數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用課件：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)內(nèi)容：

實(shí)體-聯(lián)系（E-R）模型E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的方法2第一節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

一、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法新奧爾良（NewOrleans）方法?；?NF（第三范式）的設(shè)計(jì)方法。實(shí)體-聯(lián)系（E-R）模型方法。面向?qū)ο?ObjectOriented,OO)方法。3二、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟4

通過(guò)詳細(xì)地調(diào)查研究，了解用戶的組織機(jī)構(gòu)、業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)需求、完整性約束條件、事務(wù)處理和安全性要求等。這個(gè)階段的許多方法與系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)、軟件工程的方法類似。畫出組織機(jī)構(gòu)圖、業(yè)務(wù)流程圖，詳細(xì)描述用戶應(yīng)用環(huán)境的業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)需求。需求分析階段是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的最基礎(chǔ)工作，如果這個(gè)階段的工作不準(zhǔn)確或有誤，那么后面階段的任務(wù)就必然有偏差。如果設(shè)計(jì)要求不明確或誤解，直到系統(tǒng)測(cè)試階段才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，糾正起來(lái)要付出很大的代價(jià)。因此，必須高度重視這個(gè)階段的任務(wù)。1.需求分析階段5

概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是產(chǎn)生反映用戶信息需求的概念模型。概念模型獨(dú)立于計(jì)算機(jī)硬件和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的DBMS軟件，即概念設(shè)計(jì)階段不必考慮具體的計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備。

2.概念設(shè)計(jì)6

最常用的概念模型的表示方法是實(shí)體-聯(lián)系模型，簡(jiǎn)稱E-R模型方法。E-R模型方法雖然只有幾個(gè)基本元素，但能夠表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界復(fù)雜的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和約束條件。E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則十分簡(jiǎn)單、方便。

7

3.邏輯設(shè)計(jì)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是把概念設(shè)計(jì)的結(jié)果轉(zhuǎn)換成所選擇的DBMS支持的數(shù)據(jù)模型，當(dāng)前，絕大多數(shù)是轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型。因此，本章將介紹E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則。8

數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)。它依賴于一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)備。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是為一個(gè)給定的邏輯結(jié)構(gòu)選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)過(guò)程。當(dāng)前最流行關(guān)系DBMS對(duì)物理層設(shè)計(jì)的要求很少，且僅有的一些要求也是由DBA來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這是關(guān)系模型的一個(gè)重要特色。

4.物理設(shè)計(jì)95.數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施

確定了數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，就可以利用DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)和表，這是本課程的重點(diǎn)內(nèi)容，將在第四、五章介紹。101）維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和數(shù)據(jù)完整性2）監(jiān)測(cè)并改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能3）增加新的功能和數(shù)據(jù)4）糾錯(cuò)性維護(hù)

6.數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)11第二節(jié)實(shí)體-聯(lián)系模型

實(shí)體-聯(lián)系模型（簡(jiǎn)稱E-R模型）是一種概念模型，它以簡(jiǎn)單和直觀的方式描述用戶的數(shù)據(jù)需求，表達(dá)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。12一、E-R模型的基本概念實(shí)體是客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物。例如，一個(gè)客戶、一個(gè)訂單、一個(gè)部門都是一個(gè)實(shí)體。實(shí)體集是具有相同性質(zhì)實(shí)體的集合。所有客戶是一個(gè)實(shí)體集，所有訂單是一個(gè)實(shí)體集。屬性是實(shí)體集中每一個(gè)實(shí)體所具有的性質(zhì)，用于描述實(shí)體的特征。例如，客戶有客戶編號(hào)、客戶名稱、客戶地址、聯(lián)系電話等屬性。13E-R圖中實(shí)體和屬性表示方法圖3.2客戶實(shí)體集及其屬性客戶客戶編號(hào)

客戶名稱

客戶地址

聯(lián)系電話

在E-R圖中，用矩形框表示實(shí)體集，用橢圓框表示屬性。例如，客戶實(shí)體集及其屬性

。14

實(shí)體之間的聯(lián)系

一個(gè)實(shí)體與另一個(gè)實(shí)體之間存在的相互關(guān)系稱為聯(lián)系。例如，客戶與訂單之間存在的聯(lián)系，聯(lián)系用菱形框表示，聯(lián)系也可以有屬性?？蛻艨蛻艟幪?hào)

客戶名稱

客戶地址

聯(lián)系電話

有訂單號(hào)

訂購(gòu)日期

客戶編號(hào)

送貨地點(diǎn)

訂單圖3.3聯(lián)系的表示方法

15聯(lián)系的類型一對(duì)一聯(lián)系

實(shí)體集A中每一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集B中一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與B之間存在一對(duì)一聯(lián)系，記為1:1。一對(duì)多聯(lián)系

對(duì)于實(shí)體集A中每一個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有多個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系，反之，實(shí)體集B中的每一個(gè)實(shí)體只能與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，則稱實(shí)體集A與B之間存在一對(duì)多聯(lián)系，記為1:M。多對(duì)多聯(lián)系實(shí)體集A中一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中多個(gè)實(shí)體相聯(lián)系，反之亦然，則稱實(shí)體集A與B之間存在多對(duì)多聯(lián)系，記為M:N。16

聯(lián)系類型的表示方法一對(duì)一聯(lián)系

一對(duì)多聯(lián)系

多對(duì)多聯(lián)系

學(xué)生床位有客戶訂單有訂單商品有17

一名學(xué)生可以學(xué)習(xí)多門課程，且一門課程有多名學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生和課程實(shí)體集是多對(duì)多聯(lián)系E-R圖如下：

學(xué)生學(xué)號(hào)

姓名

性別

成績(jī)課程號(hào)

課程名稱

學(xué)時(shí)

分?jǐn)?shù)

課程圖3.3聯(lián)系的表示方法

18

例3.4

假設(shè)盛達(dá)公司的業(yè)務(wù)管理中，使用客戶、商品和訂單3種表格，如圖3.13所示。根據(jù)圖中的示例，分析實(shí)體集及實(shí)體集之間的聯(lián)系，并畫出E-R圖。。E-R模型設(shè)計(jì)的示例19【設(shè)計(jì)方法一】

將客戶、商品和訂單抽象為3個(gè)實(shí)體集，客戶與訂單實(shí)體集之間是一對(duì)多聯(lián)系，商品與訂單實(shí)體集之間是多對(duì)多聯(lián)系。20【設(shè)計(jì)方法二】

將訂單分解為訂單和訂單明細(xì)2個(gè)實(shí)體集，訂單與訂單明細(xì)、客戶與訂單、商品與訂單明細(xì)實(shí)體集之間都是一對(duì)多聯(lián)系。21第三節(jié)E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則：實(shí)體集

每一個(gè)實(shí)體集創(chuàng)建一個(gè)同名且具有相同屬性集的表，鍵作為表的主鍵。一對(duì)一聯(lián)系將一個(gè)表的主鍵作為外鍵放在另一個(gè)表中。

一對(duì)多聯(lián)系將“一”方向表的主鍵，作為外鍵放在“多”方向轉(zhuǎn)換的表中，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多聯(lián)系。多對(duì)多聯(lián)系將聯(lián)系本身轉(zhuǎn)換成一個(gè)表，該表的主鍵由兩個(gè)父表的主鍵組合而成，且主鍵也是外鍵。2223將例3.4的E-R模型

轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型

客戶(客戶編號(hào)

,客戶名稱,聯(lián)系人)訂單(訂單號(hào),日期,客戶編號(hào),送貨地點(diǎn)）商品（商品編碼,品名,規(guī)格,單價(jià)）訂單明細(xì)(訂單號(hào),商品編碼,數(shù)量）24第四節(jié)關(guān)系規(guī)范化與E-R模型

E-R模型方法主要從宏觀角度解決一個(gè)企業(yè)內(nèi)部所有數(shù)據(jù)需求和數(shù)據(jù)聯(lián)系的概念模型設(shè)計(jì)問題。關(guān)系規(guī)范化方法則是從微觀角度研究每一個(gè)關(guān)系模式的是否優(yōu)化的問題。這兩種方法的側(cè)重點(diǎn)和效果有所不同，可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中將兩種技術(shù)混合應(yīng)用。25將某建筑公司的業(yè)務(wù)歸納如下：（1）公司承擔(dān)多個(gè)工程項(xiàng)目；（2）每個(gè)工程項(xiàng)目需要多名職工參與，且每名

職工參與多個(gè)工程項(xiàng)目的施工；（3）每名職工至少要參與一個(gè)工程項(xiàng)目；（4）每名職工有一個(gè)主要的職務(wù)級(jí)別，決定本人的工資率（每小時(shí)的報(bào)酬）；（5）可能有多名職工具有相同的職務(wù)級(jí)別。

例如，公司聘用了多名電器工程師。（6）公司按照職工在每個(gè)工程項(xiàng)目中完成的工時(shí)和工資率計(jì)算工資。26根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則設(shè)計(jì)E-R模型圖3.17初步的E-R模型

參與職工工程名稱工程號(hào)工程工時(shí)職工號(hào)姓名職務(wù)工資率27轉(zhuǎn)換成3個(gè)關(guān)系模式,判斷是否屬于3NF

工程（工程號(hào)，工程名稱）

3NF

職工(職工號(hào),姓名,職稱,工資率)

2NF

報(bào)酬（工程號(hào)，職工號(hào)，工時(shí)）

3NF

因?yàn)楣べY率傳遞依賴于職工號(hào)，職工

2NF

28將職工關(guān)系分解成職工和級(jí)別，

消除傳遞函數(shù)依賴

工程（工程號(hào)，工程名稱）

3NF

級(jí)別(職稱,工資率)

3NF

職工(職工號(hào),姓名,職稱)

3NF

報(bào)酬（工程號(hào)，職工號(hào)，工時(shí)）

3NF

29第五節(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)綜合示例

一、需求分析1、一個(gè)簡(jiǎn)化的倉(cāng)庫(kù)管理業(yè)務(wù)流程商品供應(yīng)商客戶

職工2、業(yè)務(wù)流程中的數(shù)據(jù)需求分析

(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)30商品編碼品名顏色花型規(guī)格（cm）庫(kù)存數(shù)量最高庫(kù)存最低庫(kù)存參考價(jià)格P01222平紋花布玉色玫瑰花24524013000100015.30廠商編號(hào)廠商名稱聯(lián)系人地址電話號(hào)碼200110輝江紡織公司葛守堅(jiān)南通紡織城56663541客戶編號(hào)客戶名稱聯(lián)系人地址電話號(hào)碼102334上海嘉盛公司李麗君上海市閘北區(qū)新陽(yáng)工號(hào)姓名性別出生年月入職日期電話號(hào)碼職務(wù)身份證號(hào)206王海山男1986.5.62005.4.113568749965銷售員2101091986050653312、業(yè)務(wù)流程中的數(shù)據(jù)需求分析

(2)入庫(kù)處理信息

31廠商編號(hào)215011廠商名稱清源印染廠送貨日期2022/5/19來(lái)單編號(hào)NK2112588入庫(kù)明細(xì)商品編碼品名規(guī)格顏色花型數(shù)量（米）進(jìn)價(jià)P23124平紋印花260洋紅禮花350012.80P20025提花245米白浪花245013.00入庫(kù)單號(hào)：2022122

入庫(kù)單經(jīng)辦人簽字：史曉云2、業(yè)務(wù)流程中的數(shù)據(jù)需求分析

(4)出庫(kù)處理信息32訂單號(hào)2022181出庫(kù)日期2022/7/25廣西晨興公司收貨地址收貨地址收貨地址桂林光明路接貨人齊曉峰接貨人聯(lián)系電話齊曉峰1865588899118655888991總米數(shù)245總金額2625.00

出庫(kù)明細(xì)商品編碼品名規(guī)格顏色花型數(shù)量單價(jià)訂購(gòu)金額P23124平紋印花260洋紅禮花14515.002175.00P20025提花245米白浪花10014.5014,50.00出庫(kù)單號(hào)：K20122

商品出庫(kù)單經(jīng)辦人：方建軍33二、概念模型（E-R圖）設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)局部E-R圖入庫(kù)明細(xì)入庫(kù)單包含存在供應(yīng)商職工供應(yīng)驗(yàn)收商品圖3.19商品入庫(kù)操作的局部E-R圖34訂單明細(xì)訂單有包含客戶職工有經(jīng)辦商品圖3.20銷售業(yè)務(wù)局部E-R圖

35出庫(kù)明細(xì)出庫(kù)單有包含訂單職工對(duì)應(yīng)辦理商品圖3.21出庫(kù)業(yè)務(wù)的局部E-R圖

362.將局部E-R圖合并成全局E-R圖圖3.22盛達(dá)公司數(shù)據(jù)庫(kù)的全局E-R圖訂單經(jīng)辦對(duì)應(yīng)入庫(kù)明細(xì)職工入庫(kù)單訂單明細(xì)驗(yàn)收有辦理有包含供應(yīng)商客戶有商品包含包含出庫(kù)單出庫(kù)明細(xì)有供應(yīng)373.E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型商品(商品編碼,品名,顏色,花型,規(guī)格,庫(kù)存數(shù)量,最高庫(kù)存,

最低庫(kù)存,參考價(jià)格）供應(yīng)商(廠商編號(hào)，廠商名稱，聯(lián)系人，地址，電話號(hào)碼）客戶（客戶編號(hào)，客戶名稱，聯(lián)系人，地址，電話號(hào)碼）職