單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,第五章 數據庫設計和,ER,模型,,,,,數據庫系統(tǒng),2010,年,,本章重要概念,,（,1,）,DBS,生存期及其,7,個階段的任務和工作2,）概念設計的重要性、主要步驟邏輯設計階段的主要步驟3,）,ER,模型的基本元素，屬性的分類，聯(lián)系的元數、映射基數采用,ER,方法的概念設計步驟4,）,ER,模型到關系模型的轉換規(guī)則采用,ER,方法的邏輯設計步驟5,）,ER,模型的擴充：弱實體，超類和子類主要內容和學習要求,數據庫設計的全過程（領會）,,,ER,模型 （綜合應用）,,,ER,模型到關系模型的轉換 （綜合應用）,,ER,模型實例分析 （理解）,,增強的,ER,模型（理解）,,5.1,數據庫設計的全過程,什么是數據庫設計,,數據庫設計是指對于一個給定的應用環(huán)境，構造最優(yōu)的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）,,在數據庫領域內，常常把使用數據庫的各類系統(tǒng)統(tǒng)稱為數據庫應用系統(tǒng)數據庫與信息系統(tǒng),數據庫是信息系統(tǒng)的核心和基礎,,把信息系統(tǒng)中大量的數據按一定的模型組織起來,,提供存儲、維護、檢索數據的功能,,使信息系統(tǒng)可以方便、及時、準確地從數據庫中獲得所需的信息,,數據庫是信息系統(tǒng)的各個部分能否緊密地結合在一起以及如何結合的關鍵所在,,數據庫設計是信息系統(tǒng)開發(fā)和建設的重要組成部分,,軟件危機,軟件危機,,,20,世紀,60,年代中后期，由于軟件規(guī)模的擴大，復雜性的增加，導致了“軟件危機”，表現在：,,缺乏科學的指導原則和管理方法,,開發(fā)工作不能按時完成,,軟件產品質量低劣，達不到規(guī)定的要求,,由于軟件產品質量低劣，維護任務繁重,,軟件開發(fā)費用超出預算，應用部門與開發(fā)部門無法負擔。

軟件工程,軟件工程,,為了解決“軟件危機”，在,1968,年首次提出“軟件工程”的概念人們認為，應該用科學知識、工程方面的紀律指導軟件開發(fā)的過程，以提高軟件質量和開發(fā)效率，降低開發(fā)成本 數據庫系統(tǒng)生存期,軟件生存期,,從軟件的規(guī)劃、研制、實現、投入運行后的維護，直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個期間,數據庫工程,,,數據庫應用系統(tǒng)的開發(fā)是一項軟件工程，但又有自己特有的特點，,,所以特稱為“數據庫工程”數據庫系統(tǒng)生存期,,數據庫應用系統(tǒng)從開始規(guī)劃、設計、實現、維護到最后被新的系統(tǒng)取代而停止使用的整個期間,隸屬關系,,規(guī)劃,需求分析,系統(tǒng)設計,,程序編制,,調試,,運行維護,,運行和維護,,實現,,物理設計,邏輯設計,概念設計,需求分析,規(guī)劃,軟件生存期,數據庫生存期,,,數據庫設計的輸入,數據庫設計的輸入,,總體信息需求：數據庫系統(tǒng)的目標說明、數據元素的定義、數據在企業(yè)組織中的使用描述處理需求：每個應用需要的數據項、數據量以及應用執(zhí)行的效率DBMS,的特征：,DBMS,所支持的模式、子模式和程序語法的規(guī)則硬件和,OS,特征：對,DBMS,和,OS,訪問方法特有的內容，例如物理設備容量限制、時間特性及運行要求。

數據庫設計的輸出,數據庫設計的輸出,,說明書：說明數據庫的完整結構和基于數據庫結構和處理需求的應用程序的設計原則處理需求,DBMS,特征,總體信息需求,第,5,步,,物理設計,第,3,步,,概念設計,第,4,步,,邏輯設計,第,1,步,,規(guī)劃,第,2,步,,需求描述和分析,硬件和,,OS,特征,,物理數據庫結構,,需求說明書,,信息結構（獨立于,,硬件、軟件,）,邏輯數據庫結構,,（,DBMS,能處理的）,,應用程序說明書,數據庫設計的輸入輸出,,規(guī)劃階段的目標,得到詳盡的可行性分析報告和數據庫系統(tǒng)規(guī)劃綱要，內容包括：信息范圍；信息來源；人力資源；設備資源；軟件及支持工具資源；開發(fā)成本估算；開發(fā)進度計劃；現行系統(tǒng)向新系統(tǒng)過渡計劃等規(guī)劃階段的三個步驟,系統(tǒng)調查：,,對企業(yè)組織作全面的調查，畫出,組織層次圖,，以了解企業(yè)的組織結構,,可行性分析,,從技術、經濟、效益、法律等諸方面對建立數據庫的可行性進行分析；寫出,可行性分析報告,；組織專家討論其可行性,,確定,數據庫系統(tǒng)的總目標,和制定,項目開發(fā)計劃,,組織層次圖,,醫(yī)院,病區(qū),藥房,中,,藥房,西,,藥房,急診,,藥房,藥庫,中,,藥,,庫,西,,藥,,庫,出入院處,,功檢科室,財務科,,需求分析的目標,對系統(tǒng)的整個應用情況作全面的、詳細的調查，確定企業(yè)組織的目標，收集支持系統(tǒng)總的設計目標的基礎數據和對這些數據的要求，確定用戶的需求，并把這些要求寫成用戶和數據庫設計者都能夠接受的文檔。

需求分析工作,分析用戶活動產生，產生,業(yè)務流程圖,,了解用戶當前的業(yè)務活動和職能，搞清其處理流程（即業(yè)務流程）,,確定系統(tǒng)范圍，產生,系統(tǒng)關聯(lián)圖,,,確定計算機所能進行的數據處理的范圍，確定哪些工作由人工完成，哪些工作由計算機系統(tǒng)完成需求分析工作,分析用戶活動涉及的數據，產生,數據流圖,,,深入分析用戶的業(yè)務處理，以數據流圖形式表示出數據的流向和對數據所進行的加工分析系統(tǒng)數據，產生,數據字典,,,數據字典是系統(tǒng)中各類數據描述的集合，是進行詳細的數據收集和數據分析所獲得的主要成果，通常包括數據項、數據結構、數據流、數據存儲和處理過程五個部分業(yè)務流程圖,,預交金單據,結算單,預交金處理,入區(qū)登記,出院結算,病人入院信息,入院處,病人,,護士,醫(yī)生,醫(yī)囑信息,退藥申請單,項目執(zhí)行單,功檢科,醫(yī)囑執(zhí)行,藥房,診斷,入院登記,病人確費,退藥信息,發(fā)藥信息,發(fā)藥申請單,退藥處理,發(fā)藥處理,入庫申請,退藥申請,,頂層數據流圖,,F5,F1,F5,1,,出入院管理,D4,費用明細,D1,病人入院信息,D5,病人入區(qū)信息,F4,出入院處,2,,病區(qū)管理,3,,藥房管理,D9,發(fā)藥信息,D10,退藥申請,D11,退藥信息,F8 F9 F10 F11,F8 F9 F10 F11,D8,發(fā)藥申請,F5,F1,F4,F1,F1,,數據字典,,數 據 流,,系統(tǒng)名：醫(yī)院管理信息系統(tǒng) 編號：,F8,,條目名：發(fā)藥申請單 別名：,,來源：病區(qū)系統(tǒng),,去處：藥房系統(tǒng),,數據流結構：請求序號、住院號、患者姓名、醫(yī)囑序號、藥房代碼、病區(qū)代碼、科室代碼、醫(yī)生代碼、請求日期、藥品代碼、藥品數量、藥品規(guī)格、藥品單位、單價、請求類型,,,簡要說明：病區(qū)執(zhí)行醫(yī)囑后產生發(fā)藥申請單，藥房再按照申請單發(fā)藥,,修改記錄,,編 寫：,,張三,日 期：,,2004,．,5,,審 核,：,,李四,,日 期：,,2004,．,5,,,概念設計,,什么是概念結構設計,,需求分析階段描述的用戶應用需求是現實世界的具體需求,,將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結構即概念模型的過程就是概念結構設計,,概念結構是各種數據模型的共同基礎，它比數據模型更獨立于機器、更抽象，從而更加穩(wěn)定。

概念結構設計是整個數據庫設計的關鍵,,概念設計的目標,,,產生反映企業(yè)組織信息需求的數據庫概念結構，即概念模式概念設計的重要性,為什么需要概念設計？,,（,1,）將概念設計從設計過程中獨立出來，可以使數據庫設計各階段的任務相對單一化，降低數據庫設計的復雜程度，便于組織管理2,）概念設計能充分反映現實世界中實體間的聯(lián)系，不依賴于具體,DBMS,的模式，設計結果容易適應外界環(huán)境的變化概念設計的重要性,（,3,）易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是數據庫的設計成功的關鍵4,）易于向關系模型轉換概念設計的主要步驟,進行數據抽象，設計局部概念模式,,將局部概念模式綜合成,全局概念模式,,評審,,描述概念模型的工具,E-R,模型,,邏輯設計的目標,,把概念設計階段設計好的全局概念模式轉換成與選用的具體機器上的,DBMS,所支持的數據模型相符合的邏輯結構（包括數據庫模式和外模式）這些模式在功能上、完整性和一致性約束及數據庫的可擴充性等方面均應滿足用戶的各種要求邏輯設計的主要步驟,把概念模型轉換成邏輯模型,,設計外模型,,設計應用程序與數據庫的接口,,評價模型,,修正模型,,,物理設計,為一個給定的邏輯數據模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構的過程，就是數據庫的物理設計。

數據庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存取方法稱為數據庫的物理結構它依賴于給定的計算機系統(tǒng)物理設計的步驟,存儲記錄結構設計,（包括記錄的組成、數據項的類型、長度，以及邏輯記錄到存儲記錄的映射確定數據存放位置,,,存取方法的設計,（主鍵檢索和輔助鍵檢索）,,完整性和安全性考慮,,,程序設計,,數據庫的實現,用,DDL,定義數據庫結構,,數據裝載,,對數據量不大的小型系統(tǒng)（人工）,,主要工作：篩選數據；轉換數據格式；輸入數據；校驗數據對大中型系統(tǒng)（自動，即設計一個數據輸入子系統(tǒng)，由計算機輔助數據的入庫工作）,,主要工作：篩選數據；輸入數據；校驗數據；轉換數據；綜合數據數據庫的實現,編制與調試應用程序；,,數據庫試運行功能測試,,性能測試（時空代價）,,數據庫的運行與維護,,數據庫的轉儲和恢復,,,轉儲和恢復是系統(tǒng)正式運行后最重要的維護工作之一DBA,要針對不同的應用要求制定不同的轉儲計劃，定期對數據庫和日志文件進行備份一旦發(fā)生介質故障，即利用數據庫備份及日志文件備份，盡快將數據庫恢復到某種一致性狀態(tài)數據庫的運行與維護,數據庫安全性、完整性控制,,,DBA,必須根據用戶的實際需要授予不同的操作權限。

在數據庫運行過程中，由于應用環(huán)境的變化，對安全性的要求也會發(fā)生變化，,DBA,需要根據實際情況修改原有的安全性控制由于應用環(huán)境的變化，數據庫的完整性約束條件也會變化，也需要,DBA,不斷修正，以滿足用戶要求數據庫的運行與維護,數據庫性能的監(jiān)督、分析和改進,,在數據庫運行過程中，,DBA,必須監(jiān)督系統(tǒng)運行，對監(jiān)測數據進行分析，找出改進系統(tǒng)性能的方法利用監(jiān)測工具獲取系統(tǒng)運行過程中一系列性能參數的值通過仔細分析這些數據，判斷當前系統(tǒng)是否處于最佳運行狀態(tài)如果不是，則需要通過調整某些參數來進一步改進數據庫性能數據庫的運行與維護,數據庫的重組織和重構造,,1,）數據庫的重組織,,,數據庫運行一段時間后，由于記錄的不斷增、刪、改，會使數據庫的物理存儲變壞，從而降低數據庫存儲空間的利用率和數據的存取效率，使數據庫的性能下降為提高系統(tǒng)性能，需重組織數據庫數據庫的運行與維護,數據庫的重組織不會改變原設計的數據邏輯結構和物理結構DBMS,一般都提供了供重組織數據庫使用的實用程序，幫助,DBA,重新組織數據庫數據庫的運行與維護,2,）數據庫的重構造,,數據庫應用環(huán)境發(fā)生變化，會導致實體及實體間的聯(lián)系也發(fā)生相應的變化，使原有的數據庫設計不能很好地滿足新的需求,,數據庫重構造的主要工作是根據新環(huán)境調整數據庫的模式和內模式,,,數據庫的運行與維護,重構造數據庫的程度是有限的。

若應用變化太大，已無法通過重構數據庫來滿足新的需求，或重構數據庫的代價太大，則表明現有數據庫應用系統(tǒng)的生命周期已經結束，應該重新設計新的數據庫系統(tǒng)，開始新數據庫應用系統(tǒng)的生命周期了5.2 ER,模型,ER,模型的基本元素,,實體,,聯(lián)系,,屬性,實體,聯(lián)系,屬性,ER,模型圖例,老,,師,學,,生,教,m,n,學號,姓名,專業(yè),班級,職稱,性別,姓名,職號,,實體,實體,是一個數據對象，指應用中可以區(qū)別的客觀存在的事物同一類實體構成,實體集,實體類型,是對實體集中實體的定義由于實體、實體集、實體類型等概念的區(qū)分在轉換成數據庫的邏輯設計時才要考慮，因此在不引起混淆的情況下，一般將實體、實體集、實體類型等概念統(tǒng)稱為實體ER,模型中提到的實體往往是指實體集聯(lián)系,聯(lián)系,表示一個或多個實體之間的關聯(lián)關系同一類聯(lián)系構成“,聯(lián)系集,”聯(lián)系類型,是對聯(lián)系集中聯(lián)系的定義同實體一樣，一般將聯(lián)系、聯(lián)系集、聯(lián)系類型等統(tǒng)稱為聯(lián)系屬性,實體的某一特性稱為,屬性,在一個實體中，能夠唯一標識實體的屬性或屬性集稱為“,實體標識符,”一個實體只有一個實體標識符，沒有候選標識符的概念實體標識符有時也稱為實體的主鍵聯(lián)系也用屬性描述其特征，但聯(lián)系本身沒有標識符。

屬性的分類,根據屬性類型可分為簡單屬性和復合屬性,,簡單屬性,是不可再分割的屬性,,例如：性別、年齡,,復合屬性,是可以再分解為其他屬性的屬性,,,例如：地址屬性可分解為郵政編碼、省（市）名、區(qū)名、街道四個子屬性復合屬性形成了屬性的層次結構屬性的分類,圖,5.2,地址屬性的層次結構,郵政編碼,省,（市）名,地 址,區(qū) 名,街 道,家庭地址,門牌號碼,,,屬性的分類,根據屬性的取值特點分為單值屬性和多值屬性,,單值屬性,指的是同一實體的屬性只能取一個值,,例如：同一個學生只能有一個年齡,,多值屬性,只的是同一實體的某些屬性可能取多個值,,,例如：一個教師的學位是一個多值屬性（學士、碩士和博士）一種商品可能有多種銷售價格（經銷、代銷、批發(fā)和零售）多值屬性用雙線橢圓形表示屬性的分類,圖,5.3,多值屬性的表示,,零件編碼,零 件,零件名,供應商,,規(guī)格,進貨價格,銷售價格,零件編碼,,屬性的分類,在數據庫的實施過程中，應修改原來的,ER,模型，對多值屬性進行變換將原來的多值屬性用幾個新的單值屬性來表示,,例如：商品銷售價格可結合銷售性質（經銷、代銷、批發(fā)和零售）進行分解將原來的多值屬性用一個新的實體類型表示。

這個新實體類型和原來的實體類型是,1:N,聯(lián)系這個新實體依賴于原實體而存在，因此稱之為,弱實體,弱實體用雙線矩形框表示5.3.2,屬性的分類,,圖,5.4,多值屬性的變換（,1,）,零件編碼,零 件,零件名,供應商,,規(guī)格,進貨價格,經銷價格,,代銷價格,批發(fā)價格,零售價格,,,屬性的分類,圖,5.5,多值屬性的變換（,2,）,零件編碼,零 件,零件名,供應商,,規(guī)格,進貨價格,銷售性質,售貨價格,,存在,銷售價格,1,N,,,屬性的分類,通過具有相互依賴的屬性推導而產生的屬性稱為,派生屬性,派生屬性的值不必存儲在數據庫內，而其他需要存儲值的屬性稱為,存儲屬性,例如：實發(fā)工資可從基本工資、獎金、房租等屬性推導出來派生屬性的值不僅可以從其他屬性導出，也可以從有關的實體導出，,,派生屬性用虛線橢圓形與實體相連5.3.2,屬性的分類,,圖,5.6,派生屬性的表示,工號,職 工,姓名,基本工資,,獎金,房租,實發(fā)工資,,空值,當實體在某個屬性上沒有值時應使用,空值,聯(lián)系的元數,,一個聯(lián)系涉及到的實體集個數，稱為該聯(lián)系的元數或度數同一個實體集內部實體間的聯(lián)系，稱為一元聯(lián)系也稱為遞歸聯(lián)系兩個不同實體集、實體之間的聯(lián)系稱為二元聯(lián)系。

三個不同實體集實體之間的聯(lián)系，稱為三元聯(lián)系一對一聯(lián)系,圖,5.7,一對一聯(lián)系,,,一對多聯(lián)系,圖,5.8,一對多聯(lián)系,,,多對多聯(lián)系,,圖,5.9,多對多聯(lián)系,,,聯(lián)系類型的約束,,聯(lián)系類型的約束限制了參與聯(lián)系的實體的數目有兩類聯(lián)系約束：,,基數約束,,,參與一個聯(lián)系中的實體數目稱為映射基數在具體實現時，有時對映射基數還要做出更精確的描述，即指明參與聯(lián)系的實體數目的最小映射基數和最大映射基數，用范圍“,min..max,”,表示，用“,*,”表示“,∞,”聯(lián)系類型的約束,,參與約束,,如果實體集,E,中的每個實體都參與聯(lián)系集,R,的至少一個聯(lián)系中，稱實體集,E“,完全參與,”聯(lián)系集,R,如果實體集,E,中只有部分實體參與聯(lián)系集,R,的聯(lián)系中，稱實體集,E“,部分參與”聯(lián)系集,R,在,ER,圖中，完全參與用雙線表示，部分參與用單線表示一般，為了簡化，很少在,ER,圖上考慮參與約束，聯(lián)系全部用單線邊表示聯(lián)系類型的約束,問題：運動員根據其得分來排定名次在名次排列中，排在他前面只有一個人，排在他后面也只有一個人,,運動員,編號,姓名,性別,名次,順序,1,1,圖,5.10,一元聯(lián)系中的,1:1,聯(lián)系,,,聯(lián)系類型的約束,職工之間的上下級聯(lián)系,,職工,工號,姓名,年齡,性別,領導,1,N,圖,5.11,一元聯(lián)系中的,1:N,聯(lián)系,,,聯(lián)系類型的約束,工廠的零件之間存在著組合關系，一種零件由許多種子零件組成，而一種零件也可以是其他零件的子零件,,零件,零件號,零件名,規(guī),格,數量,組成,M,N,,圖,5.12,一元聯(lián)系中的,M:N,聯(lián)系,,,聯(lián)系類型的約束,某商業(yè)集團中，商店、倉庫、商品之間的進貨聯(lián)系,,,圖,5.13,三元聯(lián)系中的,M:N:P,聯(lián)系,,倉庫,商品,商店,倉庫號,倉庫名,地址,數量,商店號,商品名,商品號,商店名,日期,進貨,M,N,P,,聯(lián)系類型的約束,學校里規(guī)定每學期每位教師可講授,0,到,3,門課程，每門課程有且僅有一位教師上課,,圖,5.14,教師和課程之間的映射基數,教師,課程,講授,,1,（,0,，,3,）,,N,（,1,，,1,）,教師的基數為（,0,，,3,）,課程的基數為（,1,，,1,）,,聯(lián)系類型的約束,學校里規(guī)定每學期學生至少選修,1,門課程，最多選修,6,門課程；每門課程至多有,50,人選修，最少可以沒人選修,,,圖,5.15,學生和課程之間的映射基數,學生,課程,選課,,M （1，6）,,N （0，50）,學生的基數為（,1,，,6,）,課程的基數為（,0,，,50,）,,ER,模型的操作,教師號,姓名,出生日期,職務,工資,獎金,教師,（a）,,在,數據庫設計過程中，常常要對,ER,圖,進行種種變化，這種變化稱為,ER,模型的操作，包括實體類型、聯(lián)系類型和屬性的分裂、合并、增刪等。

原實體類型,,分裂,教師號,姓名,出生日期,教師不變信息,職務,工資,獎金,教師號,教師變動信息,（b）,圖,5.16,實體類型的垂直分裂,分裂方式有兩種：,,水平分裂（元組）和垂直分裂（屬性）,,分裂,教師,課程,主講,輔導,1,M,N,N,圖,5.17,聯(lián)系類型的分裂,教師,課程,教授,M,N,（a） （b）,聯(lián)系類型也可分裂,,合并,,不合法的合并,B,(a),A,C,A-C,B-C,A,C,A-B-C,(b),B,合并是分裂操作的逆過程合并的聯(lián)系類型必須是定義在相同的實體類型組合中，否則是不合法的合并采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計局部,ER,模式,,,,需求分析結果,確定局部結構范圍,實體定義,聯(lián)系定義,屬性分配,還有局部,,結構待分析,有,無,進入全局,ER,模式設計,局部,ER,模式設計,范圍的劃分要自然，易于管理；,范圍的大小要適度太小了，會造成局部結構過多，設計過程繁瑣，綜合困難；太大了，則容易造成內部結構復雜，不便分析,,范圍之間的界面要清晰，相互影響要小,依據系統(tǒng)的的當前用戶進行自然劃分,按用戶要求數據庫提供的服務歸納分類,,采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計局部,ER,模式,,,,需求分析結果,確定局部結構范圍,實體定義,聯(lián)系定義,屬性分配,還有局部,,結構待分析,有,無,進入全局,ER,模式設計,局部,ER,模式設計,采用人們習慣的劃分；,,避免冗余，在一個局部結構中，對一個對象只取一種抽象形式，不要重復；,,依據用戶的信息處理需求,,,采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計局部,ER,模式,,,,需求分析結果,確定局部結構范圍,實體定義,聯(lián)系定義,屬性分配,還有局部,,結構待分析,有,無,進入全局,ER,模式設計,局部,ER,模式設計,任意兩個實體類型之間是否存在聯(lián)系？,,一個實體類型內部是否存在聯(lián)系？,,多個 實體類型之間是否存在聯(lián)系？,,在確定聯(lián)系類型時，應注意防止出現冗余的聯(lián)系。

聯(lián)系類型確定后，需要命名和確定鍵采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計局部,ER,模式,,,,需求分析結果,確定局部結構范圍,實體定義,聯(lián)系定義,屬性分配,還有局部,,結構待分析,有,無,進入全局,ER,模式設計,局部,ER,模式設計,確定屬性的原則：,,屬性應該是不可再分解的語義單位；實體與屬性之間的關系只能是,1:N,的；不同實體類型的屬性之間應無直接關聯(lián)關系屬性分配的原則：,,當多個實體類型用到同一屬性時，一般把屬性分配給那些使用頻率最高的實體類型，或分配給實體值少的實體類型有些屬性不宜歸屬于任一實體類型，只說明實體之間聯(lián)系的特性,,,,局部模式,現有的教學,,管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對象,根據服務種類分析教師子模塊,……,局部,ER,圖,,其他局部模式,,現有的教學,,管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對象,根據服務種類分析學生子模塊,……,學籍管理局部應用的分,E-R,圖,導師,班級,學生,組成,管理,班主任,檔案材料,宿舍,住宿,歸檔,指導,系,有,參加,學會,1,N,1,1,1,N,N,N,1,1,N,M,N,1,具有,社會關系,1,N,局部,ER,圖,,其他局部模式,現有的教學,,管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對象,根據服務種類分析課程子模塊,……,局部,ER,圖,,課程管理局部應用分,E-R,圖,1,教室,M,1,教科書,教師,擔任,課程,系,開設,N,1,學生,選修,N,M,上課,P,N,,采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計全局,ER,模式,無,全局,ER,模式設計,,局部,ER,模式,確定公共實體類型,合并兩個局部,ER,模式,檢查并消除沖突,還有未合并的局部模式,有,還有沖突嗎,有,僅,根據實體類型名和鍵來認定公共實體類型：,,一般把同名實體類型作為公共實體類型的一類候選，,,把具有相同鍵的實體類型作為公共實體類型的另一類候選,,采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計全局,ER,模式,無,全局,ER,模式設計,,局部,ER,模式,確定公共實體類型,合并兩個局部,ER,模式,檢查并消除沖突,還有未合并的局部模式,有,還有沖突嗎,有,合并原則：,,首先進行兩兩合并,,先合并那些現實世界中有聯(lián)系的局部結構,,合并從公共實體類型開始，最后再加入獨立的局部結構。

采用,ER,方法的數據庫概念設計 之,設計全局,ER,模式,無,全局,ER,模式設計,,局部,ER,模式,確定公共實體類型,合并兩個局部,ER,模式,檢查并消除沖突,還有未合并的局部模式,有,還有沖突嗎,有,屬性沖突,：,如，重量單位有的用公斤，有的用克結構沖突,：,同一對象在不同應用中的不同抽象,；,同一實體在不同局部,ER,圖中屬性的個數或次序不同,；,實體之間的聯(lián)系在不同的局部,ER,圖中呈現不同的類型,,,命名沖突,：,屬性名、實體名、聯(lián)系名之間存在同名異義或異名同義沖突,,采用,ER,方法的數據庫概念設計 之全局,ER,模式的優(yōu)化,實體類型的合并,,1:1,聯(lián)系的兩個實體類型,,,具有相同鍵的實體類型,,,冗余屬性的消除,,,冗余聯(lián)系的消除：,利用規(guī)范化理論中函數依賴的概念消除冗余聯(lián)系,,,,例子：三個局部,ER,圖合并成一個,ER,圖,M,學籍管理局部應用分,E-R,圖,N,1,1,N,N,N,社會關系,具有,1,N,系,導師,檔案材料,歸檔,參加,學會,1,宿舍,住宿,指導,有,1,班級,學生,組成,N,N,班主任,管理,1,,1,1,,例子：三個局部,ER,圖合并成一個,ER,圖,課程管理局部應用分,E-R,圖,P,N,1,M,,M,系,教師,教科書,擔任,課程,選修,教室,上課,學生,開設,1,N,N,1,,例子：三個局部,ER,圖合并成一個,ER,圖,項目,系,教師管理局部應用分,E-R,圖,1,N,M,1,聘用,承接,參加,設置,院長,學院,主管,N,N,1,1,1,教師,評定,職稱,分配,工作量,1,1,1,N,管理,1,1,負責人,N,,例子：三個局部,ER,圖合并成一個,ER,圖,1,N,1,N,教師,1,合并后的教學管理,E-R,圖,P,1,1,N,1,N,1,M,,M,N,N,N,N,社會關系,具有,1,N,N,M,1,系,聘用,承接,項目,參加,設置,院長,學院,主管,N,N,1,1,1,教師,評定,職稱,分配,工作量,1,1,1,N,檔案材料,歸檔,參加,學會,1,宿舍,住宿,教科書,擔任,指導,課程,選修,教室,上課,有,1,班級,學生,組成,N,開設,N,管理,1,1,管理,1,,1,,5.3 ER,模型到關系模型的轉換,算法,5.1,,步驟,1,：將每個實體類型轉換成一個關系模式，實體的屬性即為關系模式的屬性，實體標識符即為關系模式的鍵,,ER,圖轉換成關系模式集的規(guī)則,步驟,2,聯(lián)系類型的轉換,,步驟,2.1,二元聯(lián)系類型的轉換,,若實體間聯(lián)系是,1:1,，可以在兩個實體類型轉換成的兩個關系模式中任意一個關系模式的屬性中加入另一個關系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。

若實體間聯(lián)系是,1:N,，,則在,N,端實體類型轉換成的關系模式中加入,1,端實體類型的鍵和聯(lián)系類型的屬性若實體間聯(lián)系是,M:N,，,則將聯(lián)系類型也轉換成關系模式，其屬性為兩端實體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩端實體鍵的組合步驟,2.2,一元聯(lián)系類型的轉換,:,同二元聯(lián)系,,ER,圖轉換成關系模式集的規(guī)則,步驟,2.3,三元聯(lián)系類型的轉換,,,若實體間的聯(lián)系是,1:1:1,，可以在,3,個實體類型轉換成的,3,個關系模式中任意一個關系模式的屬性中加入另兩個關系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性若實體間聯(lián)系是,1:1:N,，則在,N,端實體類型轉換成的關系模式中加入兩個,1,端實體類型的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性若實體間聯(lián)系是,1:M:N,，則將聯(lián)系類型也轉換成關系模式，其屬性為,M,端和,N,端實體類型的鍵（作為外鍵）加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為,M,端和,N,端實體鍵的組合若實體間聯(lián)系是,M:N:P,，則將聯(lián)系類型也轉換成關系模式，其屬性為,3,端實體類型的鍵（作為外鍵）加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為,3,端實體鍵的組合ER,模型到關系模型的轉換實例,圖,2.3,一對一聯(lián)系,,,ER,模型到關系模型的轉換實例,1:1,：在任意一個關系模式的屬性中加入另一個,,關系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。

學校（,校名,，地址，電話，,校長名,，任職年月）,,,校長（,姓名,，性別，年齡，職稱）,,,學校（,校名,，地址，電話）,,,校長（,姓名,，性別，年齡，職稱，,任職學校,，任職年月）,,,ER,模型到關系模型的轉換實例,圖,2.4,一對多聯(lián)系,,,ER,模型到關系模型的轉換實例,1:N,：在,N,端關系模式的屬性中加入,1,端關系模式的,,,鍵和聯(lián)系類型的屬性,系（,系號,，系名，電話）,,,教師（,工號,，姓名，性別，年齡，,系號,，聘期）,,ER,模型到關系模型的轉換實例,,圖,2.5,多對多聯(lián)系,,,ER,模型到關系模型的轉換實例,M:N,：,將聯(lián)系類型轉換成關系模式，其屬性,,為兩端實體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，,,而鍵為兩端實體鍵的組合學生,(,學號,，姓名,，,年齡，性別,),,課程,(,課程號,，課程名,，,教師名,),,選課,(,學號,，,課程號,，,成績,),,,ER,模型到關系模型的轉換實例,教師,系,課程,課程號,課程名,學分,姓名,性別,職稱,教材,聘用,開設,任教,教工號,電話,聘期,主管,系編號,系名,1,1,1,M,N,N,N,1,,ER,模型到關系模型的轉換實例,實體類型的轉換,,系,（,系編號,，系名，電話）,,教師,（,教工號,，姓名，性別，職稱）,,課程,（,課程號,，課程名，學分）,,,聯(lián)系類型的轉換,,系,（,系編號,，系名，電話，,主管人的教工號,）,,教師,（,教工號,，姓名，性別，職稱，,系編號,，聘期）,,課程,（,課程號,，課程名，學分，,系編號,）,,任教,(,教工號,，,課程號,，,教材,),,ER,模型到關系模型的轉換實例,,運動員,編號,姓名,性別,名次,順序,1,1,職工,工號,姓名,年齡,性別,領導,1,N,運動員,（,編號,，姓名，性別，名次，,上一名次編號,，,下一名次編號,）,,職工,（,工號,，姓名，年齡，性別，,經理工號,）,,,ER,模型到關系模型的轉換實例,,零件,零件號,零件名,規(guī),格,數量,組成,M,N,零件（,零件號,，零件名，規(guī)格）,,組成（,零件號,，,子零件號,，數量）,,,ER,模型到關系模型的轉換實例,,倉庫,商品,商店,倉庫號,倉庫名,地址,數量,商店號,商品名,商品號,商店名,日期,進貨,M,N,P,倉庫（,倉庫號,，倉庫名，地址）,,商店（,商店號,，商店名）,,商品（,商品號,，商品名）,,進貨（,商店號,，,商品名,，,倉庫號,，日期，數量）,,,采用,ER,方法的邏輯設計步驟,,關系數據庫的邏輯設計,關系模式規(guī)范化,模式評價,是否需要修正,從,ER,模式導出,,初始數據庫模式,處理需求,ER,模式,,DBMS,特征,用,DBMS,語法描述,模式修正,進入物理設計階段,是,否,,例,1,庫存銷售信息管理系統(tǒng)的,ER,模型及轉換,P,車間,倉位,產品,客戶,銷售員,存儲,出庫,訂單,入庫,M,N,M,P,M,N,P,M,N,N,庫存系統(tǒng),ER,圖,車間,(,車間號,,,車間名,,,主任名,),,產品,(,產品號,，產品名，單價,),,倉位,(,倉位號,，地址，主任名,),,客戶,(,客戶號,，客戶名，聯(lián)系人，電話，,,地址，稅號，賬號,),,銷售員,(,銷售員號,,,姓名,,,性別,,,學歷,,,業(yè)績）,實體,入庫,（,入庫單號,,,入庫量,,,入庫日期,,,經手人,,,,車間號,,,倉位號,,,產品名,）,,出庫,（,出庫單號,，出庫量，出庫日期，經手人，,,客戶號,，,產品名,，,倉位號,）,,訂單,（,訂單號,，數量，折扣，總價，訂單日期，,,產品號,，,客戶號,，,銷售員號,）,,,存儲,(,倉位號,,,產品號,,,核對日期,,,核對員,,,存儲量,),聯(lián)系,,例,2,：,公司車隊信息系統(tǒng)的,ER,模型,,圖,5.27,,公司車隊信息系統(tǒng)的,ER,模型,部門,,車隊,,司機,,車輛,,開銷,,維修公司,調用,報銷,擁有,聘用,保險,2,保險,1,M,1,N,N,1,N,N,N,N,1,1,保險公司,,1,N,維修,部門,(,部門號,,,名稱,,,負責人,),,車隊,(,車隊號,，名稱，地址,),,司機,(,司機號,，姓名，執(zhí)照號，電話，工資,),,車輛,(,車牌號,，車型，顏色，載重,),,保險公司,（,保險公司號,，名稱，地址）,,維修公司,（,維修公司號,，名稱，地址）,,開銷,(,順序號,,,費用類型,,,費用,,,日期,,,經手人）,調用,(,出車編號,,,出車日期,,,,,車程，費用，車輛數目,),,保險,1,(,投保日期，保險種類，費用,),,保險,2,(,投保日期，保險種類，費用,),實體類型,聯(lián)系的屬性,,例,2,：,公司車隊信息系統(tǒng)的,ER,模型,,部門,(,部門號,,,名稱,,,負責人,),,車隊,(,車隊號,，名稱，地址,),,司機,(,司機號,，姓名，執(zhí)照號，電話，工資，,保險公司號,，投保日期，保險種類，,,費用，,車隊號,),,車輛,(,車牌號,，車型，顏色，載重，,保險公司號,，投保日期，保險種類，費用，,,,維修公司號,，,車隊號,),,保險公司,（,保險公司號,，名稱，地址）,,維修公司,（,維修公司號,，名稱，地址）,,開銷,(,順序號,,,費用類型,,,費用,,,日期,,,經手人，,車牌號,）,調用,(,出車編號,,,部門號,,,車隊號,，出車日期,,,車程，費用，車輛數目,),實體類型,聯(lián)系類型,,例,3,：人事管理,信息系統(tǒng)的,ER,模型,,職工,(,工號,,,姓名,,,性別,,,年齡,,,學歷,),,部門,(,部門號,，部門名稱，職能,),,崗位,(,崗位編號,，崗位名稱，崗位等級,),,技能,(,技能編號,，技能名稱，技能等級,),,獎懲,（,序號,，獎懲標志，項目，獎懲金額）,,培訓課程,（,課程號,，課程名，教材，學時）,,工資,(,工號,,,基本工資,,,級別工資,,,養(yǎng)老金,,,,,失業(yè)金,,,公積金,,,納稅）,選課,(,時間,,,成績,),,設置,(,人數,),,考核,(,時間，地點，級別,),,接受,(,獎懲時間,),實體類型,聯(lián)系的屬性,N,圖,5.28,,人事管理信息系統(tǒng)的,ER,模型,工資,,培訓課程,,部門,,職工,,獎懲,,技能,享有,接受,選課,屬于,聘任,設置,M,1,1,N,M,N,M,M,N,1,崗位,,N,N,考核,1,,例,3,：人事管理,信息系統(tǒng)的,ER,模型,職工,(,工號,,,姓名,,,性別,,,年齡,,,學歷，,部門號,，,崗位編號,),,部門,(,部門號,，部門名稱，職能,),,崗位,(,崗位編號,，崗位名稱，崗位等級,),,技能,(,技能編號,，技能名稱，技能等級,),,獎懲,（,序號,，獎懲標志，項目，獎懲金額）,,培訓課程,（,課程號,，課程名，教材，學時）,,工資,(,工號,,,基本工資,,,級別工資,,,養(yǎng)老金,,,,,失業(yè)金,,,公積金,,,納稅）,選課,(,工號,,,課程號,，時間,,,成績,),,設置,(,部門號,，,崗位編號,，人數,),,考核,(,工號,,,技能編號,，時間，地點，級別,),,接受,(,工號,,,序號,，獎懲時間,),實體類型,聯(lián)系類型,,例,4,：旅游管理,信息系統(tǒng)的,ER,模型,,導游,(,導游編號,,,姓名,,,性別,,,年齡,,,身份證號碼,,,,,住址,,,電話,,,語種,,,等級,,,業(yè)績,),,交通工具,(,旅游班次號,，出發(fā)工具，出發(fā)日期，,,出發(fā)班次，出發(fā)時間，回程工具，,,回程日期，回程班次，回程時間,),,賓館,(,賓館編號,，賓館名，城市，星級，,,標準房價，聯(lián)系人，職務，,,地址，電話，傳真,),,旅游線路,(,路線號,,,起點,,,終點,,,,,天數,,,主要景點,),,旅游班次,(,班次號,,,出發(fā)日期,,,,,回程日期,,,旅游標準,,,報價,),,旅游團,(,團號,,,團名,,,人數,,,聯(lián)系人,,,,,地址,,,電話,),,游客,(,游客編號,,,姓名,,,性別,,,年齡,,,,,身份證號碼,,,住址,,,電話,),,保險單,(,保險單編號,，保險費，,,投保日期,),實體類型,實體類型,N,圖,5.29,,旅游管理信息系統(tǒng)的,ER,模型,旅游線路,,旅游班次,,賓館,,旅游團,,導游,,旅客,開設,陪同,有,交通,參加,食宿,1,1,1,N,M,1,1,N,N,1,保險單,,N,M,組成,交通工具,,1,,例,4,：旅游管理,信息系統(tǒng)的,ER,模型,旅游線路,(,路線號,,,起點,,,終點,,,天數,,,主要景點,),,旅游班次,(,班次號,,,出發(fā)日期,,,回程日期,,,旅游標準,,,報價，,路線號,),,旅游團,(,團號,,,團名,,,人數,,,聯(lián)系人,,,地址,,,電話，,保險單編號,，,班次號,),,游客,(,游客編號,,,姓名,,,性別,,,年齡,,,身份證號碼,,,住址,,,電話，,團號,),,保險單,(,保險單編號,，保險費，投保日期,),,導游,(,導游編號,,,姓名,,,性別,,,年齡,,,身份證號碼,,,住址,,,電話,,,語種,,,等級,,,業(yè)績,),,交通工具,(,旅游班次號,，出發(fā)工具，出發(fā)日期，出發(fā)班次，出發(fā)時間，回程工具，,,回程日期，回程班次，回程時間,),,賓館,(,賓館編號,，賓館名，城市，星級，標準房價，聯(lián)系人，職務，地址，電話，傳真,),陪同,(,導游編號,,,班次號,),,食宿,(,班次號,，,賓館編號,),實體類型,聯(lián)系類型,,5.5,增強的,ER,模型,什么是弱實體,,,一個實體對于另一個實體（稱為父實體）具有很強的依賴關系，而且該實體,主鍵的一部分或全部,從其父實體中獲得，稱該實體為,弱實體,。

弱實體,弱實體的表示方法,,,在,ER,模型中，弱實體用雙線矩形框表示，與弱實體相關的聯(lián)系，用雙線菱形框表示父實體與弱實體的聯(lián)系只能是,1:1,或,1:N,弱實體,顧 客,地 址,通訊,N,1,問題,:,商業(yè)應用系統(tǒng)中，顧客地址的存在依賴于顧客的存在,（一般顧客可以有若干個聯(lián)系地址）,,ER,圖,在實際應用中，對于有很強依賴關系的實體才確定為弱實體弱實體,問題：在人事管理系統(tǒng)中，親屬的存在是以職工的存在為前提，即親屬對于職工具有依賴聯(lián)系，所以說，親屬是弱實體,,職 工,親屬,具有,1,N,ER,,圖,職工（,職工號,，職工姓名，性別，年齡）,,親屬（,職工號，稱呼,，姓名，工作單位）,,關系,,模式,,,,子類實體與超類實體,什么是子類和超類,,當較低層上實體類型表達了與之聯(lián)系的較高層上的實體類型的特殊情況時，稱較高層上實體類型為超類型（,Supertype,），,較低層上實體類型為子類型從子類到超類的抽象過程稱為“概化”；從超類到子類的具體化過程稱為“特化”,,,,,子類實體與超類實體,特化過程的不相交約束,,不相交，用,d,表示,,重疊，用,o,表示,,特化過程的完備性約束,,整體特化，用雙線表示,,部分特化，用單線表示,,,子類實體與超類實體,對子類和超類進行插入、刪除操作的,3,條規(guī)則,,從超類刪除一個實體意味著該實體被自動地從它隸屬的所有子類中刪除,,向超類中插入一個實體意味著該實體被強制地插入到滿足兩種約束的子類中,,向一個整體特化的超類中插入一個實體，意味著實體被強制地插入到至少一個特化的子類中,,,子類實體與超類實體,人員,教師,本科生,學生,研究生,,學校人事系統(tǒng)中實體之間的聯(lián)系,,人員（,身份證號,，姓名，年齡，性別）,,教師（,身份證號,，教師編號，職稱）,,學生（,身份證號,，學號，系別，專業(yè)）,,本科生（,身份證號,，入學年份）,,研究生（,身份證號,，研究方向，導師姓名,）,對應的關系模式,,小結,數據庫的生命周期,,數據庫設計的步驟,,ER,模型,,基本概念,,ER,模型的設計方法,,ER,模型向關系模型的轉換,,本章的重點篇幅,,（,1,）教材中,P,1,68-170,的轉換規(guī)則和實例。

2,）教材中,P171-276,的四個,ER,模型實例對,ER,模型的理解,（一）,,ER,模型是人們認識客觀世界的一種方法、工具ER,模型具有客觀性和主觀性兩重含義ER,模型是在客觀事物或系統(tǒng)的基礎上形成的，在某種程度上反映了客觀現實，反映了用戶的需求，因此,ER,模型具有客觀性但,ER,模型又不等同于客觀事物的本身，它往往反映事物的某一方面，至于選取哪個方面或哪些屬性，如何表達則決定于觀察者本身的目的與狀態(tài)，從這個意義上說，,ER,模型又具有主觀性對,ER,模型的理解,（二）,,ER,模型的設計過程，基本上是兩大步：,,－先設計實體類型（此時不要涉及到“聯(lián)系”）；,,－再設計聯(lián)系類型（考慮實體間的聯(lián)系）具體設計時，有時“實體”與“聯(lián)系”兩者之間的界線是模糊的數據庫設計者的任務就是要把現實世界中的數據以及數據間的聯(lián)系抽象出來，用“實體”與“聯(lián)系”來表示另外，設計者應注意，,ER,模型應該充分反映用戶需求，,ER,模型要得到用戶的認可才能確定下來。