1、第4章 数据库设计,计算中心,本章将要了解什么问题,该如何完成数据库设计,本章内容,4.1 数据库设计过程概述 4.2 E-R模型及其到关系模型的转化 4.3 简单的数据库设计实例,数据库设计 数据库系统设计包括数据模式设计以及围绕数据模式的应用程序开发两个部分。在关系数据库系统中，数据模式设计即设计一组二维表来记录用户需求数据，设计二维表的两个原则： 针对具体应用提供足够的信息量 符合关系的设计规范（1NF、2NF、3NF）,4.1 数据库设计过程概述,数据库,应用程序,4.1 数据库设计过程概述,数据库设计过程 各个阶段如右图其中重点部分是概念设计和逻辑设计，常用E-R模型作为设计工具，再
2、按照一定规则从E-R模型转换为关系模型。 数据库设计不是一蹴而就的，而是一个“反复探寻、逐步求精”的过程。,4.1 数据库设计过程概述,需求分析调研用户的实际需求，与用户达成共识，然后分析与表达这些需求。 概念设计把用户需求进行综合、归纳与抽象，统一到一个概念结构中，形成数据库的概念模型。面向用户，与DBMS无关。（E-R图）,逻辑设计将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。（将E-R图转换为关系模型） 物理设计为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（存储结构与存取方法）的过程。依赖于给定的计算机系统和DBMS。 实施与维护确定了数据库的逻辑结构和物理结
3、构后，用所选的DBMS来实施数据库，为了使数据库长期稳定正常的运行，维护数据库是一项重要的任务。,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,转化过程,图4-1 E-R模型到关系模型的转化过程,独立实体到关系模型的转化一个独立实体转化为一个关系模型(即一张关系表)，实体码转化为关系表的关键属性，其他属性转化为关系表的属性，注意根据实际对象属性情况确定关系属性的取值域。,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,例4-1：对于图4-1所示的学生实体，将其转化为关系。,转化为关系：学生(学号,姓名,民族,籍贯) 其中下划线标注的属性表示关键字。,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,1:1联系到关系模
4、型的转化,图4-2 1:1 联系E-R图,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,对图4-2转化为关系模型： 经理(姓名,民族,住址,年龄,电话,名称) 公司(名称,注册地,类型,电话,姓名)其中名称和姓名分别是“公司”和“经理”两个关系模式的关键字，在“经理”和“公司”两个关系中，为了表明两者间的联系，各自增加了对方的关键字作为外部关键字，当两个表中出现下面的元组时，表明了张小辉是京广实业公司的经理。(张小辉,汉,北京前门大街156号,48,68705633,京广实业公司)和(京广实业公司,北京复兴门外大街278号,有限责任,65783265,张小辉),4.2 E-R模型及其到关系模型的转化
5、,1:n联系到关系模型的转化要转化1:n联系，需要在n方(即1对多关系的多方)实体表中增加一个属性，将对方的关键字作为外部关键字处理即可。,图4-3 1:n联系E-R图,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,如图4-3所示，“班级”与“学生”的联系是1:n的联系，学生方是n方，对图4-3进行转化，得到关系模型： 学生(学号,姓名,民族,生日,班号) 班级(班号,名称,年级,系,专业)在学生表中增加“班级”中的关键字“班号”作为外部关键字。,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,m:n联系到关系模型的转化 一个m:n联系需要单独建立一个关系模式，分别用两个实体的关键字作为外部关键字。,图4-
6、4 m:n联系E-R图,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,图4-4描述的学生与课程的联系是m:n联系，将E-R图转化为3个关系模型： 学生(学号，姓名，民族，生日) 课程(课程号，课程名，学时数) 学习(学号，课程号，成绩),4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,多元联系到关系模型的转化所谓多元联系，即是说该联系涉及两个以上的实体。例如一个课程表，涉及班级、课程、教师、教室4个实体。转化时，应建立一个单独的关系表，将该联系所涉及的全部实体的关键字作为该关系表的外部关键字，再加上适当的其他属性，得到关系模式如下： 课程表(班号,课程号,教师号,教室号,周次)。,4.2 E-R模型及其到关
7、系模型的转化,自联系到关系模型的转化 自联系指同一个实体类中实体间的联系。例如一个公司的所有员工组成的实体类中，员工中存在领导与被领导这样的联系，只要分清两部分实体在联系中的身份，其余的情况与一般二元关系相同，如图4-5所示。,图4-5 自联系E-R图,4.2 E-R模型及其到关系模型的转化,对图4-5所示E-R图转化为关系模型： 员工(员工号,姓名,住址,民族,基本工资,职务) 领导(领导员工号,被领导员工号)在领导关系表中，是只反映直接领导关系，还是把非直接领导关系也进行反映，由应用系统的要求确定。,课堂练习,为一个综合性运动会建立数据库，设计的实体如下： 代表团：代表团名称、代表团人数和
8、团长姓名；运动员：运动员编号、姓名、性别和出生年月；竞赛项目：项目编号、名称、比赛时间、比赛地点和参数运动员成绩 其中，一个运动员可以参加多项比赛，一个比赛项目也允许多个运动员参赛，运动员参加完比赛后记录成绩；一个代表团有多个运动员，一个运动员只能代表一个代表团参赛。试画出E-R图并将其转化为关系模型。,课堂练习答案,关系模型： 代表团（代表团名称,代表团人数,团长姓名） 运动员（运动员编号,姓名,性别,出生年月,代表团名称） 竞赛项目（项目编号,名称,比赛时间,比赛地点） 参赛（项目编号,运动员编号,成绩）,4.3 简单的数据库设计实例,问题概述 为一个物资供应公司设计一个货物商品管理系统，
9、该公司业务流程如图4-6:,图4-6 某销售公司业务流程图,4.3 简单的数据库设计实例,该系统数据模型包含的数据实体有： (1)供应商(Supplier)：为该公司提供商品的公司。 (2)商品(Goods)：该公司经营的商品。 (3)客户(Customer)：该公司提供服务的厂家。 (4)员工(Employee)：该公司的员工。 (5)运输商(Transporter)：为该公司提供运输服务的公司。 (6)销售订单(Sell_Order)：该公司与用户签定的销售合同。 (7)采购订单(Purchase_Order)：该公司与供应商签定的采购合同。,4.3 简单的数据库设计实例,4.3 简单的数
10、据库设计实例,数据实体的E-R图 这个实例包含的数据实体较多，联系较复杂，如果用一般的E-R图描述，幅面会比较大，对于这种问题，常常用一种E-R图的变形图来描述。 在这种变形图中，实体及其属性用一个矩形框描述，实体名称标注在矩形框的顶部，实体关键字用*标出，并紧跟在实体名称后面，实体属性依次标注。实体间的联系省略菱形框，只用连线，并在连线的两端标注联系类型。（参看P35图2-10）,4.3 简单的数据库设计实例,数据表设计示例 以员工、销售订单、商品以及部门4个数据实体及其相互间的联系为例，说明这种转换过程。 (1) “员工”实体到关系模式的转换 从图2-10和图2-11中看出，“员工”实体有
11、9个属性，Employee_ID是其关键属性，该实体与“销售订单”实体间有一个1:n的联系。此外，与“部门”实体间有一个n:1的联系，为描述这种联系，需要增加一个外部关键字Department_ID，转换结果见表2-8。,4.3 简单的数据库设计实例,(2) “销售订单”实体到关系模式的转换 “销售订单”实体包含Order_ID1等7个属性，还与“客户”等4个实体具有n:1的联系，为描述这种联系，需要增加4个外部关键字(实体中已列出了这4个外部关键字)。转换结果见表2-9。 (3) “商品”实体到关系模式的转换 “商品”实体包含6个属性，关键属性是“商品代码(Goods_ID)”，“商品”实体与“销售订单”实体及“采购订单”实体间有1:n的联系，与“商品规格”实体有n:1的联系。转换结果见表2-10。 (4) “部门”实体到关系模式的转换 “部门”实体有4个属性，并且与“员工”实体有1:n的联系，转换结果见表2-11。,小结与提问,了解数据库设计 主要设计过程和步骤 E-R模型到关系模型的转化 实例分析会设计一个简单的数据库吗,
