第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1、4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述4.2 需求分析需求分析4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計4.6 數(shù)據(jù)庫的實施數(shù)據(jù)庫的實施4.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù) 4.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點4.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法4.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟4.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫設(shè)計的定義設(shè)計的定義數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計優(yōu)化，設(shè)計優(yōu)化的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫邏輯模式和物理結(jié)構(gòu)

2、，并據(jù)此建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，庫邏輯模式和物理結(jié)構(gòu)，并據(jù)此建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲和管理數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，使之能夠有效地存儲和管理數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。目標(biāo)：為用戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個高效率的運(yùn)行環(huán)境目標(biāo)：為用戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個高效率的運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)庫的存取效率數(shù)據(jù)庫的存取效率存儲空間的利用率存儲空間的利用率數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件的結(jié)合。干件是技術(shù)和數(shù)據(jù)庫建設(shè)是硬件、軟件和干件的結(jié)合。干件是技術(shù)和管理的界面。管理的界面。三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)三分技術(shù)，七分管理，十二分

3、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)該與應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計相數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)該與應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計相結(jié)合結(jié)合結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)數(shù)據(jù))設(shè)計：設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計：設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)行為行為(處理處理)設(shè)計：設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計：設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)4.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點4.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法4.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟4.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式 早期數(shù)據(jù)庫設(shè)計：手工早期數(shù)據(jù)庫設(shè)計：手工與經(jīng)驗相結(jié)合方法與經(jīng)驗相結(jié)合方法 設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計人員的經(jīng)驗和水平有直接關(guān)系設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計人員的經(jīng)驗和水平有直接關(guān)系數(shù)據(jù)庫運(yùn)行一段時間后常常不同程度地發(fā)現(xiàn)各種問題

4、，增數(shù)據(jù)庫運(yùn)行一段時間后常常不同程度地發(fā)現(xiàn)各種問題，增加了維護(hù)代價加了維護(hù)代價規(guī)范設(shè)計法規(guī)范設(shè)計法基本思想：過程迭代和逐步求精基本思想：過程迭代和逐步求精新奧爾良（新奧爾良（New Orleans）方法）方法將數(shù)據(jù)庫設(shè)計將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為分為四個四個階段：階段：需求分析（分析用戶需求）需求分析（分析用戶需求）概念設(shè)計（信息分析和定義）概念設(shè)計（信息分析和定義）邏輯設(shè)計（設(shè)計實現(xiàn)）邏輯設(shè)計（設(shè)計實現(xiàn)）物理設(shè)計物理設(shè)計( (（物理結(jié)構(gòu)設(shè)計）（物理結(jié)構(gòu)設(shè)計）基于基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法用用E-RE-R模型來設(shè)計數(shù)據(jù)庫的概念模型，是數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計階段廣泛采用模型來設(shè)計數(shù)據(jù)庫的概

5、念模型，是數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計階段廣泛采用3NF（第三范式）的設(shè)計方法（第三范式）的設(shè)計方法用關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論為指導(dǎo)來設(shè)計數(shù)據(jù)庫的邏輯模型，是設(shè)計關(guān)系數(shù)據(jù)庫時在邏輯階段用關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論為指導(dǎo)來設(shè)計數(shù)據(jù)庫的邏輯模型，是設(shè)計關(guān)系數(shù)據(jù)庫時在邏輯階段可采用的有效方法可采用的有效方法 ODL（Object Definition Language）方法）方法面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計方法面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計方法計算機(jī)輔助設(shè)計計算機(jī)輔助設(shè)計RATIONAL Rational RoseCA Erwin SYBASE PowerDesignerORACLE Oracle Designer4.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計

6、的特點4.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法4.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟4.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計分?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計分6個階段個階段需求分析需求分析準(zhǔn)確了解與分析用戶需求：數(shù)據(jù)與處理準(zhǔn)確了解與分析用戶需求：數(shù)據(jù)與處理需求分析階段是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是最困難，最耗費時間的一步需求分析階段是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是最困難，最耗費時間的一步概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMSDBMS的概念模

7、型的概念模型邏輯邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計將將概念概念模型轉(zhuǎn)換為某個具體的模型轉(zhuǎn)換為某個具體的DBMSDBMS所支持的數(shù)據(jù)模型所支持的數(shù)據(jù)模型物理物理結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計分?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計分6個階段個階段需求分析需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計物理結(jié)構(gòu)設(shè)計物理結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫實施根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果建立數(shù)據(jù)

8、庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù) 投入正式運(yùn)行投入正式運(yùn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不斷對其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評價、調(diào)整和修改數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不斷對其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評價、調(diào)整和修改數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點：數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點：上述設(shè)計步驟即是一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程，同時也包含了數(shù)據(jù)上述設(shè)計步驟即是一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程，同時也包含了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計過程。需求分析需求分析和概念設(shè)計獨立于任何數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和概念設(shè)計獨立于任何數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 邏輯設(shè)計和物理設(shè)計與選用的邏輯設(shè)計和物理設(shè)計與選用的DBMS密切相關(guān)密切相關(guān)

9、4.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點4.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法4.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟4.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式式在需求分析階段綜合不同用戶的應(yīng)用需求在需求分析階段綜合不同用戶的應(yīng)用需求在概念設(shè)計階段形成獨立于機(jī)器特點，獨立于各個在概念設(shè)計階段形成獨立于機(jī)器特點，獨立于各個DBMS產(chǎn)品的的概念模型產(chǎn)品的的概念模型(E-R圖圖)在邏輯設(shè)計階段將在邏輯設(shè)計階段將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的邏輯數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型。根據(jù)需要和安全性考慮的邏輯數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型。根據(jù)需要和安全性

10、考慮創(chuàng)建視圖，形成外模式。創(chuàng)建視圖，形成外模式。在物理設(shè)計階段根據(jù)在物理設(shè)計階段根據(jù)DBMS的特點和處理需要，建立存的特點和處理需要，建立存儲安排、索引等，形成內(nèi)模式。儲安排、索引等，形成內(nèi)模式。數(shù)據(jù)庫設(shè)計不同階段形成的數(shù)據(jù)庫各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計不同階段形成的數(shù)據(jù)庫各級模式數(shù)據(jù)庫的各級模式 4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述4.2 需求分析需求分析4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計4.6 數(shù)據(jù)庫的實施數(shù)據(jù)庫的實施4.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù) 4.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)4.2.2 需求分析的方法需

11、求分析的方法4.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象（組織、部門、詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等）企業(yè)等）充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計算機(jī)系統(tǒng)）的工作狀況充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計算機(jī)系統(tǒng)）的工作狀況明確用戶的信息要求、處理要求和安全性與完整性要求明確用戶的信息要求、處理要求和安全性與完整性要求確定新系統(tǒng)的確定新系統(tǒng)的功能功能4.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)4.2.2 需求分析的方法需求分析的方法4.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典 調(diào)查組織機(jī)構(gòu)總體情況調(diào)查組織機(jī)構(gòu)總體情況 調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動情況情況 在熟悉業(yè)務(wù)活動的基礎(chǔ)上，協(xié)助用戶明

12、確對新系統(tǒng)的在熟悉業(yè)務(wù)活動的基礎(chǔ)上，協(xié)助用戶明確對新系統(tǒng)的各種要求。各種要求。 確定新系統(tǒng)的邊界確定新系統(tǒng)的邊界(1)跟班作業(yè)跟班作業(yè)(2)開調(diào)查會開調(diào)查會(3)請專人介紹請專人介紹(4)詢問詢問(5)設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫(6)查閱記錄查閱記錄結(jié)構(gòu)化分析方法（結(jié)構(gòu)化分析方法（Structured Analysis，簡稱，簡稱SA方法方法）來進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶的需求）來進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶的需求從從最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手入手自頂向下自頂向下、逐層分解分析、逐層分解分析系統(tǒng)系統(tǒng)每每一層分析結(jié)果通過數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典來表示一層分析結(jié)果通過數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典

13、來表示4.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)4.2.2 需求分析的方法需求分析的方法4.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典的定義的定義是各類數(shù)據(jù)描述的集合，它是關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述是各類數(shù)據(jù)描述的集合，它是關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，而，而不是數(shù)據(jù)本不是數(shù)據(jù)本身，它是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結(jié)果身，它是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結(jié)果 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)項數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲處理處理過程過程（至少應(yīng)該包含每個屬性的數(shù)據(jù)類型和每個表的主外碼）（至少應(yīng)該包含每個屬性的數(shù)據(jù)類型和每個表的主外碼） 數(shù)據(jù)項是不可再分的數(shù)據(jù)單

14、位數(shù)據(jù)項是不可再分的數(shù)據(jù)單位 對數(shù)據(jù)項的描述對數(shù)據(jù)項的描述 數(shù)據(jù)項描述數(shù)據(jù)項描述 數(shù)據(jù)項名，數(shù)據(jù)項含義說明，別名，數(shù)據(jù)項名，數(shù)據(jù)項含義說明，別名， 數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值含義，與其他數(shù)據(jù)項的邏輯含義，與其他數(shù)據(jù)項的邏輯關(guān)系關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)項之間數(shù)據(jù)項之間的組合關(guān)系。的組合關(guān)系。 一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個數(shù)據(jù)項組成，也可以由若干個一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個數(shù)據(jù)項組成，也可以由若干個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，或由若干個數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，或由若干個數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。 對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含

15、義說明，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明， 組成組成:數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?對數(shù)據(jù)流的描述對數(shù)據(jù)流的描述 數(shù)據(jù)流描述數(shù)據(jù)流描述 數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源，數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源， 數(shù)據(jù)流去向，組成數(shù)據(jù)流去向，組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 平均流量，高峰期流量平均流量，高峰期流量數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，也是數(shù)據(jù)流的來數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，也是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一源和去向之一。對數(shù)據(jù)存儲的描述對數(shù)據(jù)存儲的描述 數(shù)據(jù)存儲描述數(shù)據(jù)存儲名，說明，編號，數(shù)據(jù)存儲描述數(shù)據(jù)存儲名，說明，編號，

16、輸入的數(shù)據(jù)流輸入的數(shù)據(jù)流 ，輸出的數(shù)據(jù)流，輸出的數(shù)據(jù)流 ，組成組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量，存取頻度，存取頻度，存取存取方式方式具體處理邏輯一般用判定表或判定樹來描述具體處理邏輯一般用判定表或判定樹來描述處理過程說明性信息的描述處理過程說明性信息的描述處理過程描述處理過程名，說明，輸入處理過程描述處理過程名，說明，輸入:數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流， 輸出輸出:數(shù)據(jù)流，處理數(shù)據(jù)流，處理:簡要說明簡要說明4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述4.2 需求分析需求分析4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計4.6 數(shù)據(jù)庫的實施數(shù)據(jù)庫的實施

17、4.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù) 4.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)4.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟4.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計4.3.4 視圖的集成視圖的集成什么是概念結(jié)構(gòu)什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計是是在需求分析階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典的基礎(chǔ)上，在需求分析階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典的基礎(chǔ)上，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合抽象，從而形成反映企業(yè)組織信息需對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合抽象，從而形成反映企業(yè)組織信息需求的概念數(shù)據(jù)模型。這個模型應(yīng)當(dāng)易于用戶理解，并且獨求的概念數(shù)據(jù)模型。這個模型應(yīng)當(dāng)易于用戶理解，并且獨立于具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（立于具體的數(shù)據(jù)庫

18、管理系統(tǒng)（DBMS）。）?，F(xiàn)實世界現(xiàn)實世界機(jī)器世界機(jī)器世界信息世界信息世界需求分析需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念模型的概念模型的特點特點 (1) 能真實、充分地反映現(xiàn)實世界能真實、充分地反映現(xiàn)實世界(2) 能表達(dá)用戶的各種能表達(dá)用戶的各種需求，獨立于機(jī)器，易于理解需求，獨立于機(jī)器，易于理解 (3) 易于更改易于更改 (4) 易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換描述概念模型的工具描述概念模型的工具E-R模型模型E-R模型的基本元素：實體、聯(lián)系和屬性。模型的基本元素：實體、聯(lián)系和屬性。37實體聯(lián)系（實體聯(lián)系（E-R）模型：）模型：現(xiàn)實世界由一組稱為

19、實體的基本對象以及這些對象間現(xiàn)實世界由一組稱為實體的基本對象以及這些對象間的聯(lián)系構(gòu)成的聯(lián)系構(gòu)成(1) 實體實體（Entity） 客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體客觀存在并可相互區(qū)別的事物稱為實體可以可以是物理存在的對象、是物理存在的對象、物或抽象的物或抽象的概念概念(2) 屬性屬性（Attribute） 實體所具有的某一特性稱為屬性實體所具有的某一特性稱為屬性一個實體可以由若干個屬性來刻畫一個實體可以由若干個屬性來刻畫 2021-12-938實體聯(lián)系（實體聯(lián)系（E-R）模型：）模型：(3) 實體集實體集 (Entity Type)具有相同屬性的實體的集合稱為一個實體集具有相同屬性的實體的集合

20、稱為一個實體集(4) 實體型實體型 (Entity Set)實體集中的實體所具有的共同的屬性構(gòu)成了實體類型實體集中的實體所具有的共同的屬性構(gòu)成了實體類型 （5）碼碼（Key） 唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼唯一標(biāo)識實體的屬性集稱為碼（6）域域（Domain） 屬性的取值范圍稱為該屬性的屬性的取值范圍稱為該屬性的域域39實體聯(lián)系（實體聯(lián)系（E-R）模型：）模型：(7) 聯(lián)系聯(lián)系（Relationship） 多個實體之間的相互關(guān)聯(lián)（實體集內(nèi)部多個實體之間的相互關(guān)聯(lián)（實體集內(nèi)部的聯(lián)系和的聯(lián)系和實體集實體集之間之間的的聯(lián)系）聯(lián)系） 40實體集實體集A聯(lián)系名聯(lián)系名實體集實體集B111:1聯(lián)系聯(lián)系實體集實體集

21、A聯(lián)系名聯(lián)系名1n1:n聯(lián)系聯(lián)系實體集實體集A實體集實體集B聯(lián)系名聯(lián)系名mnm:n聯(lián)系聯(lián)系實體集實體集B用圖形來表示兩個實體型之間的這三類聯(lián)系用圖形來表示兩個實體型之間的這三類聯(lián)系 41n一對一聯(lián)系（一對一聯(lián)系（1:1） q定義：定義：如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個實中的每一個實體，實體集體，實體集B中至多有一個（也可以沒中至多有一個（也可以沒有）實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱有）實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集實體集A與實體集與實體集B具有一對一聯(lián)系，具有一對一聯(lián)系，記為記為1:1q實例實例： 一個班級只有一個正班長一個班級只有一個正班長 一個正班長只在一個班中一個正班長只在一個班

22、中任職任職班級班級班級班級-班長班長正班長正班長111:1聯(lián)系聯(lián)系42實體實體A實體實體B例如例如：正院長：正院長與學(xué)院關(guān)系與學(xué)院關(guān)系、醫(yī)院、醫(yī)院科室科室與與科室主任關(guān)系科室主任關(guān)系43一對多聯(lián)系（一對多聯(lián)系（1:n）定義：定義：如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個實體，中的每一個實體，實體集實體集B中有中有n個實體（個實體（n0）與之聯(lián)系，）與之聯(lián)系，反之，對于實體集反之，對于實體集B中的每一個實體，實體中的每一個實體，實體集集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集實體集A與實體集與實體集B有一對多聯(lián)系，記為有一對多聯(lián)系，記為1:n實例實例一個班級中有若

23、干名學(xué)生，一個班級中有若干名學(xué)生，每個學(xué)生只在一個班級中每個學(xué)生只在一個班級中學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)班級班級組成組成學(xué)生學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系44實體實體A實體實體B例如：每個班級有若干個學(xué)生、例如：每個班級有若干個學(xué)生、每個每個科室科室有有若干名醫(yī)若干名醫(yī)生生45多對多聯(lián)系（多對多聯(lián)系（m:n）定義：定義：如果對于實體集如果對于實體集A中的每一個實體，中的每一個實體，實體集實體集B中有中有n個實體（個實體（n0）與之聯(lián)系，）與之聯(lián)系，反之，對于實體集反之，對于實體集B中的每一個實體，實體中的每一個實體，實體集集A中也有中也有m個實體（個實體（m0）與之聯(lián)系，則）與之聯(lián)系，則稱實體集稱實體集A與實體與實體B

24、具有多對多聯(lián)系，記為具有多對多聯(lián)系，記為m:n實例實例: 課程與學(xué)生之間的聯(lián)系課程與學(xué)生之間的聯(lián)系一門課程同時有若干個學(xué)生選修一門課程同時有若干個學(xué)生選修一個學(xué)生可以同時選修多門一個學(xué)生可以同時選修多門課程課程課程課程選修選修學(xué)生學(xué)生mnm:n聯(lián)系聯(lián)系46實體實體A實體實體B例如：教師與上課班級的關(guān)系、病人與醫(yī)生的關(guān)系例如：教師與上課班級的關(guān)系、病人與醫(yī)生的關(guān)系47兩個以上兩個以上實體集之間實體集之間一對多聯(lián)系一對多聯(lián)系若實體集若實體集E1，E2，.，En存在聯(lián)系，存在聯(lián)系，如果實體集如果實體集Ej與與其他實體集其他實體集E1，E2，.，Ej-1， Ej+1， . En之間之間存在一對多聯(lián)系，

25、即存在一對多聯(lián)系，即Ej中的一個給定實體，可以和其他中的一個給定實體，可以和其他實體集實體集Ei（i不等與不等與j）中的一個或多個實體聯(lián)系，而實體）中的一個或多個實體聯(lián)系，而實體集集Ei中的一個實體最多只能與中的一個實體最多只能與Ej中的一個實體聯(lián)系，則稱中的一個實體聯(lián)系，則稱Ej與與E1，E2，.，Ej-1，Ej+1，.，En之間的聯(lián)系是之間的聯(lián)系是一對多的一對多的48實例實例 課程、教師與參考書三個課程、教師與參考書三個實體集實體集:一門課程可以有若干個教師講授，一門課程可以有若干個教師講授，每一個教師只講授一門課程，每一個教師只講授一門課程，一門課可以使用一門課可以使用若干本參考書，若干

26、本參考書，每每一本參考書只供一門課程使用一本參考書只供一門課程使用課程課程講授講授教師教師1m兩個以上兩個以上實體集間實體集間1:n聯(lián)系聯(lián)系參考書參考書n49兩個以上實體型間的兩個以上實體型間的一對一一對一聯(lián)系聯(lián)系（班級、班主任、正班長（班級、班主任、正班長）兩兩個以上實體型間的個以上實體型間的多對多多對多聯(lián)系聯(lián)系 供應(yīng)商、項目、零件三個供應(yīng)商、項目、零件三個實體集實體集一個供應(yīng)商可以供給多個項目零件，每個項一個供應(yīng)商可以供給多個項目零件，每個項目可使用多個供應(yīng)商供應(yīng)的零件；目可使用多個供應(yīng)商供應(yīng)的零件；每種零件可由不同供應(yīng)商供給，每個供應(yīng)商每種零件可由不同供應(yīng)商供給，每個供應(yīng)商可以供應(yīng)多種零

27、件可以供應(yīng)多種零件供應(yīng)商供應(yīng)商供應(yīng)供應(yīng)項目項目mp兩個以上兩個以上實體集間實體集間m:n聯(lián)系聯(lián)系零件零件n50一對多一對多聯(lián)系聯(lián)系實例實例職工職工實體集內(nèi)部實體集內(nèi)部具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系具有領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系某一職工（干部）某一職工（干部）“領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)”若干名職工若干名職工一個職工僅被另外一個職工直接領(lǐng)導(dǎo)一個職工僅被另外一個職工直接領(lǐng)導(dǎo)這是一對多的聯(lián)系這是一對多的聯(lián)系一對一一對一聯(lián)系聯(lián)系職工職工領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)1n單個單個實體集內(nèi)部實體集內(nèi)部1:n聯(lián)系聯(lián)系51v多對多聯(lián)系多對多聯(lián)系實體集實體集1聯(lián)系名聯(lián)系名mn單個單個實體集內(nèi)實體集內(nèi)的的m:n聯(lián)系聯(lián)系52實體聯(lián)系方法實體聯(lián)系方法(E-R方法方法)用用

28、E-R圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型圖來描述現(xiàn)實世界的概念模型E-R方法也稱為方法也稱為E-R模型模型53實體集：實體集：用用矩形矩形表示，矩形框內(nèi)寫明實體名表示，矩形框內(nèi)寫明實體名屬性：屬性：用用橢圓形橢圓形表示，并用無向邊將其與相應(yīng)表示，并用無向邊將其與相應(yīng)的實體連接起來的實體連接起來學(xué)生學(xué)生教師教師學(xué)生學(xué)生學(xué)號學(xué)號年齡年齡性別性別姓名姓名54聯(lián)系聯(lián)系聯(lián)系本身聯(lián)系本身：用用菱形菱形表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)表示，菱形框內(nèi)寫明聯(lián)系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，系名，并用無向邊分別與有關(guān)實體連接起來，同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（同時在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型（1:1、1:n或或m:n）55聯(lián)系的

29、表示方法聯(lián)系的表示方法實體集實體集A聯(lián)系名聯(lián)系名實體集實體集B111:1聯(lián)系聯(lián)系實體集實體集A聯(lián)系名聯(lián)系名1n1:n聯(lián)系聯(lián)系實體集實體集A實體集實體集B聯(lián)系名聯(lián)系名mnm:n聯(lián)系聯(lián)系實體集實體集B56聯(lián)系的表示方法示例聯(lián)系的表示方法示例班級班級班級班級-班長班長班長班長111:1聯(lián)系聯(lián)系課程課程選修選修學(xué)生學(xué)生mnm:n聯(lián)系聯(lián)系班級班級組成組成學(xué)生學(xué)生1n1:n聯(lián)系聯(lián)系57聯(lián)系的屬性：聯(lián)系的屬性：聯(lián)系也聯(lián)系也可以有屬性。如果一個可以有屬性。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也聯(lián)系具有屬性，則這些屬性也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來要用無向邊與該聯(lián)系連接起來 課程課程選修選修學(xué)生學(xué)生mn成績成績58E

30、-R圖示例圖示例學(xué)生學(xué)生課程課程選修選修學(xué)號學(xué)號姓名姓名所在系所在系課程號課程號教室教室mn成績成績59舉例：用舉例：用E-R圖表示某個工廠物資管理的概念模型圖表示某個工廠物資管理的概念模型實體實體倉庫：倉庫： 倉庫號、面積、電話號碼倉庫號、面積、電話號碼零件零件 ：零件號、名稱、規(guī)格、單價、描述：零件號、名稱、規(guī)格、單價、描述供應(yīng)商：供應(yīng)商號、姓名、地址、電話號碼、帳號供應(yīng)商：供應(yīng)商號、姓名、地址、電話號碼、帳號項目：項目號、預(yù)算、開工日期項目：項目號、預(yù)算、開工日期職工：職工號、姓名、年齡、職稱職工：職工號、姓名、年齡、職稱 60實體之間的聯(lián)系如下：實體之間的聯(lián)系如下： (1) 一一個倉庫

31、可以存放多種零件，一種零件可存放在多個倉庫中個倉庫可以存放多種零件，一種零件可存放在多個倉庫中。用庫存用庫存量來表示某種零件在某個倉庫中的數(shù)量量來表示某種零件在某個倉庫中的數(shù)量。倉庫倉庫和和零件零件具有具有多對多多對多聯(lián)系。聯(lián)系。(2) 一個倉庫有多個職工當(dāng)倉庫保管員，一個職工只能在一個倉庫一個倉庫有多個職工當(dāng)倉庫保管員，一個職工只能在一個倉庫工作。工作。倉庫倉庫和和職工職工之間是之間是一對多一對多聯(lián)系。聯(lián)系。(3) 職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)職工之間具有領(lǐng)導(dǎo)-被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系。即倉庫主任領(lǐng)導(dǎo)若干保管員。保管員。職工職工實體型中具有實體型中具有一對多一對多的聯(lián)系的聯(lián)系 。(4)

32、一一個供應(yīng)商可以供給多個個供應(yīng)商可以供給多個項目零件項目零件每個項目可使用多個供應(yīng)商供應(yīng)的零件每個項目可使用多個供應(yīng)商供應(yīng)的零件每種零件可由不同供應(yīng)商每種零件可由不同供應(yīng)商供給，每個供應(yīng)商可以供給多種零件供給，每個供應(yīng)商可以供給多種零件供應(yīng)供應(yīng)商商、項目項目和和零件零件三者之間具有三者之間具有多對多多對多的聯(lián)系。的聯(lián)系。6162E-R圖畫法步驟圖畫法步驟1. 將現(xiàn)實中的大系統(tǒng)劃分為數(shù)個小系統(tǒng)將現(xiàn)實中的大系統(tǒng)劃分為數(shù)個小系統(tǒng)2. 確定小系統(tǒng)中的實體確定小系統(tǒng)中的實體3. 分析并明確實體的屬性分析并明確實體的屬性4. 分析并確定實體間的聯(lián)系分析并確定實體間的聯(lián)系, 確定聯(lián)系的類型確定聯(lián)系的類型5.

33、 將小系統(tǒng)的將小系統(tǒng)的E-R圖合并圖合并4.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu) 4.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟4.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計4.3.4 視圖的集成視圖的集成設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的四類方法設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的四類方法自頂向下自頂向下 首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化自頂向下策略自頂向下策略自底向上自底向上 首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)自底向上策略自底向上策略逐步擴(kuò)張逐步擴(kuò)張 首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)逐步擴(kuò)張策略逐步擴(kuò)張策略混合策略混

34、合策略 將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計一個全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。常用策略常用策略自頂向下地進(jìn)行需求分析自頂向下地進(jìn)行需求分析自底向上地設(shè)計概念結(jié)構(gòu)自底向上地設(shè)計概念結(jié)構(gòu)v自底向上設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的步驟自底向上設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的步驟 第第1步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖第第2步：集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu)步：集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu)4.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)4.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟4.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計4.3.4 視圖的集成視圖的集成數(shù)

35、據(jù)抽象數(shù)據(jù)抽象局部視圖設(shè)計局部視圖設(shè)計抽象是對實際的人、物、事和概念中抽取所抽象是對實際的人、物、事和概念中抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述這些特性用各種概念精確地加以描述。概念結(jié)構(gòu)是對現(xiàn)實世界的一種抽象概念結(jié)構(gòu)是對現(xiàn)實世界的一種抽象三種常用抽象三種常用抽象1. 分類（分類（Classification）定義某一類概念作為現(xiàn)實世界中一組對象的類型定義某一類概念作為現(xiàn)實世界中一組對象的類型抽象了對象抽象了對象值和型值和型之間之間的的“成員成員”的語義的語義分類分類 2. 聚集（聚集（Aggregation）定義某一

36、類型的組成成分定義某一類型的組成成分抽象了對象抽象了對象內(nèi)部類型和成分內(nèi)部類型和成分之間之間“組成部分組成部分”的語義的語義 聚集聚集 3. 概括（概括（Generalization）定義類型之間的一種子集聯(lián)系定義類型之間的一種子集聯(lián)系抽象了類型之間的抽象了類型之間的“所屬所屬”的的語義語義 概括概括 設(shè)計分設(shè)計分E-R圖的步驟圖的步驟:選擇選擇局局部部應(yīng)用應(yīng)用逐一逐一設(shè)計分設(shè)計分E-R圖圖在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個適當(dāng)層次的數(shù)在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，作為設(shè)計分據(jù)流圖，作為設(shè)計分E-R圖的出發(fā)點圖的出發(fā)點 通常以通常以中層數(shù)據(jù)流圖中層數(shù)據(jù)流圖作為設(shè)計分作為設(shè)計分E-R圖的

37、依圖的依據(jù)據(jù)任務(wù)任務(wù)將各局部應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)分別從數(shù)據(jù)字典中抽取出來將各局部應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)分別從數(shù)據(jù)字典中抽取出來參照數(shù)據(jù)流圖，標(biāo)定各局部應(yīng)用中的實體、實體的屬性、參照數(shù)據(jù)流圖，標(biāo)定各局部應(yīng)用中的實體、實體的屬性、標(biāo)識實體的碼標(biāo)識實體的碼確定實體之間的聯(lián)系及其類型（確定實體之間的聯(lián)系及其類型（1:1，1:n，m:n）準(zhǔn)則準(zhǔn)則：（1）屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)。即屬性必須是不可）屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)。即屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項，不能再由另一些屬性組成分的數(shù)據(jù)項，不能再由另一些屬性組成（2）屬性不能與其他實體具有聯(lián)系。聯(lián)系只發(fā)生在實體）屬性不能與其他實體具有聯(lián)系。聯(lián)系只發(fā)生在實體之之間間（

38、3）聯(lián)系與實體的區(qū)別）聯(lián)系與實體的區(qū)別4.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)4.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟4.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計4.3.4 視圖的集成視圖的集成各個局部視圖即分各個局部視圖即分E-R圖建立好后，還需要圖建立好后，還需要對它們進(jìn)行合并，集成為一個整體的數(shù)據(jù)概對它們進(jìn)行合并，集成為一個整體的數(shù)據(jù)概念結(jié)構(gòu)即總念結(jié)構(gòu)即總E-R圖圖。多個分多個分E-R圖一次集成圖一次集成 一次集成多個分一次集成多個分E-R圖圖通常用于局部視圖比較簡單時通常用于局部視圖比較簡單時逐步集成逐步集成用累加的方式一次集成兩個分用累加的方式一次集成兩個分E-R

39、圖圖 集成局部集成局部E-R圖的圖的步驟步驟合并合并E-R圖，解決各分圖，解決各分E-R圖之間的沖突問題，并將各分圖之間的沖突問題，并將各分E-R圖合并起來生成初步圖合并起來生成初步E-R圖圖修改修改與與重構(gòu)初步重構(gòu)初步E-R圖，消除初步圖，消除初步E-R圖中不必要的冗余，圖中不必要的冗余，得到基本得到基本E-R圖圖視圖集成視圖集成 各分各分E-R圖存在沖突圖存在沖突各個分各個分E-R圖之間必定會存在許多不一致的地方圖之間必定會存在許多不一致的地方合并分合并分E-R圖的主要工作與關(guān)鍵圖的主要工作與關(guān)鍵合理消除各分合理消除各分E-R圖的沖突圖的沖突 沖突的種類沖突的種類命名命名沖突沖突結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)沖

40、突沖突屬性屬性沖突沖突兩類命名兩類命名沖突沖突同名同名異義異義：不同不同意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字異名同義（一義多名）異名同義（一義多名）：同同一意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字一意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字三類結(jié)構(gòu)沖突三類結(jié)構(gòu)沖突同一對象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象同一對象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象同一實體在不同分同一實體在不同分E-R圖中所包含的屬性個數(shù)和圖中所包含的屬性個數(shù)和屬性排列次序不完全相同屬性排列次序不完全相同實體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類實體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型型兩類

41、屬性沖突兩類屬性沖突屬性域?qū)傩杂驔_突沖突屬性值的類型取值范圍取值集合不同屬性取值單位沖突屬性取值單位沖突基本任務(wù)基本任務(wù)消除不必要的冗余，設(shè)計生成基本消除不必要的冗余，設(shè)計生成基本E-R圖圖合并合并初步初步E-R圖圖分分E-R圖圖可能存在冗余的數(shù)據(jù)可能存在冗余的數(shù)據(jù)和冗余的實體間聯(lián)系和冗余的實體間聯(lián)系基本基本E-R圖圖消除不必要的冗余消除不必要的冗余 冗余冗余 消除消除冗余的方法冗余的方法冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系 消除不必要的冗余后的初步消除不必要的冗余后的初步E-R圖稱為基

42、本圖稱為基本E-R圖圖 分析方法分析方法以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項之間的邏輯關(guān)系根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項之間的邏輯關(guān)系效率效率VS冗余信息冗余信息需要根據(jù)用戶的整體需求來確定若人為地保留了一些冗余數(shù)據(jù)，則應(yīng)把數(shù)據(jù)字典若人為地保留了一些冗余數(shù)據(jù)，則應(yīng)把數(shù)據(jù)字典中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的說明作為完整性約束條件中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的說明作為完整性約束條件Q4=Q5一旦Q5修改后就應(yīng)當(dāng)觸發(fā)完整性檢查，對Q4進(jìn)行修改規(guī)范化理論規(guī)范化理論函數(shù)依賴的概念提供了消除冗余聯(lián)系的形式化工具函數(shù)依賴的概念提供了消除冗余聯(lián)系的形式化工具視圖集成后形成一個整體的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)，對該整視圖集成后

43、形成一個整體的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)，對該整體概念結(jié)構(gòu)還必須進(jìn)行進(jìn)一步驗證，確保它能夠滿足體概念結(jié)構(gòu)還必須進(jìn)行進(jìn)一步驗證，確保它能夠滿足下列條件下列條件：整體整體概念結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致性，不存在互相矛盾的表達(dá)概念結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致性，不存在互相矛盾的表達(dá)整體概念結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確地反映原來的每個視圖結(jié)構(gòu)，包括屬性、整體概念結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確地反映原來的每個視圖結(jié)構(gòu)，包括屬性、實體及實體間的聯(lián)系實體及實體間的聯(lián)系整體概念結(jié)構(gòu)能滿足需要分析階段所確定的所有要求整體概念結(jié)構(gòu)能滿足需要分析階段所確定的所有要求整體概念結(jié)構(gòu)最終還應(yīng)該提交給用戶，征求用戶和整體概念結(jié)構(gòu)最終還應(yīng)該提交給用戶，征求用戶和有關(guān)人員的意見，進(jìn)行評審、

44、修改和優(yōu)化，然后把有關(guān)人員的意見，進(jìn)行評審、修改和優(yōu)化，然后把它確定下來，作為數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)，作為進(jìn)一步它確定下來，作為數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)，作為進(jìn)一步設(shè)計數(shù)據(jù)庫的依據(jù)。設(shè)計數(shù)據(jù)庫的依據(jù)。4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述4.2 需求分析需求分析4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計4.6 數(shù)據(jù)庫的實施數(shù)據(jù)庫的實施4.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的全局把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的全局E-R模型轉(zhuǎn)換為與具體模型轉(zhuǎn)換為與具體DBMS產(chǎn)產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏

45、輯品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯模型模型邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計子模式設(shè)計子模式 4.4.1 E-R圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換4.4.2 將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的DBMS支持支持的關(guān)系模型的關(guān)系模型4.4.3 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化4.4.4 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式轉(zhuǎn)換內(nèi)容轉(zhuǎn)

46、換內(nèi)容轉(zhuǎn)換原則轉(zhuǎn)換原則轉(zhuǎn)換內(nèi)容轉(zhuǎn)換內(nèi)容將將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將實體集、實體集、實體的屬性和實體之間的聯(lián)系實體的屬性和實體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換要解決的問題圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換要解決的問題 如何將實體集和實體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式如何將實體集和實體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式如何確定這些關(guān)系模式的屬性和碼如何確定這些關(guān)系模式的屬性和碼 實體集的轉(zhuǎn)換規(guī)則實體集的轉(zhuǎn)換規(guī)則一個實體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個關(guān)系，實體的屬性就是關(guān)系的屬一個實體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個關(guān)系，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)是關(guān)系模式。性

47、，實體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)是關(guān)系模式。明確每一列的屬性：是否為空；數(shù)據(jù)類型；數(shù)據(jù)約束明確每一列的屬性：是否為空；數(shù)據(jù)類型；數(shù)據(jù)約束實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則實體集間的聯(lián)系有以下不同情況 ：(1)一個1:1聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式 與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性每個實體的碼均是該關(guān)系的候選碼與任一端實體對應(yīng)的關(guān)系模式合并與任一端實體對應(yīng)的關(guān)系模式合并如果與某一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性(2)一個1:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式轉(zhuǎn)換

48、為一個獨立的關(guān)系模式與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性該關(guān)系的碼為n端實體集的碼與與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并端對應(yīng)的關(guān)系模式合并在n端實體集對應(yīng)的關(guān)系模式中加入1端實體集的碼和聯(lián)系自身的屬性。新增屬性后原關(guān)系的碼不變(3) 一個m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。l與該聯(lián)系相連的各實體集的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)與該聯(lián)系相連的各實體集的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性系的屬性l新關(guān)系的碼為兩個相連實體的碼組成的屬性組。新關(guān)系的碼為兩個相連實體的碼組成的屬性組。(4) 三個或三個以上實體集間的多元聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法對于對于1:n 的多元聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法是的多元

49、聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法是:修改修改n端實體集對應(yīng)的關(guān)系，即將與聯(lián)系相關(guān)的端實體集對應(yīng)的關(guān)系，即將與聯(lián)系相關(guān)的1端實體集的碼和聯(lián)系自身的端實體集的碼和聯(lián)系自身的屬性作為新屬性加入到屬性作為新屬性加入到n端實體集中。端實體集中。 對于對于m:n 的多元聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法是的多元聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法是:新建一個獨立的關(guān)系，該關(guān)系的屬性為多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本新建一個獨立的關(guān)系，該關(guān)系的屬性為多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性，碼為各實體碼的組合。身的屬性，碼為各實體碼的組合。115供應(yīng)商（供應(yīng)商（供應(yīng)商號供應(yīng)商號，供應(yīng)商名，地址）；，供應(yīng)商名，地址）；零件（零件

50、（零件號零件號，零件名，單價）；，零件名，單價）；產(chǎn)品（產(chǎn)品（產(chǎn)品號產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，型號）；，產(chǎn)品名，型號）； 供應(yīng)（供應(yīng)（供應(yīng)商號，零件號，產(chǎn)品號供應(yīng)商號，零件號，產(chǎn)品號，數(shù)量），數(shù)量）. 供應(yīng)商供應(yīng)商供應(yīng)商號供應(yīng)商號供應(yīng)商名供應(yīng)商名地址地址 零件零件零件號零件號零件名零件名單價單價產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品號產(chǎn)品號產(chǎn)品名產(chǎn)品名型號型號供應(yīng)供應(yīng)nmp數(shù)量數(shù)量(5)具有相同碼的關(guān)系模式可合并目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)合并方法：將其中一個關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個關(guān)合并方法：將其中一個關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個關(guān)系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同系模式中，然

51、后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序4.4.1 E-R圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換4.4.2 將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的DBMS支持的關(guān)系模型支持的關(guān)系模型4.4.3 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化4.4.4 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式4.4.1 E-R圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換4.4.2 將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的DBMS支支持的關(guān)系模型持的關(guān)系模型4.4.3 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化4.4.4 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式得到初步

52、數(shù)據(jù)模型后，還應(yīng)該適當(dāng)?shù)匦薷摹⒄{(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能，這就是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)4.4.1 E-R圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向一般的關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換4.4.2 將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的將一般的關(guān)系模型轉(zhuǎn)化為特定的DBMS支支持的關(guān)系模型持的關(guān)系模型4.4.3 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化4.4.4 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式定義用戶外模式時應(yīng)該注重的問題定義用戶外模式時應(yīng)該注重的問題(1) 使用更符合用戶習(xí)慣的別名使用更符合用戶習(xí)慣的別名(2) 針對不同級別的用戶定義不同的針對不同級別的用戶定義不同的View ，滿足系統(tǒng)對安全

53、性的要，滿足系統(tǒng)對安全性的要求求(3) 簡化用戶對系統(tǒng)的使用簡化用戶對系統(tǒng)的使用4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述4.2 需求分析需求分析4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計4.6 數(shù)據(jù)庫的實施數(shù)據(jù)庫的實施4.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù) 4.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法4.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇關(guān)系模式存取方法選擇4.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)4.5.4 評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用

54、環(huán)境的、可實現(xiàn)為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的、可實現(xiàn)的、有效的物理結(jié)構(gòu)的過程，就是的、有效的物理結(jié)構(gòu)的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)構(gòu)，它依賴于選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它依賴于選定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計主要任務(wù)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計主要任務(wù)確定文件組織、分塊技術(shù)、緩沖區(qū)大小以及管理方式、數(shù)據(jù)庫在確定文件組織、分塊技術(shù)、緩沖區(qū)大小以及管理方式、數(shù)據(jù)庫在存儲器上的分布等等。存儲器上的分布等等。數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的步驟數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的步驟確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu) 對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價，評價的重點是對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價，評價的重點是時間和空間時間和空間效率效率 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計數(shù)據(jù)