第7章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2011--簡化版

1、2022-3-271數(shù)據(jù)庫原理數(shù)據(jù)庫原理計算機(jī)系計算機(jī)系軟件教研室軟件教研室2022-3-272數(shù)據(jù)庫原理數(shù)據(jù)庫原理第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計2022-3-273場景思考場景思考v學(xué)生成績管理系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)庫部分?jǐn)?shù)據(jù)庫部分如何設(shè)計？v學(xué)生選課系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)庫部分?jǐn)?shù)據(jù)庫部分如何設(shè)計？v電廠的監(jiān)控系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)庫部分?jǐn)?shù)據(jù)庫部分如何設(shè)計？v中國移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)庫部分?jǐn)?shù)據(jù)庫部分如何設(shè)計？v淘寶網(wǎng)的的數(shù)據(jù)庫部分?jǐn)?shù)據(jù)庫部分如何設(shè)計？2022-3-274重點思考重點思考學(xué)生成績管理學(xué)生成績管理v功能：錄入、查看、修改、統(tǒng)計v分角色細(xì)化功能： 學(xué)生：查看、統(tǒng)計（已修學(xué)分，最高分，最低分，平均學(xué)分績）

2、 教學(xué)秘書：錄入 教務(wù)處：修改、統(tǒng)計（按課程統(tǒng)計、趨勢統(tǒng)計） 教師：查看、分析統(tǒng)計（成績分布情況）2022-3-275第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié)2022-3-276數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述v 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造（設(shè)計）優(yōu)化的數(shù)據(jù)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

3、的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。 目標(biāo)目標(biāo)：為用戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個信息基礎(chǔ)設(shè)施和高效率的運行環(huán)境2022-3-2777.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法7.1.3 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7.1.4 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2022-3-2787.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點v數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基本規(guī)律 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，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 管理 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 收集、入庫 更新新的數(shù)據(jù)v結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計和行為（處理）

4、設(shè)計相結(jié)合 將數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)據(jù)處理設(shè)計密切結(jié)合2022-3-279數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點（續(xù)）現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界概念模型設(shè)計概念模型設(shè)計子模式設(shè)計子模式設(shè)計物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計建立數(shù)據(jù)庫建立數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析功能分析功能分析功能模型功能模型功能說明功能說明事務(wù)設(shè)計事務(wù)設(shè)計程序說明程序說明應(yīng)用程序設(shè)計應(yīng)用程序設(shè)計程序編碼調(diào)試程序編碼調(diào)試結(jié)構(gòu)和行為分離的設(shè)計 2022-3-27107.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點7.1.2 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法（簡單講解）設(shè)計方法（簡單講解）7.1.3 數(shù)據(jù)庫

5、設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟7.1.4 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2022-3-27117.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法v 手工與經(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 數(shù)據(jù)庫運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v規(guī)范設(shè)計法 基本思想：過程迭代和逐步求精簡單了解簡單了解2022-3-2712數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法（續(xù)）v 新奧爾良（New Orleans）方法 將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為若干階段和步驟 v 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 概念設(shè)計階段廣泛采用v 3NF（第三范式）的設(shè)計方法（

6、第三范式）的設(shè)計方法 邏輯階段可采用的有效方法 v ODL（Object Definition Language）方法 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計方法2022-3-2713數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法（續(xù)）v計算機(jī)輔助設(shè)計 ORACLE Designer 2000 SYBASE PowerDesigner2022-3-27147.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法7.1.3 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7.1.4 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2022-3-27157.1.3 數(shù)

7、據(jù)庫設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟v 數(shù)據(jù)庫設(shè)計分6個階段 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)庫實施 數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù) v 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) v 邏輯設(shè)計和物理設(shè)計與選用的DBMS密切相關(guān)簡單了解簡單了解2022-3-2716數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的準(zhǔn)備工作：選定參加設(shè)計的人選定參加設(shè)計的人1.系統(tǒng)分析人員、數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員 自始至終參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計2. 用戶和數(shù)據(jù)庫管理員 主要參加需求分析和數(shù)據(jù)庫的運行維護(hù)3.應(yīng)用開發(fā)人員（程序員和操作員） 在系統(tǒng)實施階段參與進(jìn)來，負(fù)責(zé)編制程序和準(zhǔn)備軟硬件環(huán)境 202

8、2-3-2717數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程(六個階段) 需求分析階段 準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理） 最困難、最耗費時間的一步概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段 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、歸納與抽象綜合、歸納與抽象，形成一個獨立于具體DBMS的概念模型2022-3-2718數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型 對其進(jìn)行優(yōu)化數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段 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）2022-3-2719數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）

9、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫實施階段 運用DBMS提供的數(shù)據(jù)庫語言（如SQL）及宿主語言，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)用程序組織數(shù)據(jù)入庫進(jìn)行試運行數(shù)據(jù)庫運行和維護(hù)階段 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運行后即可投入正式運行 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行過程中必須不斷地對其進(jìn)行評價、調(diào)整與修改2022-3-27207.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法7.1.3 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7.1.4 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2022-3-27217.1.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中

10、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 2022-3-2722第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析（自學(xué)，軟件工程已講，主要區(qū)別需求分析（自學(xué)，軟件工程已講，主要區(qū)別DD、DFD）7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié)2022-3-2723第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏

11、輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié)2022-3-27247.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)7.3.2 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7.3.3 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7.3.4 視圖的集成視圖的集成2022-3-27257.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)v什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)共同基礎(chǔ)，它比數(shù)據(jù)模型更獨立于機(jī)器、更抽象，從而更加穩(wěn)定 概念結(jié)

12、構(gòu)設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵2022-3-2726概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）現(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2022-3-2727概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）v概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點 (1) 能真實、充分地反映現(xiàn)實世界 (2) 易于理解 (3) 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v描述概念模型的工具 E-R模型2022-3-27287.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)7.3.2 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7.3.3 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7.3.4

13、視圖的集成視圖的集成2022-3-27297.3.2 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v設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的四類方法 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2022-3-27307.3.2 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 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2022-3-2731概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)） 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2022-3-2732概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的

14、方法與步驟（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)） 混合策略 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)。2022-3-2733概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）v 常用策略 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)2022-3-2734概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）v自底向上設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的步驟 第1步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖第2步：集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu)2022-3-27357.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)7.3.2 概念

15、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7.3.3 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7.3.4 視圖的集成視圖的集成2022-3-27367.3.3 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v數(shù)據(jù)抽象v局部視圖設(shè)計2022-3-2737數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)抽象v抽象抽象是對實際的人、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)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述。概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)是對現(xiàn)實世界的一種抽象是對現(xiàn)實世界的一種抽象2022-3-2738數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）v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

16、類型 抽象了對象值和型值和型之間的“is member of”的語義2022-3-2739數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）2. 聚集（聚集（Aggregation） 定義某一類型的組成成分 抽象了對象內(nèi)部類型和成分之間“is part of”的語義 聚集 2022-3-2740數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）3. 概括（概括（Generalization） 定義類型之間的一種子集聯(lián)系 抽象了類型之間的“is subset of”的語義 繼承性概括 2022-3-2741局部視圖設(shè)計局部視圖設(shè)計設(shè)計分E-R圖的步驟： 選擇局部應(yīng)用 逐一設(shè)計分E-R圖2022-3-2742 選擇局部應(yīng)用選擇局部應(yīng)用v 在

17、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E-R圖的出發(fā)點 v 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E-R圖的依據(jù)設(shè)計分E-R圖的出發(fā)點 2022-3-2743 逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖圖v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 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)識實體的碼性、標(biāo)識實體的碼 確定實體之間的聯(lián)系及其類型（1:1，1:n，m:n）v區(qū)分屬性和實體的兩條準(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)生在實體之間20

18、22-3-2744逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）職稱作為一個實體2022-3-2745逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）病房作為一個實體2022-3-2746逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）倉庫作為一個實體2022-3-2747逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）實例銷售管理子系統(tǒng)分實例銷售管理子系統(tǒng)分E-R圖的設(shè)計圖的設(shè)計v銷售管理子系統(tǒng)的主要功能：n處理顧客和銷售員送來的訂單n工廠是根據(jù)訂貨安排生產(chǎn)的n交出貨物同時開出發(fā)票n收到顧客付款后，根據(jù)發(fā)票存根和信貸情況進(jìn)行應(yīng)收款處理2022-3-2748逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）v 下圖是第一層

19、數(shù)據(jù)流圖，虛線部分劃出了系統(tǒng)邊界 圖7.18 銷售管理子系統(tǒng)第一層數(shù)據(jù)流圖 2022-3-2749逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）上圖中把系統(tǒng)功能又分為4個子系統(tǒng)，下面四個圖是第二層數(shù)據(jù)流圖圖7.19 接收訂單 2022-3-2750逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）圖7.20 處理訂單 2022-3-2751逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）圖7.21 開發(fā)票 2022-3-2752逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）圖7.22 支付過賬 2022-3-2753逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）分E-R圖的框架 2022-3-2754逐一設(shè)計分逐一設(shè)計

20、分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）v參照第二層數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典，遵循兩個準(zhǔn)則，進(jìn)行如下調(diào)整：(1) 訂單與訂單細(xì)節(jié)是1 n的聯(lián)系(2) 原訂單和產(chǎn)品的聯(lián)系實際上是訂單細(xì)節(jié)和產(chǎn)品的聯(lián)系。(3) 圖7.21中“發(fā)票主清單”是一個數(shù)據(jù)存儲，不必作為實體加入分E-R圖(4) 工廠對大宗訂貨給予優(yōu)惠2022-3-2755逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）v得到分E-R圖如下圖所示 銷售管理子系統(tǒng)的分E-R圖 2022-3-2756逐一設(shè)計分逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）對每個實體定義的屬性如下： 顧客：顧客號，顧客名，地址，電話，信貸狀況，賬目余額 訂單：訂單號，顧客號，訂貨項數(shù)，訂貨日期，交貨日期，

21、工種號，生產(chǎn)地點 訂單細(xì)則：訂單號，細(xì)則號，零件號，訂貨數(shù)，金額 應(yīng)收賬款：顧客號，訂單號，發(fā)票號，應(yīng)收金額，支付日期，支付金額， 當(dāng)前余額，貨款限額 產(chǎn)品描述：產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，單價，重量 折扣規(guī)則：產(chǎn)品號，訂貨量，折扣2022-3-27577.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)7.3.2 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7.3.3 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7.3.4 視圖的集成視圖的集成2022-3-27587.3.4 視圖的集成視圖的集成v各個局部視圖即分E-R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)概念結(jié)構(gòu)即總E-R

22、圖。2022-3-2759視圖集成的兩種方式視圖集成的兩種方式v多個分E-R圖一次集成 一次集成多個分E-R圖通常用于局部視圖比較簡單時2022-3-2760視圖的集成（續(xù)）視圖的集成（續(xù)）v逐步集成用累加的方式一次集成兩個分E-R圖 2022-3-2761視圖的集成（續(xù)）視圖的集成（續(xù)）v 集成局部E-R圖的步驟1. 合并2. 修改與重構(gòu)2022-3-2762視圖的集成（續(xù)）視圖的集成（續(xù)）視圖集成 2022-3-2763合并分合并分E-R圖，生成初步圖，生成初步E-R圖圖v 問題：問題：各分E-R圖存在沖突 各個分E-R圖之間必定會存在許多不一致的地方v 合并分E-R圖的主要工作與關(guān)鍵 合

23、理消除各分E-R圖的沖突v沖突的種類沖突的種類 屬性沖突 命名沖突 結(jié)構(gòu)沖突2022-3-2764 屬性沖突屬性沖突v兩類屬性沖突 屬性域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2022-3-2765 命名沖突命名沖突v兩類命名沖突 同名異義同名異義：不同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）：同一意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字2022-3-2766 結(jié)構(gòu)沖突結(jié)構(gòu)沖突v 三類結(jié)構(gòu)沖突三類結(jié)構(gòu)沖突1. 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2. 同一實體在不同分同一實體在不同分E-R圖中所包含的

24、屬性個數(shù)和屬性圖中所包含的屬性個數(shù)和屬性排列次序不完全相同排列次序不完全相同3. 實體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型實體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型2022-3-2767消除不必要的冗余，設(shè)計基本消除不必要的冗余，設(shè)計基本E-R圖圖v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E-R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2022-3-2768消除不必要的冗余，設(shè)計基本消除不必要的冗余，設(shè)計基本E-R圖（續(xù)）圖（續(xù)）v 冗余v 消除冗余的方法20

25、22-3-27691冗余冗余v 冗余的數(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)系冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系 v 冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系容易破壞數(shù)據(jù)庫的完整性破壞數(shù)據(jù)庫的完整性，給數(shù)據(jù)庫維護(hù)增加困難v 消除消除不必要的冗余不必要的冗余后的初步E-R圖稱為基本E-R圖 2022-3-2770消除冗余的方法消除冗余的方法v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) 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)系消除冗余 2022-3-2771消除冗余的方法（續(xù)）消除冗余的方法（續(xù)）效率VS冗余信息q 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)字典中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的說明作為完

26、整性約束條件1. Q4=Q52. 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2022-3-2772消除冗余的方法（續(xù)）消除冗余的方法（續(xù)）v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2022-3-2773消除冗余的方法（續(xù)）消除冗余的方法（續(xù)） 方法1. 確定分E-R圖實體之間的數(shù)據(jù)依賴 ，并用實體碼之間的函數(shù)依賴表示。勞動人事管理的分E-R圖 部門和職工之間一對多的聯(lián)系可表示為： 職工號部門號 職工和項目之間多對多的聯(lián)系可表示為： （職工號，項目號）工作天數(shù) 得到函數(shù)依賴集FL 2022-3-2774消除冗余的方法（續(xù)）消除冗余的方法（續(xù)）2. 求FL的最小覆

27、蓋GL ，差集為D = FL-GL。 逐一考察D中的函數(shù)依賴，確定是否是冗余的聯(lián)系，若是，就把它去掉。 注意：注意：(1) 冗余的聯(lián)系一定在D中，而D中的聯(lián)系不一定是冗余的；(2) 當(dāng)實體之間存在多種聯(lián)系時要將實體之間的聯(lián)系在形式上加以區(qū)分。2022-3-2775消除冗余，設(shè)計生成基本消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實例圖實例 實例實例 某工廠管理信息系統(tǒng)的視圖集成某工廠管理信息系統(tǒng)的視圖集成。 書中圖1.14(c)、圖7.24、圖7.29分別為該廠物資、銷售 和勞動人事管理的分E-R圖 圖7.30為該系統(tǒng)的基本E-R圖2022-3-2776消除冗余，設(shè)計生成基本消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實

28、例（續(xù)）圖實例（續(xù)）圖1.14(c) 工廠物資管理E-R圖該廠物資管理分E-R圖2022-3-2777消除冗余，設(shè)計生成基本消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實例（續(xù)）圖實例（續(xù)）圖7.24 銷售管理子系統(tǒng)的分E-R圖該廠銷售管理分E-R圖2022-3-2778消除冗余，設(shè)計生成基本消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實例（續(xù)）圖實例（續(xù)）圖7.29 勞動人事管理的分E-R圖該廠勞動人事管理分E-R圖2022-3-2779消除冗余，設(shè)計生成基本消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實例（續(xù)）圖實例（續(xù)）系統(tǒng)的基本E-R(圖7.30)某工廠管理信息系統(tǒng)的基本E-R圖 2022-3-2780庫存子系統(tǒng)庫存子系統(tǒng)ER

29、圖圖2022-3-2781消除冗余，設(shè)計生成基本消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實例（續(xù)）圖實例（續(xù)）集成過程，解決了以下問題：集成過程，解決了以下問題：1. 異名同義異名同義，項目和產(chǎn)品含義相同2. 庫存管理中職工與倉庫的工作關(guān)系已包含在勞動人事管理的部門與職工之間的聯(lián)系之中，所以可以取消3. 職工之間領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系可由部門與職工（經(jīng)理）之間的領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系、部門與職工之間的從屬關(guān)系兩者導(dǎo)出，所以也可以取消2022-3-2782驗證整體概念結(jié)構(gòu)驗證整體概念結(jié)構(gòu)v 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：1. 整體概念結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致

30、性必須具有一致性，不存在互相矛盾的表達(dá)2. 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3. 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4. 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、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)一步設(shè)計數(shù)據(jù)庫的依據(jù)。2022-3-2783概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)v概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟 抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖 集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu) 驗證整體概念結(jié)構(gòu)v數(shù)據(jù)抽象 分類 聚集 概括2022-3-2784概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)v 設(shè)計局部視圖設(shè)計局部視圖 選擇局部應(yīng)用 2

31、. 逐一設(shè)計分E-R圖1) 標(biāo)定局部應(yīng)用中的實體、屬性、碼，實體間的聯(lián)系2) 用E-R圖描述出來2022-3-2785概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)v集成局部視圖集成局部視圖 1.合并分E-R圖，生成初步E-R圖消除沖突 屬性沖突 命名沖突 結(jié)構(gòu)沖突 2. 修改與重構(gòu)消除不必要的冗余，設(shè)計生成基本E-R圖 分析方法 規(guī)范化理論2022-3-2786第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)7.7

32、 小結(jié)小結(jié)2022-3-27877.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計v 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)計好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)v 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟1. 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型2. 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)模型轉(zhuǎn)換3. 對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化2022-3-2788 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(續(xù)續(xù))邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計時的3個步驟 2022-3-27897.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換7.4.2 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化7.4.3 設(shè)計用戶子模式

33、設(shè)計用戶子模式2022-3-27907.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換v轉(zhuǎn)換內(nèi)容v轉(zhuǎn)換原則2022-3-2791E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）vE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換要解決的問題 如何將實體型和實體間的聯(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 v轉(zhuǎn)換內(nèi)容 將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。2022-3-2792E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）實體型間的聯(lián)系有以下不同情況 ：(1)一個1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)

34、系模式與某一端實體對應(yīng)的關(guān)系模式合并(2)一個1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并2022-3-2793E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）(3) 一個m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。例，“選修”聯(lián)系是一個m:n聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號與課程號為關(guān)系的組合碼：選修（學(xué)號，課程號，成績）(4)三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。例，“講授”聯(lián)系是一個三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中課程號、職工號和書號為關(guān)系的組合碼：講授（課程號，職工號，書號

35、）2022-3-2794E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）(5)具有相同碼相同碼的關(guān)系模式可合并 目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù) 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名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序2022-3-2795E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）注意：注意：v 從理論上講，1:1聯(lián)系可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并v 但在一些情況下，與不同的關(guān)系模式合并效率會大不一樣。因此究竟應(yīng)該與哪端的關(guān)系模式合并需要依應(yīng)用的具體情況而定。v 由于連接操作是最費時的操作，所以一般應(yīng)以盡量減少連接操作為目標(biāo)。 例如，如果經(jīng)常要查詢某個班級的班主任姓名，則將管理聯(lián)系與教師關(guān)系合并更好些。2022-3-2796E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）例 把圖7.30（PPTP96）中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型 部門實體對應(yīng)的關(guān)系模式 部門（部門號，部門名，經(jīng)理