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数据库原理与SQL Server,第5课 数据库规范化设计(一),第5课 数据库规范化设计数据模型,目标： 了解数据描述的3个阶段 了解数据模型的定义及分类 掌握ER模型 了解关系模型的相关概念,3.3 数据库原理数据库规范化设计,概念：对于给定应用环境，构造最优数据库模式 目标：结构合理、使用方便、效率较高的数据库 内容：3.3.1 数据模型 3.3.2 关系模型规范化问题 3.3.3 函数依赖 3.3.4 属性集闭包 3.3.5 范式,数据库逻辑结构,数据依赖,评价标准,一、数据描述,数据描述的3个阶段 数据管理,收集,存储,加工,概念设计,逻辑设计,物理设计,概念设计,概念设计：根据用户的需求设计数据库的概念结构,术语,实体： 实体集： 属性： 实体标识符：,客观存在的事物，包括抽象的 同类实体的集合 实体的特性 能唯一标识实体的属性(集),逻辑设计,逻辑设计：根据概念设计的概念结构设计存储数据的 逻辑结构,术语,字段： 记录： 文件： 关键码：,实体属性的命名单位 字段的有序集合 同类记录的集合 能唯一标识记录的字段(集),属性 实体 实体集 实体标识符,物理设计,物理设计：据逻辑设计的逻辑结构设计存储数据的物理 结构，即数据库的存储结构,存储介质：高速缓存、内存、快擦写存储器、磁盘、光 盘、磁带,数据描述：Bit、Byte、Word、Block、Bucket、Volume,用户不必关心数据库的物理结构及实现方式,数据描述实例,实例 对“学生”的描述,学生实体集,属性:学号、姓名、性别,实体标识符:学号,学生表,字段:sno、sname、sex,主键:sno,学生文件,d:examplestudent.mdf,二、数据模型的定义及分类,数据模型：表示实体类型及实体间联系的模型,数据模型,概念设计,概念模型,：实体联系模型,逻辑设计,逻辑模型,层次模型,网状模型,关系模型,实体联系模型,ER模型：从现实世界中抽象出实体及实体间联系，用ER图描述 联系：实体之间的相互关系 联系的元数：与联系相关的实体集的个数,二元联系,一对一： 一对多： 多对多：,一个实体至多与一个实体有联系，反之亦然 一个实体可和任意个实体有联系 一个实体可和任意个实体有联系，反之亦然,二元联系实例,实例 班长和班级，班主任与学生，教师与学生，班主任和班级,班长,班级,1,1,1,1,班主任,学生,1,n,1,1,教师,学生,n,1,m,1,班主任,班级,1,1,1,1,班主任,班级,1,n,1,1,ER图,ER图：表示ER模型的工具,基本元素,矩形框：表示实体 椭圆形框：表示属性，实体标识符下加横线 菱形框：表示联系 连线：连接各元素,11 ：一对一 1N：一对多 MN：多对多,ER图实例（一）,实例 为“学生选课系统”设计ER模型,学生,课程,学号,班级,姓名,性别,出生日期,地址,电话,电子信箱,选课,课程编号,课程名,学分,成绩,M,N,1,1,ER图实例（二）,层次模型,概念：用树型结构表示实体及实体间联系的数据模型 树：每个非根结点有且仅有一个父结点 特点：与文件系统相比实现了逻辑数据与物理数据之间的转换 缺点：表示MN联系比较复杂（一个MN拆成M个1N） 代表：1968年，IBM公司的IMS系统,网状模型,概念：用有向图结构表示实体及实体间联系的数据模型 有向图：每个结点可以有多个父结点 特点：表示MN联系比较简单（一个MN拆成2个1N） 缺点：数据结构复杂 代表：1969年，美国数据系统语言协会DBTG报告,关系模型,概念：用二维表表示实体集 特点：数据结构简单，采用关键码（而非指针）导航数据 代表：1970年，美国IBM公司的高级研究员E.F.Cood文章 关系型数据库管理系统（RDBMS）：采用关系模型的DBMS,ER模型向关系模型的转换,将实体、联系转换为关系模式，确定关系模式属性和关键码,转换规则,实体：,一个实体转换为一个关系模式,联系,11：,将联系置入任一端实体，再加入另一端实体主键并为外键,1N：,将联系置入多端实体，再加入一端实体主键并为外键,MN：,建立新关系模式，主键为两端实体的主键并为外键,实例,实例,实例,三、关系模型的相关概念,关系模式： 关系模型： 关系：,对关系的描述，可以表示为R(U,D,dom,F) 关系模式的集合 关系模式在某一时刻的状态，称为实例,超键： 候选键： 主键： 外键：,能唯一标识记录的属性(集) 能唯一标识记录的属性(集)且不含多余属性 可以选取任意一个候选键为主键 包含另一个关系的候选键所对应的属性(集),关键码,数据完整性规则,数据完整性,实体完整性： 参照完整性： 自定义完整性：,主键值不能相同或为NULL 外键值只能取参照关系主键值或NULL 对某一具体数据的约束条件,关系模型包括数据结构（关系模式）、数据操作（关系运算）和数据完整性,作业,第三章 习题 2、3、4、5、6、7、8、9,
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