第2章-数据库设计与ER模型.pptx

数据库系统原理第2章 数据库设计和ER模型2.1 数据库系统生存周期2.2 ER模型的基本概念2.3 关系模型的基本概念2.4 ER模型到关系模型的转换规则2.5 ER模型实例分析2.6 增强的ER模型2.1 数据库系统生存期为了解决“软件危机”，1968年提出“软件工程”的概念，以提高软件质量和开发效率，降低成本。数据库应用系统的开发也属于软件工程。仿照“软件生存期”（软件开发和运营的全过程），数据库系统也有生存期。数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间——数据库系统生存期共7个阶段：规划-需求分析-概念设计-逻辑设计-物理设计-实现-运行维护2.1 数据库系统生存期1.规划阶段三个步骤：系统调查、可行性分析、确定目标制定计划2.需求分析阶段四个步骤：分析用户活动，产生业务流程图；确定系统范围，产生系统关联图；分析用户活动涉及的数据，产生数据流图；分析系统数据，产生数据字典；3.概念设计阶段其目标是产生一个能够反映用户需求的概念模型需做工作：进行数据抽象，设计局部概念模型；将局部概念呢模型综合成全局概念模型；评审概念设计中最常用的是实体联系方法（ER方法），绘制ER图。2.1 数据库系统生存期4.逻辑设计阶段把逻辑模型转换成DBMS能处理的逻辑模型。步骤：把概念模型转换成逻辑模型；设计外模型；设计应用程序与数据库的接口；评价模型；修正模型5.物理设计阶段数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。物理设计完全依赖于给定的数据库软件和硬件设备。工作：存储记录结构设计；确定数据存放位置；存取方法的设计；完整性和安全性考虑；程序设计2.1 数据库系统生存期6.数据库的实现工作：用DDL定义数据库结构；数据装载；编制与调试应用程序；数据试运行7.数据库的运行和维护任务：数据的转储和恢复；数据库安全性、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2.2 ER模型的基本概念1.ER模型的基本元素（1）实体：实体、实体集、实体类型（2）联系：联系、联系集、联系类型（3）属性：实体标识符、属性域2.属性的分类简单属性（不可再分割）和复合属性（可以再分割为其它属性）单值属性（只能取一个值）和多值属性（可以取多个值）多值属性的变换：将原来的多值属性用几个新的单值属性来表示 将原来的多值属性用一个新的实体类型来表示存储属性和派生属性（可由其它属性值推导出值的属性，不需存储在数据库中）允许为空值的属性（NULL，缺失的或不知道的）2.2 ER模型的基本概念3.联系的设计（1）联系的元数涉及到实体集的个数，也叫度数。一元联系（递归联系）、二元联系、三元联系等（2）联系类型的约束约束即对参与联系的实体数目的限制。（1）基数约束：对映射基数的约束，M和N的取值范围（2）参与约束：实体参与联系的程度，分“完全参与”与“部分参与”4.ER模型的操作数据库设计过程中，ER图的种种变化，包括实体类型、联系类型、属性的分裂（键需要保留）、合并、增删等。同步练习1.有论文和作者两个实体，论文有题目、期刊名称、年份和期号等属性，作者有姓名、单位、地址等属性。一篇论文可能有多个作者，且一位作者可能写过多篇论文，在每一篇论文中有作者的排序。试画出ER图。2.有一个存放职工信息的数据库，这些职工之间有直接领导关系，一个职工可以直接领导多个职工，一个职工只能接受一个职工的直接领导。试画出ER模型。3.工厂有若干仓库，每个仓库有若干职工在其中工作，每个仓库存放若干种零件，每种零件可存放在不同的仓库中。仓库有仓库号，仓库地址，仓库容量；职工有职工号，职工名，工种；零件有零件号，零件名，零件重量。试画出ER图2.2 ER模型的基本概念5.采用ER模型的数据库概念设计步骤（1）设计局部ER模型分别考虑各个用户的信息需求，形成局部概念结构步骤：确定局部结构范围——定义实体——定义联系——分配属性（2）设计全局ER模型局部模型都设计好后，综合成单一的全局概念结构步骤：确定公共实体类型——合并局部ER模型——消除冲突（3）全局ER模型的优化为了提高数据库系统的效率，应进一步根据处理需求对其进行优化原则：合并实体类型（1：1联系的实体、需要同时处理的实体） 消除冗余属性 消除冗余联系同步练习4.需要将学校中的系、教员、课程以及它们之间的联系组织到数据库中，对于每个系需要存储的信息有系号、系名、系主任；对于每个教员需要存储的信息有职工号、姓名、专长；对于每门课程需要存储的信息有课程号、课程名、学分。有关的联系是：每个系有若干名教员，开设若干门课程；每位教员只在一个系工作；每门课程只有一个系开设，每位教员可讲授多门课程；每门课程可由多位教员讲授；每门课程有先修关系，每门课程可以作为多门其它课程的直接先修