第3講數(shù)據(jù)庫設計方法—邏輯模型以及ER模型到關系模型的轉(zhuǎn)化

1、1回顧回顧p 數(shù)據(jù)庫的三級模式數(shù)據(jù)庫的三級模式：外模式：外模式用戶視圖，模式用戶視圖，模式全全局視圖，內(nèi)模式局視圖，內(nèi)模式物理視圖。物理視圖。p 通過兩級映射提高數(shù)據(jù)的邏輯獨立性和物理獨立性。通過兩級映射提高數(shù)據(jù)的邏輯獨立性和物理獨立性。p 概念模型中的兩個概念：實體、聯(lián)系概念模型中的兩個概念：實體、聯(lián)系.p 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型包括：包括：概念模型概念模型(ER)、邏輯模型邏輯模型、物理模型、物理模型p 概念模型的兩個基本概念概念模型的兩個基本概念實體與聯(lián)系，實體與聯(lián)系，E-R模型模型是一種概念模型表示方法是一種概念模型表示方法.p 邏輯模型邏輯模型：層次型、網(wǎng)狀、關系型：層次型、網(wǎng)狀、關系型2

2、022-4-102數(shù)據(jù)庫原理與應用數(shù)據(jù)庫原理與應用第第3講講 數(shù)據(jù)庫設計方法數(shù)據(jù)庫設計方法ER模型到模型到關系模型的轉(zhuǎn)化關系模型的轉(zhuǎn)化2022-4-103本講內(nèi)容、重點和難點本講內(nèi)容、重點和難點n 重點重點pER模型到關系模型的轉(zhuǎn)化模型到關系模型的轉(zhuǎn)化n 難點難點p關系數(shù)據(jù)庫概述關系數(shù)據(jù)庫概述p關系型邏輯模型關系型邏輯模型是當前最常見的是當前最常見的數(shù)據(jù)庫邏輯模型數(shù)據(jù)庫邏輯模型2022-4-1041.邏輯模型（邏輯模型（層次，網(wǎng)狀，關系層次，網(wǎng)狀，關系）、）、物理模型物理模型 關系模型的基本概念關系模型的基本概念 物理模型簡介物理模型簡介 ER圖到關系模型轉(zhuǎn)換圖到關系模型轉(zhuǎn)換2022-4-10

3、5關系模型的基本概念關系模型的基本概念1關系關系p 將一個沒有重復行、重復列的二維表看成一個關系。將一個沒有重復行、重復列的二維表看成一個關系。2元組（記錄）元組（記錄）p 二維表的每一行在關系中稱為關系的一個元組。二維表的每一行在關系中稱為關系的一個元組。3p 二維表的每一列在關系中稱為屬性。二維表的每一列在關系中稱為屬性。4p 關系中用于區(qū)分和標示不同元組的屬性組合。關系中用于區(qū)分和標示不同元組的屬性組合。5外部關鍵字外部關鍵字p 如果關系中某個屬性組合是另一個關系的關鍵字，則如果關系中某個屬性組合是另一個關系的關鍵字，則稱此屬性組合為本關系的外部關鍵字。外部關鍵字體稱此屬性組合為本關系的

4、外部關鍵字。外部關鍵字體現(xiàn)表間的聯(lián)系。現(xiàn)表間的聯(lián)系。6.元元p 屬性個數(shù)屬性個數(shù)（n）稱為關系的）稱為關系的元元。2022-4-106部門編號部門編號部門名稱部門名稱D001總經(jīng)理辦總經(jīng)理辦D002市場部市場部D003銷售部銷售部D004倉儲部倉儲部員工編員工編號號員工姓名員工姓名性性別別部門編部門編號號E001錢達理錢達理男男D001E002東方牧東方牧男男D001E003郭文斌郭文斌男男D002E004肖海燕肖海燕女女D003E005張明華張明華男男D004部門表部門表員工表員工表部門關系（部門關系（部門編號部門編號，部門名稱）。，部門名稱）。員工關系（員工關系（員工編號員工編號，姓名，性

5、別，部門編號，姓名，性別，部門編號) )。部門關系中有部門關系中有4 4個元組，員工關系中有個元組，員工關系中有5 5個元組。個元組。員工關系的外部關鍵字是部門編號，體現(xiàn)了部門關系與員工關系的外部關鍵字是部門編號，體現(xiàn)了部門關系與員工關系之間的聯(lián)系。員工關系之間的聯(lián)系。關系示例關系示例:2022-4-107討論：實體集用表格來表示是容易理解的，聯(lián)系如何用表格討論：實體集用表格來表示是容易理解的，聯(lián)系如何用表格來表示呢？以選課系統(tǒng)為例。來表示呢？以選課系統(tǒng)為例。學號學號姓名姓名s1s1學生學生A As2s2學生學生B B學生表學生表教師號教師號姓名姓名t1 t1教師教師A At2 t2教師教師B

6、 B教師表教師表課編號課編號課程名課程名c1c1課程課程A Ac1c1課程課程B B課程表課程表學號學號課編號課編號修讀學期修讀學期s1s1c1c120102010春春s1s1c2c220102010春春s2s2c1c120102010春春授課表（寫寫看）授課表（寫寫看）選課表選課表教師號教師號課編號課編號授課學期授課學期t1 t1c1c120102010春春t2 t2c2c220102010春春2022-4-108物理模型（了解）物理模型（了解）物理模型物理模型p在邏輯模型確定后，要將邏輯模型提出的靜態(tài)結構、動在邏輯模型確定后，要將邏輯模型提出的靜態(tài)結構、動態(tài)結構、約束規(guī)則在計算機上進行實現(xiàn)

7、，這項工作由態(tài)結構、約束規(guī)則在計算機上進行實現(xiàn)，這項工作由DBMS軟件實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)。p目前的目前的DBMS大多支持關系型邏輯模型，比如大多支持關系型邏輯模型，比如Oracle, SQL Server，DB2等等。等等。p我們也可以開發(fā)自己的我們也可以開發(fā)自己的DBMS，但這項工作的所需的人，但這項工作的所需的人力是很大的，所以當前軟件行業(yè)的做法是：使用比較成力是很大的，所以當前軟件行業(yè)的做法是：使用比較成熟的熟的DBMS系統(tǒng)，解決具體應用問題。因此，系統(tǒng)，解決具體應用問題。因此，物理模式物理模式一般不作過多的討論一般不作過多的討論。2022-4-109從從ER圖導出關系模型數(shù)據(jù)結構圖導出關系

8、模型數(shù)據(jù)結構ERER圖描述圖描述信息的結構信息的結構，是是構造構造數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)模型的依據(jù)依據(jù)。從。從ERER圖圖出發(fā)導出關系模型數(shù)據(jù)結構出發(fā)導出關系模型數(shù)據(jù)結構的的兩點原則兩點原則： 對對ERER圖中的每個圖中的每個“實體集實體集”，都應轉(zhuǎn)換成一個關系；都應轉(zhuǎn)換成一個關系； 對對ERER圖中的圖中的 “聯(lián)系聯(lián)系”，根據(jù)實體聯(lián)系的方式，采取根據(jù)實體聯(lián)系的方式，采取不同的方法加以處理；不同的方法加以處理；2022-4-10101） 兩實體集間兩實體集間1: N聯(lián)系聯(lián)系無需專門用一個關系表示無需專門用一個關系表示“聯(lián)系聯(lián)系”?？蓪??？蓪ⅰ?”1”方關方關系的系的主鍵主鍵納入納入“N”N”方關系中作

9、為方關系中作為外鍵外鍵，同時把同時把聯(lián)系聯(lián)系的屬性的屬性也一起納入也一起納入“N”N”方關系中方關系中。2022-4-1011學校學校教師教師聘任聘任1N學校名學校名校址校址校長校長年薪年薪教工號教工號姓名姓名專長專長學校（學校（學校名學校名，校址，校長），校址，校長）教師（教師（教工號教工號，姓名，專長，姓名，專長，學校名學校名，年薪），年薪）外鍵2022-4-10122） 兩實體集間兩實體集間M: N聯(lián)系聯(lián)系必須對必須對“聯(lián)系聯(lián)系”單獨建立一個關系單獨建立一個關系?！奥?lián)系聯(lián)系”關系關系的屬性的屬性至少至少包含包含它所關聯(lián)的雙方實體的它所關聯(lián)的雙方實體的“主鍵主鍵”，若若“聯(lián)系聯(lián)系”自身有屬

10、性，也要一起納入自身有屬性，也要一起納入“聯(lián)系聯(lián)系”關系關系中。中。2022-4-1013學生學生課程課程選修選修MN學號學號姓名姓名性別性別成績成績課程號課程號課程名課程名學分學分學生（學生（學號學號，姓名，性別），姓名，性別）課程（課程（課程號課程號，課程名，學分），課程名，學分）選修（選修（學號學號，課程號課程號，成績），成績）2022-4-10143） 兩實體集間兩實體集間1:1聯(lián)系聯(lián)系對兩實體間對兩實體間1 1：1 1聯(lián)系，聯(lián)系，有二種轉(zhuǎn)換方案有二種轉(zhuǎn)換方案：第一第一：“聯(lián)系聯(lián)系”不單獨建立關系，將實體集不單獨建立關系，將實體集A A主鍵放主鍵放到實體集到實體集B B中作為外鍵。中作

11、為外鍵。第二第二： “聯(lián)系聯(lián)系”不單獨建立關系，將實體集不單獨建立關系，將實體集B B主鍵放主鍵放到實體集到實體集A A中作為外鍵。中作為外鍵。2022-4-1015校長校長學校學校管理管理11姓名姓名性別性別年齡年齡學校名學校名校址校址類別類別方案方案1：校長（校長（姓名姓名，性別，年齡），性別，年齡）學校（學校（學校名學校名，校址，類別，校址，類別，姓名姓名）方案方案2學校（學校（學校名學校名，校址，類別），校址，類別）校長（校長（姓名姓名，性別，年齡，性別，年齡，學校名學校名）2022-4-1016以下的關系模型為以下的關系模型為補充內(nèi)容補充內(nèi)容 4） 同一實體集各實體間同一實體集各實體

12、間1: N聯(lián)系聯(lián)系可在這個實體關系中可在這個實體關系中多設一個屬性多設一個屬性，用來表示與當前用來表示與當前實體（表中當前行）相聯(lián)系的另一個實體實體（表中當前行）相聯(lián)系的另一個實體的的“主鍵主鍵”。職工職工領導領導1N工號工號姓名姓名工資工資民意評價民意評價職工（職工（工號工號，姓名，工資，姓名，工資， 領導者工號領導者工號，民意評價），民意評價）另一個實體的主鍵另一個實體的主鍵2022-4-10174） 同一實體集各實體間同一實體集各實體間1: N聯(lián)系聯(lián)系工號工號姓名姓名工資工資領導者工號領導者工號民意評價民意評價1 1陳一陳一8508503 3稱職稱職2 2李二李二8908903 3優(yōu)秀優(yōu)

13、秀3 3張三張三9009003 3稱職稱職2022-4-10185） 同一實體集各實體間同一實體集各實體間M: N聯(lián)系聯(lián)系則需為則需為“聯(lián)系聯(lián)系”單獨建一個關系單獨建一個關系。該關系中至少應該關系中至少應包含被它聯(lián)系的雙方實體的包含被它聯(lián)系的雙方實體的“主鍵主鍵”，若若“聯(lián)系聯(lián)系”有屬性，也要納入該關系中。有屬性，也要納入該關系中。課程課程預修預修MN課程號課程號課程名課程名學分學分課程（課程（課程號課程號，課程名，學分），課程名，學分）預修（預修（課程號課程號，預修課程號預修課程號）2022-4-10196） 多個實體集間多個實體集間M: N聯(lián)系聯(lián)系必須為必須為“聯(lián)系聯(lián)系”單獨建一個關系單獨

14、建一個關系。該關系中至少應該關系中至少應包含被它聯(lián)系的雙方實體的包含被它聯(lián)系的雙方實體的“主鍵主鍵”，若若“聯(lián)系聯(lián)系”有有屬性，也要納入該關系中。屬性，也要納入該關系中。2022-4-1020工程項目工程項目零件零件需求需求MP工程號工程號工程名工程名工程進度工程進度數(shù)量數(shù)量零件名零件名單價單價廠址廠址工程項目（工程項目（工程號工程號，工程名，工程名，工程進度）工程進度）廠家（廠家（廠名廠名，廠址），廠址）需求（需求（工程號，廠名，零件名工程號，廠名，零件名，數(shù)量）數(shù)量）廠家廠家N廠名廠名零件（零件（零件名零件名，單價），單價）2022-4-10課堂小練課堂小練n 1：試述采用試述采用E-R方

15、法進行數(shù)據(jù)庫概念設計的過程。方法進行數(shù)據(jù)庫概念設計的過程。n 答：答：采用采用E-R方法進行數(shù)據(jù)庫概念設計，可以分成方法進行數(shù)據(jù)庫概念設計，可以分成3步進步進行：首先設計局部行：首先設計局部E-R模式，然后把各局部模式，然后把各局部E-R模式綜合模式綜合成一個全局的成一個全局的E-R模式，最后對全局模式，最后對全局E-R模式進行優(yōu)化，模式進行優(yōu)化，得到最終的得到最終的E-R模式，即概念模式。模式，即概念模式。212022-4-10課堂小練課堂小練n 2：:某大學實現(xiàn)學分制，學生可根據(jù)自己情況選課。每名學生可同時選修多門課程，某大學實現(xiàn)學分制，學生可根據(jù)自己情況選課。每名學生可同時選修多門課程，

16、每門課程可由多位教師主講；每位教師可講授多門課程。每門課程可由多位教師主講；每位教師可講授多門課程。其不完整的其不完整的E-R圖如圖圖如圖1所示所示。n指出學生與課程的聯(lián)系類型。指出課程與教師的聯(lián)系類型。指出學生與課程的聯(lián)系類型。指出課程與教師的聯(lián)系類型。n若每名學生有一位教師指導，每個教師指導多名學生，則學生與教師是如何聯(lián)系？若每名學生有一位教師指導，每個教師指導多名學生，則學生與教師是如何聯(lián)系？n在原在原E-R圖上補畫教師與學生的聯(lián)系，并完善圖上補畫教師與學生的聯(lián)系，并完善E-R圖。圖。n最后將最后將ER圖轉(zhuǎn)換成關系模型。圖轉(zhuǎn)換成關系模型。答：答：學生與課程聯(lián)系類型是多對多聯(lián)系。學生與課程

17、聯(lián)系類型是多對多聯(lián)系。課程與教師的聯(lián)系類型是多對多聯(lián)系。課程與教師的聯(lián)系類型是多對多聯(lián)系。學生與教師的聯(lián)系類型是一對多聯(lián)系。學生與教師的聯(lián)系類型是一對多聯(lián)系。完善本題完善本題E-R圖的結果如圖圖的結果如圖2所示。所示。圖圖1 圖圖2 22圖6.12 完善后的E-R圖學生課程教師指導講授選修mnmmn1圖1圖22022-4-1023小結小結p 邏輯模型能夠表現(xiàn)數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束。邏輯模型能夠表現(xiàn)數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束。p 邏輯模型有層次型、網(wǎng)絡型、關系型三種，關系模型邏輯模型有層次型、網(wǎng)絡型、關系型三種，關系模型是當前數(shù)據(jù)庫的主要數(shù)據(jù)模型。是當前數(shù)據(jù)庫的主要數(shù)據(jù)模型。p為了表示數(shù)

18、據(jù)在計算機上如何組織、如何操作、如何為了表示數(shù)據(jù)在計算機上如何組織、如何操作、如何約束，約束，應將應將E-R模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型。p關系型邏輯模型是當前最常見的數(shù)據(jù)庫邏輯模型。關系型邏輯模型是當前最常見的數(shù)據(jù)庫邏輯模型。p關系數(shù)據(jù)庫是表和其他數(shù)據(jù)庫對象的集合，表的列應關系數(shù)據(jù)庫是表和其他數(shù)據(jù)庫對象的集合，表的列應滿足原子特征，即列是不可分解的滿足原子特征，即列是不可分解的。2022-4-1024小課內(nèi)容小課內(nèi)容2022-4-10251. 問題問題 20分鐘分鐘p有人說：有人說：“E-R模型只能轉(zhuǎn)換為關系模型，不能轉(zhuǎn)換模型只能轉(zhuǎn)換為關系模型，不能轉(zhuǎn)換為層次模型或網(wǎng)絡模型為層次模型或網(wǎng)絡模型”，這種說法對么？，這種說法對么？p簡