第6章 数据库设计

1、华商学院信息工程系华商学院信息工程系第第6章章 数据库设计数据库设计(重点掌握重点掌握) 华商学院信息工程系华商学院信息工程系2 26.1 数据库设计概述数据库设计概述 6.1.1 数据库设计的任务、内容和特点数据库设计的任务、内容和特点 数据库设计的任务数据库设计的任务 数据库设计是指根据用户需求研制数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构数据库结构的过的过程程 数据库设计的内容数据库设计的内容 数据库设计的特点数据库设计的特点 现代数据库的设计特点是强调现代数据库的设计特点是强调结构设计与行为设计结构设计与行为设计相结相结合，是一种合，是一种“反复探寻，逐步求精反复探寻，逐步求精”的过程。

2、的过程。 结构设计结构设计行为设计行为设计概念设计、逻辑设计和物理设计概念设计、逻辑设计和物理设计 应用程序的设计应用程序的设计 华商学院信息工程系华商学院信息工程系3 36.1.2 数据库设计方法简述数据库设计方法简述 直观设计法直观设计法 规范设计法规范设计法 计算机辅助设计法计算机辅助设计法 自动化设计法自动化设计法 基于基于E-R模型模型的数据库设计方法的数据库设计方法基于基于3NF的数据库设计方法的数据库设计方法 基于视图的数据库设计方法基于视图的数据库设计方法 华商学院信息工程系华商学院信息工程系4 46.1.3 数据库设计的步骤数据库设计的步骤 按规范设计法可将数据库设计分为六个

3、阶段按规范设计法可将数据库设计分为六个阶段 1系统需求分析阶段系统需求分析阶段 2概念结构设计阶段概念结构设计阶段 （重点重点）3逻辑结构设计阶段逻辑结构设计阶段 （重点重点）4物理结构设计阶段物理结构设计阶段 5数据库实施阶段数据库实施阶段 6数据库运行与维护阶段数据库运行与维护阶段 华商学院信息工程系华商学院信息工程系5 56.2 系统需求分析系统需求分析 （了解了解）6.2.1 需求分析的任务需求分析的任务 需求分析的任务是：对现实世界要处理的需求分析的任务是：对现实世界要处理的对象对象（组（组织、部门、企业）等进行详细的调查，通过对原系统织、部门、企业）等进行详细的调查，通过对原系统的

4、了解，收集支持新系统的的了解，收集支持新系统的基础数据基础数据并对其进行处理并对其进行处理，在此基础上，在此基础上确定新系统的功能确定新系统的功能 。调查分析用户活动调查分析用户活动 收集和分析需求数据，确定系统边界收集和分析需求数据，确定系统边界 编写系统分析报告编写系统分析报告 华商学院信息工程系华商学院信息工程系6 66.2.2 需求分析的方法需求分析的方法 需求分析的主要方法有需求分析的主要方法有自顶向下自顶向下和和自底向上自底向上两种两种 (a) 自顶向下的需求分析 (b) 自底向上的需求分析 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 需求 华商学

5、院信息工程系华商学院信息工程系7 7SA方法从最上层的系统组织机构入手，采用方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分解逐层分解的方式分析系统，用的方式分析系统，用数据流图和数据字典数据流图和数据字典描述系统。描述系统。 数据流图数据流图 用命名的箭头表示数据流用命名的箭头表示数据流 用圆圈表示处理用圆圈表示处理 用矩形或其他形状表示存储用矩形或其他形状表示存储 数据流数据流数据流数据流数据存储数据存储数据来源数据来源处处理理数据输出数据输出处理需求处理需求信息需求信息需求图图6.6 数据流图数据流图华商学院信息工程系华商学院信息工程系8 8付款凭证付款凭证报销单报销单报销登记报销登记报销人报

6、销人审查审查分录分录图图6.7 数据流图示例数据流图示例华商学院信息工程系华商学院信息工程系9 9数据字典数据字典 数据字典是对系统中数据的详细描述，是各类数据数据字典是对系统中数据的详细描述，是各类数据结构和属性的清单结构和属性的清单 。在需求分析阶段，它通常包含以下五部分内容：在需求分析阶段，它通常包含以下五部分内容： 数据项数据项 数据结构数据结构 数据流数据流 数据存储数据存储 处理过程处理过程 最终形成的数据流图和数据字最终形成的数据流图和数据字典为系统分析报告的主要内容，这典为系统分析报告的主要内容，这是下一步进行概念结构设计的基础。是下一步进行概念结构设计的基础。 华商学院信息工

7、程系华商学院信息工程系10106.3 概念结构设计概念结构设计 (重点掌握重点掌握)概念结构设计概念结构设计就是将需求分析得到的就是将需求分析得到的用户需求用户需求抽抽象为信息结构，即象为信息结构，即概念模型概念模型。概念模型的特点概念模型的特点 E-R模型模型是最著名、最实用的一种是是最著名、最实用的一种是概念模型概念模型语义表达能力丰富语义表达能力丰富 易于交流和理解易于交流和理解 易于修改和扩充易于修改和扩充 易于向各种数据模型转换易于向各种数据模型转换 华商学院信息工程系华商学院信息工程系11116.3.3 概念结构设计的方法与步骤概念结构设计的方法与步骤 概念结构设计的方法概念结构设

8、计的方法 自顶向下自顶向下 自底向上自底向上 逐步扩张逐步扩张 混合策略混合策略 局部局部E-R模型模型 全局全局E-R模型模型 抽象抽象 集成集成 华商学院信息工程系华商学院信息工程系1212需求分析需求分析DFD，DD数据抽象，数据抽象，局部视图设计局部视图设计视图集成视图集成逻辑结构设计逻辑结构设计局部局部E-R图图全局全局E-R图图征求征求用户用户意见意见华商学院信息工程系华商学院信息工程系1313概念结构设计的方法概念结构设计的方法使用使用实体实体联系联系模型（模型（EntityRelationship,EntityRelationship, ER ER模型），也称模型），也称E-R

9、E-R图，图，建立概念模型建立概念模型实体实体联系模型的主要元素有：联系模型的主要元素有： 实体实体 属性属性 标识符标识符：即关键字：即关键字 联系联系华商学院信息工程系华商学院信息工程系1414概念结构设计步骤概念结构设计步骤确定确定实体实体确定实体的确定实体的属性属性确定实体的确定实体的标识属性标识属性（关键字关键字，能唯一标识实体的属性，能唯一标识实体的属性）确定实体间的确定实体间的联系和联系类型联系和联系类型画出画出表示概念模型的表示概念模型的E-R图图（利用建模工具，如（利用建模工具，如PD）确定属性间的依赖关系确定属性间的依赖关系华商学院信息工程系华商学院信息工程系1515实体实

10、体联系模型的元素联系模型的元素1.实体实体实体实体（实例）（实例）客观世界存在且可相互区别的客观世界存在且可相互区别的事物事物或抽象概念或抽象概念。实体型实体型具有相同特征的可区别的实例的集合。具有相同特征的可区别的实例的集合。实体型实体型表表实例实例表中一行表中一行 ER图图中的表示：中的表示： 学生学生华商学院信息工程系华商学院信息工程系16162.2.属性属性属性：属性：用来描述实体的特征。属性有属性名，用来描述实体的特征。属性有属性名，同同一个实体的属性名不能重复一个实体的属性名不能重复。实体中不同的实例具有不同的属性值。实体中不同的实例具有不同的属性值。 学号学号姓名姓名性别性别年龄

11、年龄系部系部 学生学生华商学院信息工程系华商学院信息工程系17173.3.标识符标识符标识符：标识符：用来识别或标识实例的属性或属性组。用来识别或标识实例的属性或属性组。每个实例在这些属性上具有不同的值。（候选键每个实例在这些属性上具有不同的值。（候选键）一个实体可能有多个一个实体可能有多个标识符，选其中一个做为实标识符，选其中一个做为实体的标识符，并用体的标识符，并用下划线下划线表出。（表出。（主键主键）华商学院信息工程系华商学院信息工程系18184.4.联系联系联系：联系：表示实体间的关联表示实体间的关联。它通常表示一个活动。它通常表示一个活动，如订购、选课等。，如订购、选课等。一个一个选

12、课活动选课活动表示了表示了学生学生、课程实体间的关联、课程实体间的关联联系也可以有属性联系也可以有属性。如选课有选修时间、选修成。如选课有选修时间、选修成绩等。绩等。学生学生课程课程选修选修选修时间选修时间选修成绩选修成绩mn华商学院信息工程系华商学院信息工程系1919二元联系的类型二元联系的类型（1 1）一对一联系（）一对一联系（1 1：1 1）（2 2）一对多联系（）一对多联系（1 1：n n）（3 3）多对多联系（）多对多联系（m m：n n）华商学院信息工程系华商学院信息工程系2020数据抽象与数据抽象与局部局部E-R模型设计模型设计 （1）E-R方法方法 （2）数据抽象）数据抽象 分

13、类分类 聚集聚集 将一组具有某些共同特性和行为的对将一组具有某些共同特性和行为的对象抽象为一类象抽象为一类实体实体 将对象类型的组成成份抽象为实体的将对象类型的组成成份抽象为实体的属性属性 华商学院信息工程系华商学院信息工程系2121数据抽象与局部数据抽象与局部E-R模型设计模型设计 （3）局部）局部E-R模型设计模型设计 两条原则两条原则 ：属性必须是不可分的数据项属性必须是不可分的数据项 。属性不能与其他实体具有联系，属性不能与其他实体具有联系，联系联系只能发生在实体之间只能发生在实体之间。华商学院信息工程系华商学院信息工程系2222举例说明局部举例说明局部E-R模型的设计模型的设计在简单

14、的教务管理系统中，有如下数据约定在简单的教务管理系统中，有如下数据约定 一个一个学生可选修多门课程学生可选修多门课程，一门课程可为多个，一门课程可为多个学生选修，因此学生选修，因此学生学生和课程和课程是是多对多多对多的联系。的联系。 一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授，因此教师讲授，因此教师教师和课程和课程也是也是多对多多对多的联系。的联系。 一个系可有多个教师，一个教师只能属于一个一个系可有多个教师，一个教师只能属于一个系，因此系，因此系系和教师是一对多和教师是一对多的联系，同样的联系，同样系和学系和学生也是一对多生也是一对多的联系。的联

15、系。 华商学院信息工程系华商学院信息工程系2323 选修 1 名称 系 拥有 1 学生 学号 姓名 性别 年龄 开课 课程 教师号 课程号 课程名 成绩 平均成绩 m m m n 学生学生选课局部选课局部E-R图图 华商学院信息工程系华商学院信息工程系2424 姓 名 1 m 教师号 姓名 职称 课程号 教师 讲授 课程 n 属于 单位 单位名 电话 m 性别 教师教师任课局部任课局部E-R图图 华商学院信息工程系华商学院信息工程系2525全局全局E-R模型设计模型设计 视图集成的方法有两种：视图集成的方法有两种： 多元集成法，一次性将多个局部多元集成法，一次性将多个局部E-R图合并为一个图合

16、并为一个全局全局E-R图。图。 二元集成法二元集成法，首先集成两个重要的局部，首先集成两个重要的局部E-R图，以图，以后用累加的方法逐步将一个新的后用累加的方法逐步将一个新的E-R图集成进来。图集成进来。局部局部E-R图图合并合并（消除冲突）（消除冲突）优化优化（消除不必（消除不必要的冗余）要的冗余）基本基本E-R图图初步初步E-R图图分析分析规范化理论规范化理论华商学院信息工程系华商学院信息工程系2626冲突分类冲突分类冲突冲突属性冲突属性冲突 命名冲突命名冲突 结构冲突结构冲突 值域值域 冲突冲突 取值取值单位单位 冲突冲突 同名同名 异义异义 异名异名 同义同义 同一对象同一对象在不同应

17、在不同应用中有不用中有不同的抽象同的抽象 同一实体同一实体在不同应在不同应用中属性用中属性组成不同组成不同 同一联系同一联系在不同应在不同应用中呈现用中呈现不同类型不同类型 华商学院信息工程系华商学院信息工程系2727以教务管理系统中的两个局部以教务管理系统中的两个局部E-R图为例，来说明如图为例，来说明如何消除各局部何消除各局部E-R图之间的冲突，进行局部图之间的冲突，进行局部E-R模型模型的合并，从而生成初步的合并，从而生成初步E-R图。图。 首先，这两个局部首先，这两个局部E-R图中存在着图中存在着命名冲突命名冲突，学，学生选课局部生选课局部E-R图中的实体图中的实体“系系”与教师任课局

18、与教师任课局部部E-R图中的实体图中的实体“单位单位”，都是指都是指“系系”，即，即所谓的异名同义，合并后统一改为所谓的异名同义，合并后统一改为“系系”，这样这样属性属性“名称名称”和和“单位名单位名”即可统一为即可统一为“系名系名”。华商学院信息工程系华商学院信息工程系2828其次，还存在着其次，还存在着结构冲突结构冲突，实体，实体“系系”和实和实体体“课程课程”在两个不同应用中的在两个不同应用中的属性组成不属性组成不同同，合并后这两个实体的属性组成为原来局，合并后这两个实体的属性组成为原来局部部E-R图中的图中的同名实体属性的同名实体属性的并集并集。华商学院信息工程系华商学院信息工程系29

19、29图图6.17教务管理系统的初步教务管理系统的初步ER图图mn1系系属于属于教师教师拥有拥有学生学生开课开课讲授讲授选修选修课程课程mmnm1m1学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄平均成绩平均成绩成绩成绩教师号教师号课程号课程号课程名课程名教师教师号号 姓名姓名性别性别职称职称系名系名电话电话消除冗余消除冗余华商学院信息工程系华商学院信息工程系3030图图6.18教务管理系统的基本教务管理系统的基本ER图图n1系系属于属于教师教师拥有拥有学生学生讲授讲授选修选修课程课程mmnm1m学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄成绩成绩课程号课程号课程名课程名教师号教师号 姓名姓名性别性别职称职称系名系名电话

20、电话华商学院信息工程系华商学院信息工程系3131课堂练习一课堂练习一1.一个一个图书管理系统图书管理系统中有如下信息：中有如下信息：图书：书号，书名，数量，位置图书：书号，书名，数量，位置借书人：借书证号，姓名，单位借书人：借书证号，姓名，单位出版社：出版社名，邮编，地址，电话，出版社：出版社名，邮编，地址，电话，E-mail 约定：任何人可借多种书，任何一种书可为多个人所约定：任何人可借多种书，任何一种书可为多个人所借，借书证号具有唯一性。借书和还书时，要登记相应借，借书证号具有唯一性。借书和还书时，要登记相应的借书日期和还书日期；一个出版社可以出版多种书籍，的借书日期和还书日期；一个出版社

21、可以出版多种书籍，同一本书仅为一个出版社所出版，出版社具有唯一性。同一本书仅为一个出版社所出版，出版社具有唯一性。 根据以上情况，完成如下设计：根据以上情况，完成如下设计： （1）构造满足需求的）构造满足需求的ER图图。华商学院信息工程系华商学院信息工程系3232解：解：（1）满足上述需求的）满足上述需求的ER图如下所示。图如下所示。 n图书图书借阅借阅借书人借书人m借书证号借书证号单单 位位姓姓 名名书书 名名数数 量量书书 号号n1出版社出版社出版出版借书日期借书日期还书日期还书日期位位 置置邮邮 编编地地 址址出版社名出版社名E-mail电电 话话华商学院信息工程系华商学院信息工程系33

22、336.4 逻辑结构设计逻辑结构设计 初始关系模式设计初始关系模式设计 概念结构设计概念结构设计关系模式规范化关系模式规范化 模式评价模式评价 是否修正是否修正以以DBMS语法描述语法描述 模式修正模式修正 物理设计物理设计是是否否华商学院信息工程系华商学院信息工程系34346.4.2 初始关系模式设计初始关系模式设计 转换原则转换原则 （重点重点）将将E-R图图转换为转换为关系模型关系模型实际上就是将实际上就是将实体、属实体、属性和联系性和联系转换成转换成关系模式关系模式。 在转换中要遵循以下原则：在转换中要遵循以下原则： 1.实体的转换：实体的转换：一个实体一个实体转换为一个转换为一个关系

23、模式关系模式，实体名实体名为为关系名关系名，实体的属性为关系的属，实体的属性为关系的属性，实体的性，实体的主码为关系的主键主码为关系的主键。华商学院信息工程系华商学院信息工程系3535把每把每一个实体一个实体转换为转换为一个关系一个关系例例6-1 以图以图6-18的的E-R图为例，四个图为例，四个实体实体分分别转换成别转换成四个关系模式四个关系模式：学生学生（学号学号，姓名，性别，年龄），姓名，性别，年龄）课程课程（课程号课程号，课程名），课程名）教师教师（教师号教师号，姓名，性别，职称），姓名，性别，职称）系系（系名系名，电话），电话）华商学院信息工程系华商学院信息工程系36366.4.2

24、初始关系模式设计初始关系模式设计 转换原则转换原则 （重点重点）将将E-R图图转换为转换为关系模型关系模型实际上就是将实际上就是将实体、属实体、属性和联系性和联系转换成转换成关系模式关系模式。 在转换中要遵循以下原则：在转换中要遵循以下原则：（2）一个联系一个联系转换为转换为一个关系模式一个关系模式，与该联系相，与该联系相连的各实体的键以及联系的属性均转换为该关系连的各实体的键以及联系的属性均转换为该关系的属性。的属性。华商学院信息工程系华商学院信息工程系37376.4.2 初始关系模式设计初始关系模式设计 转换原则转换原则 （重点重点）该该联系对应的关系的键联系对应的关系的键有三种情况：有三

25、种情况：如果联系为如果联系为1:1，则每个，则每个实体的键实体的键都是关都是关系的系的候选键候选键；如果联系为如果联系为1:n，则，则n端实体的键端实体的键是关系的是关系的键；键；如果联系为如果联系为n:m，则，则各实体键的组合各实体键的组合是关是关系的键。系的键。 华商学院信息工程系华商学院信息工程系3838把每把每一个联系一个联系转换为转换为关系模式关系模式例例6-2 还以图还以图6-18的的E-R图为例，图为例，四个四个联系联系也分别转换成也分别转换成四个关系模式四个关系模式：属于属于（教师号教师号，系名），系名）讲授讲授（教师号，课程号教师号，课程号）选修选修（学号，课程号学号，课程号

26、，成绩）成绩）拥有拥有（系名，（系名，学号学号） 华商学院信息工程系华商学院信息工程系39392.联系的转换联系的转换转换原则转换原则 （重点重点）-补充补充由于实体间的联系有由于实体间的联系有一对一、一对多、多对一对一、一对多、多对多多3种联种联系类型，采取不同的原则。系类型，采取不同的原则。（1）1:1联系的转换联系的转换原则原则2：一个一个1：1联系，可以将联系转换成一个联系，可以将联系转换成一个独立独立的的关系模式，也可以与联系的任意一端对应的关系模式关系模式，也可以与联系的任意一端对应的关系模式合并。合并。1）转换成独立的关系模式）转换成独立的关系模式：各实体的：各实体的主码主码+联

27、系自身联系自身的的属性属性2）将联系合并到任一实体对应的关系模式将联系合并到任一实体对应的关系模式：在该关系：在该关系模式加上模式加上另一关系模式的主码另一关系模式的主码+联系自身的属性联系自身的属性。华商学院信息工程系华商学院信息工程系40402.联系的转换联系的转换转换原则转换原则 （重点重点）由于实体间的联系有由于实体间的联系有一对一、一对多、多对一对一、一对多、多对多多3种联种联系类型，采取不同的原则。系类型，采取不同的原则。（2）1:n 联系的转换联系的转换原则原则3：一个一个1：n 联系，可以将联系转换成一个联系，可以将联系转换成一个独立独立的关系模式，也可以与的关系模式，也可以与

28、n 端端对应的关系模式合并。对应的关系模式合并。1）转换成独立的关系模式）转换成独立的关系模式：各实体的主码：各实体的主码+联系自身联系自身的属性，的属性，n端实体端实体的码成为新关系的码成为新关系 的的主键主键。2）将联系将联系与与n 端实体端实体对应的关系模式对应的关系模式合并合并：将：将1端关端关系的主码系的主码和联系自身的属性加入到和联系自身的属性加入到 n 端实体端实体对应的关对应的关系模式中。系模式中。华商学院信息工程系华商学院信息工程系41412.联系的转换联系的转换转换原则转换原则 （重点重点）由于实体间的联系有由于实体间的联系有一对一、一对多、多对一对一、一对多、多对多多3种

29、联种联系类型，采取不同的原则。系类型，采取不同的原则。（3）m : n 联系的转换联系的转换原则原则4：一个一个 m：n 联系，将联系转换成联系，将联系转换成一个一个独立独立的关的关系模式系模式。各实体的主码各实体的主码+联系自身的属性联系自身的属性为新关系的属性，新关为新关系的属性，新关系的主键为各系的主键为各实体主码的组合实体主码的组合。华商学院信息工程系华商学院信息工程系4242图图6.18教务管理系统的基本教务管理系统的基本ER图图n1系系属于属于教师教师拥有拥有学生学生讲授讲授选修选修课程课程mmnm1m学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄成绩成绩课程号课程号课程名课程名教师号教师号 姓

30、名姓名性别性别职称职称系名系名电话电话华商学院信息工程系华商学院信息工程系4343教学管理系统的图教学管理系统的图6-18 的的E-R图也可转换为下列关系模式图也可转换为下列关系模式为：为：学生学生（学号学号，姓名，性别，年龄，姓名，性别，年龄，系名系名）课程课程（课程号课程号，课程名），课程名）教师教师（教师号教师号，姓名，性别，职称，姓名，性别，职称，系名系名）系系（系名系名，电话），电话）讲授讲授（教师号，课程号教师号，课程号）选修选修（学号，课程号学号，课程号，成绩）成绩）华商学院信息工程系华商学院信息工程系4444特殊情况的处理特殊情况的处理三个或三个以上实体间三个或三个以上实体间的

31、一个多元联系在转的一个多元联系在转换为一个关系模式时，换为一个关系模式时，与该多元联系相连的各与该多元联系相连的各实体的主键及联系本身的属性实体的主键及联系本身的属性均转换成为关系均转换成为关系的属性，转换后所得到的的属性，转换后所得到的关系的主键为各实体关系的主键为各实体键的组合键的组合。华商学院信息工程系华商学院信息工程系4545特殊情况的处理特殊情况的处理-P239例例6-3 图图6-20表示表示供应商、项目和零件供应商、项目和零件三个实体三个实体之间的多对多联系，如果已知三个实体的主键分之间的多对多联系，如果已知三个实体的主键分别为别为“供应商号供应商号”，“项目号项目号”与与“零件号

32、零件号”，则它们之间的联系则它们之间的联系“供应供应”可转换为以下关系模可转换为以下关系模式，其中供应商号，项目号，零件号为此关系的式，其中供应商号，项目号，零件号为此关系的组合关系键。组合关系键。供应（供应（供应商号，项目号，零件号供应商号，项目号，零件号，数量），数量） 华商学院信息工程系华商学院信息工程系4646课堂练习一课堂练习一1.一个图书管理系统中有如下信息：一个图书管理系统中有如下信息：图书：书号，书名，数量，位置图书：书号，书名，数量，位置借书人：借书证号，姓名，单位借书人：借书证号，姓名，单位出版社：出版社名，邮编，地址，电话，出版社：出版社名，邮编，地址，电话，E-mail

33、 约定：任何人可借多种书，任何一种书可为多个人所约定：任何人可借多种书，任何一种书可为多个人所借，借书证号具有唯一性。借书和还书时，要登记相应借，借书证号具有唯一性。借书和还书时，要登记相应的借书日期和还书日期；一个出版社可以出版多种书籍，的借书日期和还书日期；一个出版社可以出版多种书籍，同一本书仅为一个出版社所出版，出版社具有唯一性。同一本书仅为一个出版社所出版，出版社具有唯一性。 根据以上情况，完成如下设计：根据以上情况，完成如下设计： （2）将）将ER图转换为等价的关系模式图转换为等价的关系模式。 （3）指出转换后的每个关系模式的关系键。）指出转换后的每个关系模式的关系键。华商学院信息工

34、程系华商学院信息工程系4747解：解：（1）满足上述需求的）满足上述需求的ER图如图所示。图如图所示。 n图书图书借阅借阅借书人借书人m借书证号借书证号单单 位位姓姓 名名书书 名名数数 量量书书 号号n1出版社出版社出版出版借书日期借书日期还书日期还书日期位位 置置邮邮 编编地地 址址出版社名出版社名E-mail电电 话话华商学院信息工程系华商学院信息工程系4848（2-3）转换为等价的关系模式及关系键如下）转换为等价的关系模式及关系键如下： 借书人借书人（借书证号借书证号，姓名，单位），姓名，单位） 图书（图书（书号书号，书名，数量，位置，书名，数量，位置，出版社名出版社名） 出版社出版社

35、（出版社名出版社名，电话，邮编，地址，电话，邮编，地址，E-mail） 借阅借阅（借书证号，书号借书证号，书号，借书日期，还书日期），借书日期，还书日期）华商学院信息工程系华商学院信息工程系4949课堂练习二课堂练习二2.某医院病房计算机管理中需要如下信息：某医院病房计算机管理中需要如下信息：科室：科室名，科室地址，科室电话，医生姓名科室：科室名，科室地址，科室电话，医生姓名病房：病房号，床位号，所属科室名病房：病房号，床位号，所属科室名医生：工作证号，姓名，性别，出生日期，联系电话，职称，医生：工作证号，姓名，性别，出生日期，联系电话，职称，所属科室名所属科室名病人：病历号，姓名，性别，诊断

36、记录，主管医生，病房号病人：病历号，姓名，性别，诊断记录，主管医生，病房号其中，一个科室有多个病房、多个医生，一个病房只能属于其中，一个科室有多个病房、多个医生，一个病房只能属于一个科室，一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的一个科室，一个医生只属于一个科室，但可负责多个病人的诊治，一个病人的主管医生只有一个。诊治，一个病人的主管医生只有一个。完成如下设计：完成如下设计：（1）设计该计算机管理系统的）设计该计算机管理系统的ER图图；（2）将该）将该E-R图转换为关系模型结构图转换为关系模型结构；（3）指出转换结果中每个关系模式的）指出转换结果中每个关系模式的主键主键。华商学院信息工程系华商

37、学院信息工程系5050课堂练习二课堂练习二华商学院信息工程系华商学院信息工程系5151 （2）对应的）对应的关系关系模式模式如下：如下： 科室科室（科名科名，科地址，科电话），科地址，科电话） 病房病房（病房号病房号，床位号，床位号，科室名科室名） 医生医生（工作证号工作证号，姓名，性别，出生日期，联系，姓名，性别，出生日期，联系电话，职称，电话，职称，科室名科室名） 病人病人（病历号病历号，姓名，性别，诊治记录，主管医，姓名，性别，诊治记录，主管医生，生，病房号病房号） （3）每个关系模式的）每个关系模式的主键主键如（如（2）所示。）所示。课堂练习二课堂练习二华商学院信息工程系华商学院信息工

38、程系52526.4.3 关系模式规范化关系模式规范化 确定范式级别确定范式级别 实施规范化处理实施规范化处理 需求分析阶段需求分析阶段 概念结构设计阶段概念结构设计阶段 逻辑结构设计阶段逻辑结构设计阶段 用数据依赖概念用数据依赖概念分析和表示各个数分析和表示各个数据项之间的联系据项之间的联系 以规范化理论为以规范化理论为指导，确定关系键，指导，确定关系键，消除初步消除初步E-R图中冗图中冗余的联系余的联系 从从E-R图向数据图向数据模型转换过程中，模型转换过程中，用模式合并与分解用模式合并与分解方法达到规范化级方法达到规范化级别别 华商学院信息工程系华商学院信息工程系53536.4.4 模式评

39、价与改进模式评价与改进 模式评价模式评价 功能评价功能评价 功能评价指对照需求分析的结果，检查规范化功能评价指对照需求分析的结果，检查规范化后的关系模式集合是否支持用户所有的应用要后的关系模式集合是否支持用户所有的应用要求。求。 性能评价性能评价 对实际性能进行估计，包括逻辑记录的存取数对实际性能进行估计，包括逻辑记录的存取数、传送量以及物理结构设计算法的模型等、传送量以及物理结构设计算法的模型等 。模式改进模式改进 合并合并 分解分解 华商学院信息工程系华商学院信息工程系54546.5 物理结构设计物理结构设计 数据库的物理结构设计可分为两步：数据库的物理结构设计可分为两步：确定物理结构，在

40、关系数据库中主要指确定物理结构，在关系数据库中主要指存取方法存取方法和和存储结构存储结构；评价物理结构，评价的重点是时间和空间效率。评价物理结构，评价的重点是时间和空间效率。6.5.1 确定物理结构确定物理结构存储记录结构的设计存储记录结构的设计 聚集聚集索引索引华商学院信息工程系华商学院信息工程系5555访问方法的设计访问方法的设计 访问方法访问方法是为存储在物理设备（通常指辅存）上的数据是为存储在物理设备（通常指辅存）上的数据提供存储和检索能力的方法。提供存储和检索能力的方法。 访问路径访问路径的设计分成主访问路径与辅访问路径的设计的设计分成主访问路径与辅访问路径的设计 。数据存放位置的设

41、计数据存放位置的设计 华商学院信息工程系华商学院信息工程系56566.6 数据库实施数据库实施 数据库实施数据库实施是指根据逻辑设计和物理设计的结果，是指根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机上建立起实际的数据库结构、装入数据、进在计算机上建立起实际的数据库结构、装入数据、进行测试和试运行的过程。行测试和试运行的过程。 建立实际数据库结构建立实际数据库结构 装入数据装入数据 应用程序编码与调试应用程序编码与调试数据库试运行数据库试运行整理文档整理文档 华商学院信息工程系华商学院信息工程系57576.7 数据库运行和维护数据库运行和维护 数据库运行和维护阶段的主要任务包括以下三数据库运行和维护阶

42、段的主要任务包括以下三项内容：项内容：（1）维护数据库的安全性与完整性；）维护数据库的安全性与完整性；（2）监测并改善数据库性能；）监测并改善数据库性能；（3）重新组织和构造数据库。）重新组织和构造数据库。只要数据库系统在运行，就需要不断地进行修改、只要数据库系统在运行，就需要不断地进行修改、调整和维护。一旦应用变化太大，数据库重新组织也调整和维护。一旦应用变化太大，数据库重新组织也无济于事，这就表明数据库应用系统的生命周期结束无济于事，这就表明数据库应用系统的生命周期结束，应该建立新系统，重新设计数据库。，应该建立新系统，重新设计数据库。 华商学院信息工程系华商学院信息工程系使用使用Powe

43、rDesigner工具设计数据库工具设计数据库-补充补充PowerDesigner是一个功能强大而使用方是一个功能强大而使用方便的工具集，为新一代便的工具集，为新一代数据库应用的建模数据库应用的建模提提供了全面的支持。供了全面的支持。PowerDesigner 是是SysBase公司的产品，公司的产品，有试用版，需要下载和注册！有试用版，需要下载和注册！5858华商学院信息工程系华商学院信息工程系59数据库建模工具数据库建模工具PowerDesigner简介简介PowerDesigner 提供了如下几种模型：提供了如下几种模型： 需求分析模型需求分析模型(Requirements Model

44、RQM)企业架构模型企业架构模型(Enterprise Architecture ModelEAM)企业业务流程模型企业业务流程模型(Business Process ModelBPM)概念数据模型概念数据模型(Conceptual Data ModelCDM)逻辑数据模型（逻辑数据模型（Logical Data ModelLDM）物理数据模型物理数据模型(Physical Data ModelPDM)面向对象模型面向对象模型(Object Oriented ModelOOM)信息流动模型信息流动模型(Information Liquidity Model ILM)XML模型模型(XML Mo

45、del)华商学院信息工程系华商学院信息工程系60PowerDesigner各模型之间的转换关系各模型之间的转换关系 华商学院信息工程系华商学院信息工程系61使用使用PD建立建立概念数据模型概念数据模型的基本方法的基本方法概念数据模型设计界面中的工具板的命令按钮大概念数据模型设计界面中的工具板的命令按钮大致可以分为三类：致可以分为三类：设计设计E-R图图的的实体、联系、继承和属性实体、联系、继承和属性等概念数据等概念数据模型中的要素；模型中的要素； 点取、套取、抓取、放大、缩小、剪裁等编辑手段点取、套取、抓取、放大、缩小、剪裁等编辑手段和工具；和工具； 文本、直线、矩形、椭圆形、圆角矩形、任意形

46、状文本、直线、矩形、椭圆形、圆角矩形、任意形状、多边形等辅助信息和符号。、多边形等辅助信息和符号。华商学院信息工程系华商学院信息工程系62建立建立概念数据模型概念数据模型的常规操作的常规操作定义定义实体实体；定义实体的定义实体的属性属性；定义实体之间的定义实体之间的联系联系。华商学院信息工程系华商学院信息工程系63一个简单的概念数据模型一个简单的概念数据模型华商学院信息工程系华商学院信息工程系64一、一、 概念数据模型概念数据模型设计设计实例实例某企业要建立一个管理某企业要建立一个管理库存业务和订购业务库存业务和订购业务的数据库的数据库，问题描述如下：问题描述如下： 库存是指在仓库中存放器件，

47、具体工作是由仓库的职工来管理的。具体库存是指在仓库中存放器件，具体工作是由仓库的职工来管理的。具体管理模式用语义描述如下：管理模式用语义描述如下： 在一个仓库中可以存放多种器件，一种器件也可以存放在多个仓库中；在一个仓库中可以存放多种器件，一种器件也可以存放在多个仓库中； 一个仓库有多个职工，而一个职工只能在一个仓库工作；一个仓库有多个职工，而一个职工只能在一个仓库工作； 职工中设置班组长，每个班组长可以管理多名职工，每名职工只归一个班组长职工中设置班组长，每个班组长可以管理多名职工，每名职工只归一个班组长管理；管理； 一个职工可以保管一个仓库中的多种器件，由于一种器件可以存放在多个仓库一个职

48、工可以保管一个仓库中的多种器件，由于一种器件可以存放在多个仓库中，当然也可以由多名职工保管。中，当然也可以由多名职工保管。 为了不断补充库存器件的不足，仓库的职工需要及时向供应商订购器为了不断补充库存器件的不足，仓库的职工需要及时向供应商订购器件，具体订购体现在订购单上。关于订购业务的管理模式用语义描述如下件，具体订购体现在订购单上。关于订购业务的管理模式用语义描述如下： 一名职工可以经手多张订购单，但一张订购单只能由一名职工经手；一名职工可以经手多张订购单，但一张订购单只能由一名职工经手； 一个供应商可以接受多张订购单，但一张订购单只能发给一个供应商；一个供应商可以接受多张订购单，但一张订购单只能发给一个供应商； 一个供应商可