《数据库设计和ER》PPT课件.ppt

第二章数据库设计与E-R图,温故知新：数据库设计的七个阶段：规划需求分析概念设计逻辑设计物理设计实现（实施）运行维护,设计E-R图,两条准则：（1）属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成（2）属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体之间,合并分E-R图，生成初步E-R图（续）,冲突的种类p49属性冲突-命名冲突结构冲突,两类属性冲突属性域冲突属性值的类型取值范围取值集合不同属性取值单位冲突,命名冲突,两类命名冲突同名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具有相同的名字异名同义（一义多名）：同一意义的对象在不同的局部应用中具有不同的名字,结构冲突,三类结构冲突同一对象在不同应用中具有不同的抽象同一实体在不同分E-R图中所包含的属性个数和属性排列次序不完全相同实体之间的联系在不同局部视图中呈现不同的类型,全局ER模型优化,优化原则合并实体类型消除冗余属性消除冗余联系消除不必要的冗余，设计生成基本E-R图,冗余的数据是指可由基本数据导出的数据冗余的联系是指可由其他联系导出的联系消除不必要的冗余后的初步E-R图称为基本E-R图,2.1.4逻辑设计阶段,逻辑结构设计的任务把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构逻辑结构设计的步骤,E-R图向关系模型的转换,E-R图向关系模型的转换要解决的问题如何将实体型和实体间的联系转换为关系模式如何确定这些关系模式的属性和码转换内容将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。,E-R图向关系模型的转换,转换过程中的主要问题：,E-R图：实体实体的属性实体间的联系,关系模式：关系属性码,2.3关系模型的基本概念,2.3.1基本术语p5253属性元数元组基数关系关系模式名关键码键超键候选键主键外键值域2.3.2关系的定义和性质p532.3.3三类完整性规则是【重点掌握】实体完整性规则参照完整性规则用户定义完整性规则,2.4ER模型到关系模型的转换,每个实体类型转换为一个关系模型属性属性；实体标识符-键二元联系类型的转换P55请看图解1:11：nm：n一元联系类型的转换三元联系类型的转换,2.5ER模型的实例分析,一个实体型转换为一个关系模式。关系的属性：实体型的属性关系的码：实体型的码,2.一个m:n联系转换为一个关系模式。关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性关系的码：各实体码的组合,转换原则:,2)与n端对应的关系模式合并合并后关系的属性：在n端关系中加入1端关系的码和联系本身的属性合并后关系的码：不变,一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。1)转换为一个独立的关系模式关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性关系的码：n端实体的码,可以减少系统中的关系个数，一般情况下更倾向于采用这种方法,2)与某一端对应的关系模式合并合并后关系的属性：加入对应关系的码和联系本身的属性合并后关系的码：不变,一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。1)转换为一个独立的关系模式关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性关系的候选码：每个实体的码均是该关系的候选码,三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。关系的属性：与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性关系的码：各实体码的组合,同一实体集的实体间的联系，即自联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。,具有相同码的关系模式可合并。目的：减少系统中的关系个数。合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其中的同义属性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的次序。,例：“拥有”关系模式：拥有（学号，性别）与学生关系模式：学生（学号，姓名，出生日期，所在系，年级，班级号，平均成绩）合并为一个关系模式：学生（学号，姓名，性别，出生日期，所在系，年级，班级号，平均成绩）先看P5657例题2.112.12,42.某旅行社管理系统涉及的部分信息如下：.(1)景点：景点编号、景点名称、地点、景点描述。(2)线路：线路编号、线路名称、线路描述。(3)导游：工号、姓名、等级。(4)团队：团队编号、人数、开始日期、截止日期。其中：每条线路由多个景点组成，不同线路的景点存在交叉；每条线路有多名导游，但一名导游只负责一条线路；每条线路可同时存在多个旅游团队，但每个团队只旅游一条线路。(1)建立一个反映上述局部应用的ER模型，要求标注联系类型(可省略实体属性)。,42.某网上订书系统，涉及如下信息：（1）客户：客户号、姓名、地址、联系电话。（2）图书：书号、书名、出版社、单价。（3）订单：订单号、日期、付款方式、总金额。其中：一份订单可订购多种图书，每种图书可订购多本；一位客户可有多份订单，一份订单仅对应一位客户。（1）根据以上叙述，建立ER模型，要求标注联系类型（可省略实体的属性）。（2）根据转换规则，将ER模型转换成关系模型，要求标注每个关系模型的主键和外键（如果存在）。,41为体育部门建立数据库，其中包含如下信息：(1)运动队：队名、主教练，其中队名惟一标识运动队。(2)运动员：运动员编号、姓名、性别、年龄。(3)运动项目：项目编号、项目名、所属类别。其中：每个运动队有多名运动员，每名运动员只属于一个运动队；每名运动员可以参加多个项目，每个项目可以有多个运动员参加。系统记录每名运动员参加每个项目所得名次和成绩以及比赛日期。(1)根据以上叙述，建立ER模型，要求标注联系类型。(实体的属性可以省略)(2)根据转换规则，将ER模型转换成关系模型，要求标明每个关系模式的主键和外键（如果存在）。,2.6增强的ER模型,2.6.1弱实体和强实体p62只能是1:11：n2.6.2子类实体与超类实体概化特化性质：（1）子类与超类之间具有继承性的特点。子类实体继承超类实体的所有属性。但比超类实体有更多属性。（2）这种继承是通过子类实体与超类实体具有相同的实体标识符实现的,特化过程的两种约束,不想交约束不相交约束重叠约束完备性约束整体特化部分特化,2.1.5数据库的物理设计p33,数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，就是数据库的物理设计。数据库物理设计的步骤存储记录结构设计确定数据存放位置存取方法设计完整性和安全性考虑程序设计,确定数据的存放位置,基本原则根据应用情况将易变部分与稳定部分分开存放存取频率较高部分与存取频率较低部分，分开存放,确定数据的存放位置（续）,例：可以将比较大的表分别放在两个磁盘上，以加快存取速度，这在多用户环境下特别有效可以将日志文件与数据库对象（表、索引等）放在不同的磁盘以改进系统的性能,数据库的物理设计(续),评价物理结构(续),评价方法（完全依赖于所选用的DBMS）定量估算各种方案存储空间存取时间维护代价对估算结果进行权衡、比较，选择出一个较优的合理的物理结构如果该结构不符合用户需求，则需要修改设计,2.1.6数据库的实现,1定义数据库数据的载入编制和调试应用程序4数据库的试运行,数据的载入,数据库结构建立好后，就可以向数据库中装载数据了。组织数据入库是数据库实施阶段最主要的工作。数据装载方法人工方法计算机辅助数据入库,数据库的试运行,数据库试运行主要工作包括：1）功能测试实际运行数据库应用程序，执行对数据库的各种操作，测试应用程序的功能是否满足设计要求如果不满足，对应用程序部分则要修改、调整，直到达到设计要求2）性能测试测量系统的性能指标，分析是否达到设计目标如果测试的结果与设计目标不符，则要返回物理设计阶段，重新调整物理结构，修改系统参数，某些情况下甚至要返回逻辑设计阶段，修改逻辑结构,2.1.7数据库的运行与维护,在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要是由DBA完成的，包括：数据库的转储和恢复数据库的安全性、完整性控制数据库性能的监督、分析和改进数据库的重组织和重构造,小结,数据库的设计过程规划需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理设计实现运行和维护,需求分析,概念结构,逻辑结构,物理结构,实施,运行维护,数据流图数据字典,调查研究,自顶向下,抽象数据，设计局部E-R图,集成到全局E-R图,自底向上,消除冲突,消除不必要的冗余,基本E-R图,七条原则,转换成关系模型,关系模型,优化,2ER模型是数据库的设计工具之一，它一般适用于建立数据库的()A概念模型B逻辑模型C内部模型D外部模型,17增强ER模型中，子类实体继承超类实体的所有_。,练习题：,27简述数据库逻辑设计阶段的主要步骤。p32,3数据库物理设计的任务不包括()p33A优化模式B存储记录结构设计C确定数据存放位置D存取方法设计,4设有关系WORK（ENO，CNO，PAY），主码为（ENO，CNO）。按照实体完整性规则()p53A只有ENO不能取空值B只有CNO不能取空值C只有PAY不能取空值DENO与CNO都不能取空值,属性,A,4.设有课程关系Course（课程号，课程名，学分，开设专业号，先修课程号）和专业关系Speciality（专业号，专业名），则课程关系Course的外键是（）A.课程号B.开设专业号C.先修课程号D.开设专业号和先修课程号,17.实体完整性规则要求关系中元组在组成_的属性上不能有空值。,4.完成关系模式设计是在数据库设计的()A.需求分析阶段B.概念设计阶段C.逻辑设计阶段D.物理设计阶段5.下列关于外键的说法正确的是()A.外键必须和相应的主键同名B.外键值不允许为空C.外键和相应的主键可以不同名，只要定义在相同域上即可D.外键的取值只允许等于所参照关系中某个主键值,18.当局部ER图合并全局ER图时，可能出现_冲突、结构冲突、命名冲突。,主键,属性,27.以学生选课关系SC（学号，课程号，成绩）为例，说明实体完整性规则的含义。,27答：实体完整性规则是指关系中的元组在组成主键的属性上不能有空值。关系SC的主键为（学号，课程号），因此SC中的每个元组在学号、课程号两个属性上的取值均不能为空。,3.在下列四种模型中，与计算机的硬件及软件均无关的是（）A.外部模型B.逻辑模型C.概念模型D.内部模型4.设计数据库时，应该首先设计数据库的（）A.应用系统结构B.概念结构C.逻辑结构D.物理结构,第二章的总结和课堂作业,在作业本上完成P662.162.172.18选做题2.22,