《信息系统数据库续》PPT课件.ppt

1、An Introduction to Database System,2.4 数据库设计（续） 2.4.3数据设计的内容和方法 2.4.4关系的规范化,第2章 信息系统数据库,An Introduction to Database System,数据库设计的内容,An Introduction to Database System,1、概念模型（E-R模型） 2、3NF关系理论,数据库设计的方法,An Introduction to Database System,概念模型,信息世界中的基本概念 两个实体型之间的联系 概念模型的一种表示方法,An Introduction to Databas

2、e System,DBMS支持的数据模型,概念模型,认识 抽象,信息世界,机器世界,现实世界中客观对象的抽象过程,现实世界,An Introduction to Database System,概念模型,概念模型的用途 概念模型用于信息世界的建模 是现实世界到机器世界的一个中间层次 是数据库设计的有力工具 数据库设计人员和用户之间进行交流的语言 对概念模型的基本要求 较强的语义表达能力 能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识 简单、清晰、易于用户理解,An Introduction to Database System,一、信息世界中的基本概念,(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互

3、区别的事物称为实体。 可以是具体的人、事、物或抽象的概念。 (2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。 一个实体可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。,An Introduction to Database System,信息世界中的基本概念(续),(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型 (6) 实体集（Entity Set） 同一类型实体的集合称为实体集,An Introduction to Database Sys

4、tem,信息世界中的基本概念(续),(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。 实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。,An Introduction to Database System,二、两个实体型之间的联系,用图形来表示两个实体型之间的这三类联系,An Introduction to Database System,二、两个实体型之间的联系（续）,一对一联系（1:1） 实例 一个班级只有一个正班长 一个班长只在一个班中任职 定义： 如果对于实体

5、集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）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,An Introduction to Database System,两个实体型之间的联系 (续),一对多联系（1：n） 实例 一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习 定义： 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中 有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实体 集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个 实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对 多联系，记为1:n,An Introduction to Database System,两个实体型之间的

6、联系 (续),多对多联系（m:n） 实例 课程与学生之间的联系： 一门课程同时有若干个学生选修 一个学生可以同时选修多门课程 定义： 如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中 有n个实体（n0）与之联系，反之，对于实 体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实 体（m0）与之联系，则称实体集A与实体B 具有多对多联系，记为m:n,An Introduction to Database System,三、 概念模型的一种表示方法,实体联系方法(E-R方法) 用E-R图来描述现实世界的概念模型 E-R方法也称为E-R模型,An Introduction to Database System,E-

7、R图,实体型 用矩形表示，矩形框内写明实体名。 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,学生,教师,An Introduction to Database System,E-R图(续),联系 联系本身： 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的类型（1:1、1:n或m:n）,An Introduction to Database System,联系的表示方法,An Introduction to Database System,联系的表示方法示例,An Introduction to Database System,联系的属性,

8、联系的属性： 联系本身也是一种实体型，也 可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,An Introduction to Database System,2.4.4 关系的规范化,规范化理论研究关系模式中各属性之间的依赖关系及其对关系模式性能的影响，探讨关系模式应该具备的性质和设计方法。 是判别关系模式优劣的标准，为数据库设计提供了严格的理论依据。,An Introduction to Database System,2.4.4 关系的规范化, 第一范式（NF，Normal Form）： 数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括

9、整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。 翻译：第一范式就是无重复的列,符合第一范式,不符合第一范式,An Introduction to Database System,第二范式（NF） 数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖（部分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定非关键字段的情况），也即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字。 翻译：属性完全依赖于主键 关系： S(A,B,C,D,E)，(A,D)为主关键字, A,DB,C,E 若存在： AB,C，DE; 则S不能满足2NF要求。,2.4.4 关系的规范化,An Introduction to Databa

10、se System,2.4.4 关系的规范化,Eg: 假定选课关系表为: SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分)，关键字为组合关键字(学号, 课程名称) 。,SelectCourse：,An Introduction to Database System,那么这个选课关系表会存在那些问题呢？ (1) 数据冗余：同一门课程由n个学生选修，“学分”就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。 (2) 更新异常：若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的“学分”值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。 (3) 插入异常：假设要开设

11、一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，由于还没有“学号”关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。 (4) 删除异常：假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。,2.4.4 关系的规范化,An Introduction to Database System,把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：学生：Student(学号, 姓名, 年龄)；课程：Course(课程名称, 学分)；选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。这样的数据库表是符合第二范式的，消除了数

12、据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。另外，所有单关键字的数据库表都符合第二范式，因为不可能存在组合关键字。,2.4.4 关系的规范化,An Introduction to Database System,2.4.4 关系的规范化, 第三范式（NF） 在第二范式的基础上，数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。 翻译：若存在：关键字段 x 非关键字段 y 非关键字段z，则关系不满足3NF规范 补充：传递函数依赖： 如果存在A B C的决定关系，则C传递函数依赖于A。,An Introduction to Database System,Eg： 假定学生关系表为Student(学号, 姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话)，关键字为单一关键字“学号”， 存在如下决定关系：(学号) (姓名, 年龄, 所在学院, 学院地点, 学院电话) 这个关系符合第几范式？,2.4.4 关系的规范化,An Introduction to Database System,