第11讲 chp7-数据库设计

1、An Introduction to Database System （第（第5版教材版教材P205）数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第第7 7章章 数据库设计数据库设计An Introduction to Database System数据库设计数据库设计数据库设计分为以下数据库设计分为以下6个阶段：个阶段：1 需求分析需求分析2 概念结构设计概念结构设计3 逻辑结构设计逻辑结构设计4 物理结构设计物理结构设计5 数据库实施数据库实施6 数据库运行和维护数据库运行和维护图图7.3 数据库设计各个阶段的设计描述（数据库设计各个阶段

2、的设计描述（P210）An Introduction to Database System数据库设计方法数据库设计方法v计算机辅助设计 ORACLE Designer SYBASE PowerDesignerAn Introduction to Database SystemE-R图（图（Entity-Relationship）v实体型实体型用矩形表示，矩形框内写明实体名。用矩形表示，矩形框内写明实体名。v属性属性用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来学生学生教师教师学号学号年龄年龄性别性别姓名姓名学生学生An Introduction

3、 to Database SystemE-R图图(续续)v联系 联系本身联系本身： 用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（的类型（1:1、1:n或或m:n） An Introduction to Database System联系的表示方法示例联系的表示方法示例班级班级管理管理班长班长111:1联系联系课程课程选修选修学生学生mnm:n联系联系班级班级组成组成学生学生1n1:n联系联系An Introduction to Database Syste

4、m联系的属性联系的属性课程课程选修选修学生学生mn成绩成绩v联系的属性联系的属性：联系也可以有属性。联系也可以有属性。这些属性也用无向边与该联系这些属性也用无向边与该联系连接起来连接起来 An Introduction to Database System实例实例用用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型图表示某个工厂物资管理的概念模型v 实体实体 及其及其 属性属性 仓库：仓库： 仓库号、面积、电话号码仓库号、面积、电话号码 零件零件 ：零件号、名称、规格、单价、描述：零件号、名称、规格、单价、描述 供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号供应商：供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号 项

5、目：项目号、预算、开工日期项目：项目号、预算、开工日期 职工：职工号、姓名、年龄、职称职工：职工号、姓名、年龄、职称 An Introduction to Database System实体之间的联系实体之间的联系(1)一个仓库可存放多种零件，一种零件可存放在多个仓库中。仓库和零件一个仓库可存放多种零件，一种零件可存放在多个仓库中。仓库和零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。(2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓库和职

6、工之间是一对多的联系。库和职工之间是一对多的联系。(3)职工之间具有领导职工之间具有领导-被领导关系。职工实体型中具有一对多的联系，即被领导关系。职工实体型中具有一对多的联系，即仓库主任领导若干保管员。仓库主任领导若干保管员。(4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。用供应量表示某个供供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。用供应量表示某个供应商给某个项目的供应数量。应商给某个项目的供应数量。E-R图图 实例实例图图7.11 工厂物资管理工厂物资管理E-R图（图（P219）An Introduction to Database SystemE-R图设计的方法与步骤图设计的方法与步骤

7、v 常用：自底向上设计的步骤常用：自底向上设计的步骤 第第1步：抽象数据并设计局部步：抽象数据并设计局部E-R图图第第2步：集成局部步：集成局部E-R图，得到全局概念结构图，得到全局概念结构An Introduction to Database System逐一设计分逐一设计分E-R图图v设计分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。E-R图中的联系只发生在实体之间An Introduction to Database System逐一设计分逐一设计分E-R图（续）图（续）图图7.19 职称作为

8、一个实体（职称作为一个实体（P225）An Introduction to Database System逐一设计分逐一设计分E-R图（续）图（续）图图7.20 病房作为一个实体（病房作为一个实体（P225）An Introduction to Database System逐一设计分逐一设计分E-R图（续）图（续）实例销售管理子系统分实例销售管理子系统分E-R图的设计图的设计v销售管理子系统的主要功能：销售管理子系统的主要功能：n处理顾客和销售员送来的订单处理顾客和销售员送来的订单n工厂是根据订货安排生产的工厂是根据订货安排生产的n交出货物同时开出发票交出货物同时开出发票n收到顾客付款后，根

9、据发票存根和信贷情况进行应收款收到顾客付款后，根据发票存根和信贷情况进行应收款处理处理An Introduction to Database System逐一设计分逐一设计分E-R图（续）图（续）对每个实体定义的属性如下：对每个实体定义的属性如下： 顾客：顾客：顾客号顾客号，顾客名，地址，电话，信贷状况，账目余额，顾客名，地址，电话，信贷状况，账目余额 订单：订单：订单号订单号，顾客号，订货项数，订货日期，交货日期，工种，顾客号，订货项数，订货日期，交货日期，工种号，生产地点号，生产地点 订单细节：订单细节：订单号，细则号订单号，细则号，零件号，订货数，金额，零件号，订货数，金额 应收账款：应

10、收账款：顾客号，订单号顾客号，订单号，发票号，应收金额，支付日期，支，发票号，应收金额，支付日期，支付金额，当前余额，货款限额付金额，当前余额，货款限额 产品描述：产品描述：产品号，产品名，单价，重量产品号，产品名，单价，重量 折扣规则：折扣规则：产品号，订货量产品号，订货量，折扣，折扣逐一设计分逐一设计分E-R图（续）图（续）v 得到销售管理子系统分E-R图如下:图图7.23 销售管理子系统的分销售管理子系统的分E-R图（图（P227） An Introduction to Database SystemE-R图的集成图的集成v各个局部视图即分E-R图建立好后，还需要对它们进行合并，集成为一

11、个整体的数据概念结构即总E-R图。An Introduction to Database SystemE-R图的集成（续）图的集成（续）图图7.24 E-R图集成（图集成（P227） An Introduction to Database System合并分合并分E-R图，生成初步图，生成初步E-R图（续）图（续）v 合并分合并分E-R图（消除冲突）图（消除冲突）v 冲突的种类冲突的种类: 属性冲突 命名冲突 结构冲突An Introduction to Database System 属性冲突属性冲突v两类属性冲突 属性域冲突属性域冲突 属性值的类型 取值范围 取值集合不同 属性取值单位冲突

12、属性取值单位冲突An Introduction to Database System 命名冲突命名冲突v两类命名冲突 同名异义同名异义：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）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An Introduction to Database System 结构冲突结构冲突v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分E-R图中呈现不同的类型An Introduction to Database System消除不必

13、要的冗余，设计基本消除不必要的冗余，设计基本E-R图图v合并（消除冲突）后，得到初步合并（消除冲突）后，得到初步E-R图图 消除不必要的冗余，生成基本消除不必要的冗余，生成基本E-R图图合并合并(消除冲突消除冲突)初步初步E-R图图分分E-R图图可能存在冗余的数据可能存在冗余的数据和冗余的实体间联系和冗余的实体间联系基本基本E-R图图消除不必要的冗余消除不必要的冗余An Introduction to Database System1冗余冗余v冗余的数据数据是指可由基本数据导出的数据v冗余的联系联系是指可由其他联系导出的联系 消除冗余的方法（续）消除冗余的方法（续）图图7.26 消除冗余（消除

14、冗余（P230）An Introduction to Database System消除冗余，设计生成基本消除冗余，设计生成基本E-R图实例图实例 实例 某工厂管理信息系统的视图集成 图1、图2、图3分别为该厂物资物资、销售销售 和劳动人事劳动人事管理的分E-R图 （见下页） An Introduction to Database System消除冗余，设计生成基本消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）图实例（续）图图1 物资管理物资管理 分分E-R图图An Introduction to Database System消除冗余，设计生成基本消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）图实例（续

15、）图图2 销售管理销售管理 分分E-R图图An Introduction to Database System消除冗余，设计生成基本消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）图实例（续）图图3 劳动人事管理劳动人事管理 分分E-R图图产品产品领导领导1 11 1An Introduction to Database System消除冗余，设计生成基本消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）图实例（续）v合并过程中，消除冲突，消除冗余：合并过程中，消除冲突，消除冗余： 1、本例中，项目和产品含义相同，某个项目实质上是、本例中，项目和产品含义相同，某个项目实质上是某个产品的生产。统一用产品作为实体名

16、。某个产品的生产。统一用产品作为实体名。 2、物资管理中，职工和仓库的工作关系已经包含在劳、物资管理中，职工和仓库的工作关系已经包含在劳动人事管理的部门与职工之间的联系中，所以是冗余，动人事管理的部门与职工之间的联系中，所以是冗余，可以取消。可以取消。 3、职工之间领导与被领导关系可以由部门与职工（经、职工之间领导与被领导关系可以由部门与职工（经理）之间的领导关系、部门与职工之间的从属关系两理）之间的领导关系、部门与职工之间的从属关系两者导出，是冗余，可以取消。者导出，是冗余，可以取消。消除冗余，设计生成基本消除冗余，设计生成基本E-R图实例（续）图实例（续）图图7.28 某工厂管理信息系统某

17、工厂管理信息系统 基本基本E-R图（图（P231） An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换图向关系模型的转换vE-R图向关系模型的转换要解决的问题图向关系模型的转换要解决的问题 如何将如何将实体型实体型以及实体型间的以及实体型间的联系联系转换为转换为关系模关系模式式 如何确定这些关系模式的如何确定这些关系模式的属性属性和和码码An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续）v转换原则转换原则 一个一个实体型实体型转换为一个关系模式。转换为一个关系模式。：实体型的属性：

18、实体型的属性：实体型的码：实体型的码例，学生实体可以转换为如下关系模式：例，学生实体可以转换为如下关系模式：学生（学生（学号学号，姓名，出生日期，所在系，姓名，出生日期，所在系， 年级，平均成绩）年级，平均成绩） An Introduction to Database System 学生学生 学号学号出生出生日期日期年级年级所在系所在系 平均平均成绩成绩姓名姓名An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 一个一个m:n联系联系转换为一个关系模式。转换为一个关系模式。：与该联系相连的：与该联系相连的各实体的码各实体的

19、码以及以及联系本身的属性联系本身的属性：各实体码各实体码的组合的组合例，例，“选修选修”联系是一个联系是一个m:nm:n联系，可以将它转换为如下联系，可以将它转换为如下关系模式，其中学号与课程号为关系的组合码：关系模式，其中学号与课程号为关系的组合码：选修（选修（学号学号，课程号课程号，成绩），成绩）An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 一个一个1:n联系联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与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。端对应的关系模式合并。 1) 转换为一个独立的关系模

20、式转换为一个独立的关系模式：与该联系相连的：与该联系相连的各实体的码各实体的码以及以及联系本身的属性联系本身的属性：n端实体的码端实体的码例，学生和班级之间的例，学生和班级之间的“组成组成”联系为联系为1:n联系。联系。转换成一个独立的关系模式：转换成一个独立的关系模式：组成（组成（学号学号，班级号），班级号）An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 2)一个一个1:n联系也可以与联系也可以与n端对应的关系模式合并端对应的关系模式合并：在：在n端关系中端关系中加入加入1端关系端关系的码和联系本身的属性的码和联系本

21、身的属性：不变：不变例，学生和班级之间的例，学生和班级之间的“组成组成”联系为联系为1:n联系。联系。将其与学生关系模式合并：将其与学生关系模式合并：学生（学号，姓名，出生日期，所在系，学生（学号，姓名，出生日期，所在系， 年级，年级，班级号班级号，平均成绩），平均成绩）An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 一个一个1:1联系联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与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。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转换为一个独立的关

22、系模式：与该联系相连的：与该联系相连的各实体的码各实体的码以及联系本身以及联系本身的属性的属性：每个每个实体的码均是该关系的候选码实体的码均是该关系的候选码例，教师例，教师 (班主任班主任)与班级之间的与班级之间的“管理管理”联系为联系为1:1联系。联系。转换为一个独立的关系模式：转换为一个独立的关系模式： 管理（管理（职工号职工号，班级号），班级号） 或或管理（职工号，管理（职工号，班级号班级号）An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 2)一个一个1:1联系也可以与某一端对应的关系模式合并联系也可以与某一端对

23、应的关系模式合并：加入加入对应关系的码和联系本对应关系的码和联系本身的属性身的属性：不变：不变An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续）例，例，“教师教师” (班主任班主任)与与“班级班级”之间的之间的“管理管理”联系为联系为1:1联联系，可以与某一端对应的关系模式合并：系，可以与某一端对应的关系模式合并：（2）“管理管理”联系与联系与“班级班级”合并，则只需在合并，则只需在“班级班级”关系关系 中中加入加入“教师教师”的码，即职工号：的码，即职工号：班级：（班级：（班级号班级号，学生人数，学生人数，职工号职工号）

24、（3）“管理管理”联系与联系与“教师教师” 合并，则只需在合并，则只需在“教师教师”关系中关系中加入加入“班级班级”的码，即班级号：的码，即班级号： 教师：（教师：（职工号职工号，姓名，性别，职称，姓名，性别，职称，班级号班级号）An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 三个或三个以上实体间的一个三个或三个以上实体间的一个多元联系多元联系转换为一个关转换为一个关系模式。系模式。：与该多元联系相连的：与该多元联系相连的各实体的码各实体的码以及以及联系本身的属性联系本身的属性：各实体码各实体码的组合的组合例，例，“讲

25、授讲授”联系是一个三元联系联系是一个三元联系(课程课程-教师教师-参考书参考书)，可以将它转换为如下关系模式，其中课程号、职工号可以将它转换为如下关系模式，其中课程号、职工号和书号为关系的组合码：和书号为关系的组合码：讲授（讲授（课程号，职工号，书号课程号，职工号，书号）An Introduction to Database SystemE-R图向关系模型的转换（续）图向关系模型的转换（续） 同一实体集的实体间的联系，即同一实体集的实体间的联系，即自联系自联系，也可按上述，也可按上述1:1、1:n和和m:n三种情况分别处理。三种情况分别处理。例，如果例，如果教师教师实体集实体集内部内部存在领导与被领导的存在领导与被领导的1:n自联系，自联系，我们可以将该联系与教师实体合并，这时主码职工号将多我们可以将该联系与教师实体合并，这时主码职工号将多次出现，但作用不同，可用不同的属性名加以区分：次出现，但作用不同，可用不同的属性名加以区分： 教师：教师：职工号职工号，姓名，性