據(jù)需求的ER模型。任務(wù)：為在分析階段標(biāo)識的用戶視圖（可能由幾個視圖集成合并而成）建立ER模型。9StayHome

用戶視圖和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)視圖（BusinessView）采用集中式方法將總經(jīng)理和采購員的視圖合并為業(yè)務(wù)視圖。形成局部邏輯數(shù)據(jù)模型。分公司視圖（Branch

View）采用集中式方法將經(jīng)理、主管、助理的視圖合并為分公司視圖。形成局部邏輯數(shù)據(jù)模型。本章為來自第6章事實(shí)發(fā)現(xiàn)總結(jié)的上述用戶視圖建立ER模型。10步驟1：任務(wù)

步驟1.1標(biāo)識實(shí)體

步驟1.2標(biāo)識關(guān)系

步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

步驟1.4確定屬性域步驟1.5確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性步驟1.6特化/泛化實(shí)體（可選步驟）

步驟1.7檢查模型的數(shù)據(jù)冗余步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)

步驟1.9與用戶一起檢查模型

11步驟1.1標(biāo)識實(shí)體仔細(xì)研究用戶的需求說明，注意提到的名詞或名詞短語，即是構(gòu)成某實(shí)體的屬性或?qū)嶓w本身。

例如，staffnumber（員工號）、staffname（員工名）、catalognumber（目錄號）、title（標(biāo)題）、dailyrentalrate（日租金）、purchaseprice（購買價(jià)格）提取主要對象，標(biāo)識為實(shí)體。例如，Staff實(shí)體（staffnumber，staffname）Video實(shí)體（catalognumber，title，dailyrentalrate，purchaseprice）12StayHome的Branch視圖實(shí)體Branch（分公司） Staff（員工）Video（錄像）VideoForRent（出租錄像）Member（會員）RentalAgreement（出租協(xié)議）Actor（演員）Director（導(dǎo)演）13實(shí)體文檔（數(shù)據(jù)字典）從數(shù)據(jù)字典中抽取出來的StayHome的Brunch用戶視圖的實(shí)體描述14步驟1：任務(wù)

步驟1.1標(biāo)識實(shí)體

步驟1.2標(biāo)識關(guān)系

步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

步驟1.4確定屬性域步驟1.5確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性步驟1.6特化/泛化實(shí)體（可選步驟）

步驟1.7檢查模型的數(shù)據(jù)冗余步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)

步驟1.9與用戶一起檢查模型

15步驟1.2 標(biāo)識關(guān)系

仔細(xì)研究用戶的需求說明，注意提到的動詞或動詞短語表示。使用實(shí)體-關(guān)系概念建模確定關(guān)系的多樣性約束

檢查扇形陷阱和深坑陷阱

關(guān)系文檔16步驟1.2 標(biāo)識關(guān)系

仔細(xì)研究用戶的需求說明，注意提到的動詞或動詞短語表示或“是”，“是…一部分”。例如，BranchHasStaff（分公司“有”員工）BranchIsAllcoatedVideoForRent（分公司“被分派”了出租錄像）VideoFroRentIsPartOfRentalAgreement（出租錄像“是”出租協(xié)議“一部分”）使用實(shí)體-關(guān)系概念建模17StayHome的Branch用戶視圖的關(guān)系初稿18StayHome的Branch用戶視圖的

ER模型初稿19確定關(guān)系的多樣性約束20為ER模型添加多樣性約束21步驟1.2 標(biāo)識關(guān)系

仔細(xì)研究用戶的需求說明，注意提到的動詞或動詞短語表示。使用實(shí)體-關(guān)系概念建模確定關(guān)系的多樣性約束

檢查扇形陷阱和深坑陷阱標(biāo)識了關(guān)系后，應(yīng)該檢查每個關(guān)系所描述的是不是確實(shí)所需要的，并且檢查是否產(chǎn)生連接陷阱。關(guān)系文檔22扇形陷阱（回顧）從第三個實(shí)體扇出的兩個實(shí)體有1:*關(guān)系，但這兩個實(shí)體之間應(yīng)該有直接關(guān)系以提供必要的信息。

23深坑陷阱（回顧）一種模型，假設(shè)兩個實(shí)體之間存在關(guān)系，但這些實(shí)體之間不存在路徑。24步驟1.2 標(biāo)識關(guān)系

仔細(xì)研究用戶的需求說明，注意提到的動詞或動詞短語表示。使用實(shí)體-關(guān)系概念建模確定關(guān)系的多樣性約束

檢查扇形陷阱和深坑陷阱關(guān)系文檔25從StayHome的Branch用戶視圖的數(shù)據(jù)字典中抽取的關(guān)系的描述26步驟1：任務(wù)

步驟1.1標(biāo)識實(shí)體

步驟1.2標(biāo)識關(guān)系

步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

步驟1.4確定屬性域步驟1.5確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性步驟1.6特化/泛化實(shí)體（可選步驟）

步驟1.7檢查模型的數(shù)據(jù)冗余步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)

步驟1.9與用戶一起檢查模型

27步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

仔細(xì)閱讀用戶需求說明書，尋找名詞或名詞短語，當(dāng)它們是特性、標(biāo)志或前面定義的實(shí)體或關(guān)系的特征時(shí)就可以被標(biāo)識成屬性。屬性文檔28簡單/復(fù)合屬性形如“地址”、“姓名”的屬性可以是簡單屬性或復(fù)合屬性。簡單屬性將地址的所有細(xì)節(jié)當(dāng)作一個值來處理，即作為實(shí)體的一個簡單屬性。如：“城市街道郵編”復(fù)合屬性由若干簡單屬性組成。如將地址的各元素分開，分別作為實(shí)體的屬性29單值/多值屬性形如“種類”、“電話”的屬性就是多值屬性。單值屬性只有一個值的屬性，例如catalogNo，不用做特殊處理。多值屬性對于特定的實(shí)體，某些屬性具有多個值。例如，“種類”屬性可能有“成人”、“兒童”、“動作”、“恐怖”等值。這類屬性可以將屬性標(biāo)記為一組具有上下限的值。在ER圖中表示出來。假如某單位的電話號碼有多個，可以將“電話”屬性作為一個單獨(dú)的實(shí)體處理。30派生屬性如果屬性值可以通過檢查其他屬性的值得到，則此屬性就被稱為派生屬性。如“年齡”可以通過“出生年月”計(jì)算出來，“年齡”就是派生屬性。通常，在邏輯數(shù)據(jù)模型中不表示這些屬性。如果要標(biāo)識，在其名字前加“/”。在物理設(shè)計(jì)階段才考慮派生屬性的表達(dá)。往往在用戶界面中體現(xiàn)。31StayHome中實(shí)體的屬性Branch(branchNo,address(復(fù)合：street,citystate,zipCode),telNo(多值))Staff(staffNo,name,position,salary)Video(catalogNo,title,category,dailyRental,price)Director(directorName)Actor(actorName)Member(memberNo,name(復(fù)合：fName,lName),address)RentalAgreement(rentalNo,dateOut,dateReturn)VideoForRent(videoNo,available)32StayHome中關(guān)系的屬性屬性dataJoined（描述會員在分公司登記的日期）很難將該屬性與一個特定的實(shí)體相關(guān)聯(lián)不能和實(shí)體Member相聯(lián)，因?yàn)橐粋€Member能在不只一個分公司登記它應(yīng)該與實(shí)體Member、Branch和Staff之間的三元關(guān)系Registers相關(guān)聯(lián)，作為該關(guān)系的屬性處理。屬性character（描述演員在錄像中的角色名稱）作為實(shí)體Actor和Video之間的多對多關(guān)系PlanysIn的屬性。33關(guān)系的屬性34屬性文檔屬性名稱和屬性描述數(shù)據(jù)類型和長度屬性的已知別名或同義詞屬性是否是一定要指定（換句話說，屬性的值是否可以為空）屬性是否是多值的，可否將多值屬性作為一個獨(dú)立的實(shí)體處理或含有上下界的一組值處理。屬性是否是復(fù)合屬性，如果是，那些單值組成了復(fù)合屬性。屬性是否是派生屬性，如果是，應(yīng)該如何計(jì)算。屬性的默認(rèn)值35StayHome數(shù)據(jù)字典中的部分屬性描述36步驟1：任務(wù)

步驟1.1標(biāo)識實(shí)體

步驟1.2標(biāo)識關(guān)系

步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

步驟1.4確定屬性域步驟1.5確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性步驟1.6特化/泛化實(shí)體（可選步驟）

步驟1.7檢查模型的數(shù)據(jù)冗余步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)

步驟1.9與用戶一起檢查模型

37步驟1.4確定屬性域域是一組值的集合，一個或多個屬性可以從中選擇它們的值指定域該屬性的容許值集合該屬性的大小和格式屬性域存檔38步驟1.5 確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性為每個實(shí)體標(biāo)識候選鍵，如果有多個候選鍵，則選擇其中之一作為主鍵，并標(biāo)識其他的作為備用鍵候選鍵不能為空（如果候選鍵不只包含一個屬性，每個屬性都不能為空）其他的候選鍵被稱為備用鍵人名不適合做候選鍵存檔候選鍵、主鍵和備用鍵39選擇主鍵的指南從候選鍵中選擇主鍵時(shí)，應(yīng)遵守：優(yōu)先選取具有最少的一組屬性的候選鍵值很少變化的候選鍵在未來不會失去唯一性的候選鍵（實(shí)體完整性）字符最少的候選鍵（對于文本屬性）最大值最?。▽τ跀?shù)值型屬性）從用戶的觀點(diǎn)來看最易于使用的候選鍵與弱實(shí)體有關(guān)的一個或多個屬性也可能成為最終主鍵的一部分，但它們并不提供唯一性。40StayHome顯示主鍵的ER模型41數(shù)據(jù)字典中主鍵和備用鍵的定義42步驟1：任務(wù)

步驟1.1標(biāo)識實(shí)體

步驟1.2標(biāo)識關(guān)系

步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

步驟1.4確定屬性域步驟1.5確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性步驟1.6特化/泛化實(shí)體（可選步驟）

步驟1.7檢查模型的數(shù)據(jù)冗余步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)

步驟1.9與用戶一起檢查模型

43步驟1.6特化/泛化實(shí)體(可選步驟)可以選擇使用特化和泛化過程來繼續(xù)邏輯數(shù)據(jù)模型的開發(fā)超類和子類的建模為數(shù)據(jù)模型添加了更多的細(xì)節(jié)，但是也使模型更加復(fù)雜44步驟1.7檢查冗余檢查ER模型是否有冗余存在，并刪除這些冗余在這個步驟中有三個活動重新檢查一對一關(guān)系刪除冗余關(guān)系當(dāng)訪問冗余時(shí)考慮時(shí)間尺度45重新檢查1:1關(guān)系在標(biāo)識實(shí)體時(shí)，可能標(biāo)識了兩個實(shí)體，但它們表示同一個對象。例如，標(biāo)識了實(shí)體Branch和Outlet，實(shí)際上，它們是同義詞。可以將這兩個實(shí)體應(yīng)該合并，如果主鍵不同，選作一個作為主鍵，另一個作為候選鍵。46刪除冗余關(guān)系如果通過其他關(guān)系可以獲得相同的信息，則這個關(guān)系就是冗余的。47當(dāng)訪問冗余時(shí)考慮時(shí)間尺度當(dāng)訪問冗余時(shí)，檢查實(shí)體間每個關(guān)系的意義是很重要的。48步驟1：任務(wù)

步驟1.1標(biāo)識實(shí)體

步驟1.2標(biāo)識關(guān)系

步驟1.3標(biāo)識實(shí)體或關(guān)系的有關(guān)屬性

步驟1.4確定屬性域步驟1.5確定候選鍵、主鍵和備用鍵屬性步驟1.6特化/泛化實(shí)體（可選步驟）

步驟1.7檢查模型的數(shù)據(jù)冗余步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)

步驟1.9與用戶一起檢查模型

49步驟1.8檢查模型是否支持用戶事務(wù)這個步驟的目標(biāo)就是檢查ER模型，確保模型支持所需要的事務(wù)兩種可能的方法描述事務(wù)使用事務(wù)路徑50描述事務(wù)根據(jù)每個事務(wù)的需求描述，檢查模型中是否提供了事務(wù)所需的所有信息（實(shí)體、關(guān)系和屬性）。事務(wù)（o）根據(jù)分公司號，列出每個分公司的每個經(jīng)理的名字。每個經(jīng)理的名字均包含在實(shí)體Staff中，而分公司的具體情況包含在實(shí)體Branch中，通過這兩個實(shí)體之間的關(guān)系Manages，可以完成上述事務(wù)的任務(wù)。51使用路徑（ｒ）按照片名順序列出某分公司指定導(dǎo)演的錄像名稱、種類和租借狀態(tài)導(dǎo)演信息在Director實(shí)體中，分公司信息在Branch實(shí)體中，從Director實(shí)體開始，使用關(guān)系“Directs”找到Video實(shí)體，然后通過關(guān)系“IS”找到VideoForRent實(shí)體，再通過關(guān)系“IsAllocated”找到Branch實(shí)體。即可完成此事務(wù)。52SQL語句（ｒ）按照片名順序列出某分公司指定導(dǎo)演的錄像名稱、種類和租借狀態(tài)/***使用候選鍵（通常是主鍵）/外鍵連接表***/SELECTVideo.*,VideoForRent.*FROMDirector,Video,VideoForRent,BranchWHERE(Director.directorNo=Video.directorNo)and(Video.catalogNo=VideoForRent.catalogNo)and(VideoForRent.branchNo=Branch.branchNo)and(Director.directorNo='D1001')and(Branch.branchNo='B001')53SQL語句（ｒ）按照片名順序列出某分公司指定導(dǎo)演的錄像名稱、種類和租借狀態(tài)SELECTVideo.*,VideoForRent.*FROMDirectorINNERJOINVideoONDirector.directorNo=Video.directorNoINNERJOINVideoForRentONVideo.catalogNo=VideoForRent.catalogNoINNERJOINBranchONVideoForRent.branchNo=Branch.branchNoWHEREDirector.directorNo='D1001'andBranch.branchNo='B001'/***使用候選鍵（通常是主鍵）/外鍵連接表***/另外一種形式的SQL語句54SQL語句（ｒ）按照片名順序列出某分公司指定導(dǎo)演的錄像名稱、種類和租借狀態(tài)/***使用候選鍵（通常是主鍵）/外鍵連接表***//****簡化形式****/SELECTVideo.*,VideoForRent.*FROMVideo,VideoForRentWHERE(Video.catalo