MIS 第十一讲 (数据库设计)

1、 管理信息系统Management Information System主讲：赵宇本节学习内容数据库设计 数据库的三级组织结构 数据库的设计过程 数据库的概念设计1part数据库的三级组织结构SPARC于1975年规定了数据库三级体系结构组织标准，将数据库划分为内模式、概念模式和外模式三级。数据库的三级组织架构内模式，又称存储模式，具体描述数据如何组织、存储在存储介质上。概念模式，简称模式，对数据库的整体逻辑描述，并不涉及物理存储。外模式，通常是模式的一个子集，故又称外模式的子模式。外模式面向用户，使用户眼中的数据库，故又称外模式为用户视图。2part数据库的设计过程数据库设计(Databas

2、e Design)是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。数据库设计过程01需求分析需求分析是整个数据库设计过程的第一步，需求分析主要收集信息并对信息进行分析和整理，从而为后续的各个阶段提供充足的信息。02概念结构设计任务是根据用户需求设计数据库的概念数据模型，概念模型独立于具体的数据库管理系统，它是从用户的角度看数据库，反映用户的现实环境。03数据库的逻辑结构设计将概念数据模型转换成特定的数据库管理系统（DBMS）所支持的数据模型，目前使用最广的为关系数据库。04数据库的物理结构设计物理结

3、构设计师为数据模型选择适当的存储结构和存取方法，以获得最佳存储效率。物理结构设计的主要内容是：确定库文件的组织形式和存储介质分配。数据库的设计，主要是针对上述三种模式设计。人们通过不断地努力和探索，提出了各种数据库设计方法，其中比较著名的有新奥尔良方法。3part数据库的概念设计数据库的概念设计，基于系统分析得到的数据分析结果。nE-R法的基本思想在将一个组织的有关数据组成为数据库管理信息系统所接受的模型前，先设计一个概念性的数据模型即E-R图，用该模型反映显示世界的事物与事物之间的联系，而与存储结构、存取方法无关。然后，再将E-R图转换为数据库管理信息系统的数据库结构。E-R法（Entity

4、-Relation Approach, 实体-联系法）n实体联系模型(E-R模型)实体联系模型反映的是现实世界中的事物及其相互联系。E-R图实体实体联系联系属性属性老老师师学学生生教教学号学号姓名姓名专业专业班级班级职称职称性别性别姓名姓名工号工号ER模型图例模型图例n实体指现实世界中存在的可以独立考虑、使用的对象。即现实世界中存在的“人”或“物”。例如学生、教师都是实体。n实体集同型实体的集合称为实体集，例如全体学生。E-R模型的基本成分学学生生学号学号姓名姓名专业专业班级班级n实体实体是具有公共性质的可相互区别的现实世界对象的集合。实体可以是具体的，也可以是抽象的概念或联系。n实例实体中的

5、每个具体的记录值（一行数据），比如学生实体中的每个具体的学生，我们称之为实体的一个实例。实体与实例n属性表示实体或联系的某种特征。一个实体往往可以有若干个属性。例如，学生作为实体有学号、姓名、专业、性别等属性。对于属性的确定是根据所研究的问题、所研究的目的而定，不同的目的所确定的属性可能不同。例如：从管理学生成绩的角度出发，学生的属性只取班级、学号、姓名就可以了，而从管理学生德育的角度出发，则还要有性别、政治面貌、家庭地址等属性。E-R模型的基本成分学学生生学号学号姓名姓名专业专业性别性别n联系是指两个实体或多个实体之间的关系。例如：部门与职工的从属关系、学生与课程的学习关系、部件与零件的组装

6、关系等。E-R模型的基本成分职工职工领导领导厂长厂长管理管理工厂工厂111n工厂工厂供应供应m产品产品用户用户np一元联系一元联系二元联系二元联系三元联系三元联系基本-图要点例：学生选修课程学生学生课程课程选修选修姓名姓名学号学号系别系别课程名课程名先修课先修课学分学分成绩成绩用矩形表示实体集，在用矩形表示实体集，在框内写上实体名框内写上实体名用椭圆表示实体的属用椭圆表示实体的属性性用无向边把实用无向边把实体与其属性连体与其属性连接起来接起来用菱形表示实体间的用菱形表示实体间的联系联系将参与联系的实体用线段将参与联系的实体用线段连接连接两个实体集间的联系老老师师学学生生教教学号学号姓名姓名专业

7、专业班级班级职称职称性别性别姓名姓名工号工号实体集间的联系n一对一联系若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1关系。厂长工厂领导11实体集间的联系n一对多联系若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n(n1)个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多的联系，记为1:n或n:1关系。仓库产品储存1n实体集间的联系n多对多联系若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n(n1)个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A也有m(m

8、1)个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m:n关系。学生课程学习mnn用E-R法建立概念模型的主要步骤（1）确定E-R模型包含的实体（2）根据分析，建立系统的局部E-R模型（3）将局部E-R模型综合为系统的总体E-R模型 在综合局部E-R模式的过程中，应尽可能合并对应地部分，保留特殊的部分，删除冗余部分，必要时对模式进行适当的修改，力求使模式简明清晰。局部E-R模式的集成并不限于两个局部E-R模式的集成，可以推广到多个局部E-R模式的集成，多个局部E-R模式的集成比较复杂，一般用计算机辅助设计工具进行。概念模型的E-R图描述n用E-R法建立概念模型的主要步骤（1）确定E-

9、R模型包含的实体（2）根据分析，建立系统的局部E-R模型（3）将局部E-R模型综合为系统的总体E-R模型 在综合局部E-R模式的过程中，应尽可能合并对应地部分，保留特殊的部分，删除冗余部分，必要时对模式进行适当的修改，力求使模式简明清晰。局部E-R模式的集成并不限于两个局部E-R模式的集成，可以推广到多个局部E-R模式的集成，多个局部E-R模式的集成比较复杂，一般用计算机辅助设计工具进行。概念模型的E-R图描述nE-R模型向关系模式转换的步骤在关系型数据库中，每一数据库文件表示为一个关系。一个实体转换为一个关系(数据表),实体的属性即为关系的属性。若实体间联系是1:1，可以将双方实体中的任意一

10、个主码放入另一个关系模式中作为属性。若实体间联系是1:n，则将1方实体类型的主码和联系产生的属性放入N方实体的关系模式中。 若实体间联系是m:n，则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的主码加上联系类型的属性。E-R模型向关系模式的转换ER模型到关系模型的转换实例运动员运动员编号编号姓名姓名性别性别名次名次顺序顺序11运动员运动员（编号编号，姓名，性别，名次），姓名，性别，名次） 职工职工工号工号姓名姓名年龄年龄性别性别领导领导1N职工职工（工号工号，姓名，年龄，性别，姓名，年龄，性别，经理工号经理工号） ER模型到关系模型的转换实例零件零件零件号零件号零件名零件名规规格格数量数量

11、组成组成MN仓库仓库商品商品商店商店仓库号仓库号仓库名仓库名地址地址数量数量商店号商店号商品名商品名商品号商品号商店名商店名日期日期进货进货MNP零件（零件（零件号零件号，零件名，规格），零件名，规格）组成（组成（零件号零件号，子零件号子零件号，数量），数量） 仓库（仓库（仓库号仓库号，仓库名，地址），仓库名，地址）商店（商店（商店号商店号，商店名），商店名）商品（商品（商品号商品号，商品名），商品名）进货（进货（商店号商店号，商品名商品名，仓库号仓库号，日期，数，日期，数量）量） 有如下运动队和运动会两个方面的实体：运动队方面运动队：队名、教练姓名、队员姓名队员：队名、队员姓名、性别、项名其中，一个运动队有多个队员，一个队员仅属于一个运动队，一个队一般有一个教练。运动会方面运动队：队编号、队名、教练姓名项目：项目名、参加运动队编号、队员姓名、性别、比赛场地其中，一个项目可由多个队参加，一个运动员可参加多个项目，一个项目一个比赛场地。请完成如下设计：分别设计运动队和运动会两个局部-图。将他们合并为一个全局-图。E-R图练习1E-R图练习1解答E-R图练习1解答E-R图练习2凯越集团为了提升管理效能，现决定建立管理信息系统。该系统中存在3个实体集：一是“商店”实体集，属性有商店