數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)精品課課件

1、CS&T Information Course2021年12月15日數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟需求分析需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（ERER圖）圖）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)CS&T Information Course2021年12月15日概念層模型概念層模型 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常使用圖形符號(hào)進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常使用圖形符號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 從數(shù)據(jù)的應(yīng)用語義視角來抽取模從數(shù)據(jù)的應(yīng)用語義視角來抽取模型并按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)型并按用戶的觀點(diǎn)來對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行建模。行建模。 CS&T Information

2、Course2021年12月15日概念層數(shù)據(jù)模型概念層數(shù)據(jù)模型E_RE_R模型模型n常用的概念模型有實(shí)體常用的概念模型有實(shí)體- -聯(lián)系（聯(lián)系（Entity-RelationshipEntity-Relationship，簡稱，簡稱E-RE-R）模）模型、語義對象模型。我們這里只型、語義對象模型。我們這里只介紹實(shí)體介紹實(shí)體- -聯(lián)系模型。聯(lián)系模型。n現(xiàn)實(shí)世界由一組稱為實(shí)體的對象現(xiàn)實(shí)世界由一組稱為實(shí)體的對象及這些對象的聯(lián)系組成。這樣的及這些對象的聯(lián)系組成。這樣的分析有助于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)分析有助于數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)CS&T Information Course1、實(shí)體2、屬性3、聯(lián)系ER模型的要素包

3、括實(shí)體、屬性、聯(lián)系。下面，我們開始認(rèn)識(shí)這三個(gè)要素。實(shí)體實(shí)體 客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物稱為實(shí)體 通常為名詞 實(shí)體具有實(shí)例,實(shí)例是實(shí)體的單一個(gè)體 實(shí)體可以是： 有形的，如人物或商品 無形的，如技術(shù)級(jí)別 事件，如音樂會(huì)實(shí)體與實(shí)例實(shí)體與實(shí)例屬性屬性 描述實(shí)體的特性稱為屬性 一個(gè)屬性就是一條特定的信息，它用來： 描述一個(gè)實(shí)體 量化一個(gè)實(shí)體 限定一個(gè)實(shí)體 為實(shí)體分類 指定一個(gè)實(shí)體 一個(gè)屬性只有一個(gè)值。屬性示例屬性示例 屬性具有值。屬性值可以是數(shù)字、字符串、日期、圖像、音頻等。這些被稱為“數(shù)據(jù)類型”或“格式”。每個(gè)屬性都有一種數(shù)據(jù)類型。 屬性是單值的。對于實(shí)體的每個(gè)實(shí)例，每個(gè)屬性只有一個(gè)值 屬性值時(shí)常

4、變化,稱為易失屬性。 屬性值幾乎不變?yōu)榉且资傩浴?必須具有值的屬性稱為必需屬性。 可以有值，也可以為空的屬性是可選屬性聯(lián)系聯(lián)系實(shí)體間的對應(yīng)關(guān)系稱為聯(lián)系實(shí)體間聯(lián)系的種類是指一類實(shí)體中可能出現(xiàn)的每一個(gè)實(shí)體與另一類實(shí)體中多少個(gè)具體實(shí)體存在聯(lián)系聯(lián)系可以歸結(jié)為三種類型：一對一聯(lián)系、一對多聯(lián)系、多對多聯(lián)系聯(lián)系三種類型的聯(lián)系三種類型的E-RE-R模型模型 E-R圖有三個(gè)要素：（1）實(shí)體：用矩形表示實(shí)體，矩形內(nèi)標(biāo)注實(shí)體名稱（2）屬性：用橢圓表示屬性，橢圓內(nèi)標(biāo)注屬性名稱。并用連線與實(shí)體連接起來。（3）實(shí)體之間的聯(lián)系：用菱形表示，菱形內(nèi)注明聯(lián)系名稱，并用連線將菱形框分別與相關(guān)實(shí)體相連，并在連線上注明聯(lián)系類型。

5、下面用E-R圖來表示的概念模型示例CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖實(shí)體實(shí)體1.1.實(shí)體實(shí)體: :實(shí)體是具有公共性質(zhì)的可相互實(shí)體是具有公共性質(zhì)的可相互區(qū)別的現(xiàn)實(shí)世界對象的集合。實(shí)體可以區(qū)別的現(xiàn)實(shí)世界對象的集合。實(shí)體可以是具體的（如：圖書，讀者），也可以是具體的（如：圖書，讀者），也可以是抽象的概念或聯(lián)系（如：借閱）。是抽象的概念或聯(lián)系（如：借閱）。 實(shí)體：圖書實(shí)體：圖書 實(shí)例：實(shí)例：C C語言語言CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖實(shí)體實(shí)體實(shí)體用矩形框表示，把實(shí)體名

6、寫在框?qū)嶓w用矩形框表示，把實(shí)體名寫在框內(nèi)。內(nèi)。如：如： 經(jīng)理經(jīng)理 部門部門 汽車汽車 商品商品 學(xué)生學(xué)生 CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖屬性屬性屬性：屬性就是描述實(shí)體或者屬性：屬性就是描述實(shí)體或者聯(lián)系的性質(zhì)或特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)，屬聯(lián)系的性質(zhì)或特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)，屬于一個(gè)實(shí)體的所有實(shí)體實(shí)例都具于一個(gè)實(shí)體的所有實(shí)體實(shí)例都具有共同的性質(zhì)，在有共同的性質(zhì)，在E-RE-R模型中，模型中，這些性質(zhì)或特征就是屬性。這些性質(zhì)或特征就是屬性。 CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖屬性屬性屬性

7、在屬性在E-RE-R圖中用橢圓圖中用橢圓形表示，在矩形框內(nèi)形表示，在矩形框內(nèi)寫上屬性的名字，并寫上屬性的名字，并用連線將屬性矩形框用連線將屬性矩形框與它所描述的實(shí)體聯(lián)與它所描述的實(shí)體聯(lián)系起來。系起來。圖書圖書編號(hào)編號(hào)書名書名價(jià)格價(jià)格CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖屬性屬性圖書圖書編號(hào)編號(hào)書名書名作者作者編號(hào)編號(hào)姓名姓名出版社出版社價(jià)格價(jià)格借閱號(hào)借閱號(hào)性別性別讀者CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖聯(lián)系聯(lián)系聯(lián)系：實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系通常是指組成實(shí)體的各屬性之間的聯(lián)系，實(shí)體

8、之間的聯(lián)系通常是指不同實(shí)體之間的聯(lián)系。CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R圖聯(lián)系聯(lián)系用菱形框表示，框內(nèi)寫上聯(lián)系名，并用連線將聯(lián)系框與它所關(guān)聯(lián)的實(shí)體連接起來。聯(lián)系也可以有屬性讀者讀者圖書圖書借閱借閱姓名姓名編號(hào)編號(hào)性別性別編號(hào)編號(hào)書名書名作者作者CS&T Information Course2021年12月15日2.E_R2.E_R圖圖聯(lián)系聯(lián)系圖(a)經(jīng)理經(jīng)理管理管理部門部門11E_RE_R圖圖CS&T Information Course2021年12月15日實(shí)體之間的聯(lián)系分為三類實(shí)體之間的聯(lián)系分為三類兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系一對一

9、聯(lián)系（1：1）一對多聯(lián)系（1：n）多對多聯(lián)系（m：n）CS&T Information Course2021年12月15日實(shí)體之間的聯(lián)系分為三類實(shí)體之間的聯(lián)系分為三類 一對一聯(lián)系：如果實(shí)體A中的每個(gè)實(shí)例在實(shí)體B中至多有一個(gè)（也可以沒有）實(shí)例與之關(guān)聯(lián)，反之亦然，則稱實(shí)體A與實(shí)體B具有一對一聯(lián)系記作：1 : 1。圖(a)經(jīng)理經(jīng)理管理管理部門部門11CS&T Information Course2021年12月15日實(shí)體之間的聯(lián)系分為三類實(shí)體之間的聯(lián)系分為三類一對多聯(lián)系：如果實(shí)體：如果實(shí)體A A中的每個(gè)實(shí)例在實(shí)體中的每個(gè)實(shí)例在實(shí)體B B中有中有n n個(gè)實(shí)例（個(gè)實(shí)例（n0n0）與之聯(lián)系

10、，）與之聯(lián)系，而實(shí)體而實(shí)體B B中每個(gè)實(shí)例在實(shí)體中每個(gè)實(shí)例在實(shí)體A A中只有一個(gè)實(shí)例與之聯(lián)系，中只有一個(gè)實(shí)例與之聯(lián)系，則稱實(shí)體則稱實(shí)體A A與實(shí)體與實(shí)體B B是一對多是一對多聯(lián)系，聯(lián)系，記作：記作：1 : n1 : n。例，。例，職工職工工作工作部門部門1nCS&T Information Course2021年12月15日多對多聯(lián)系：例如例如: :學(xué)生和課學(xué)生和課程，一個(gè)學(xué)生可以程，一個(gè)學(xué)生可以選修多門課程，一選修多門課程，一門課程也可以被多門課程也可以被多個(gè)學(xué)生選修，因此個(gè)學(xué)生選修，因此學(xué)生和課程之間是學(xué)生和課程之間是多對多的聯(lián)系。多對多的聯(lián)系。n學(xué)生學(xué)生選課選課m學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)姓名姓名

11、性別性別成績成績課程課程課程號(hào)課程號(hào)課程名課程名學(xué)分學(xué)分CS&T Information Course2021年12月15日概念模型練習(xí)：概念模型練習(xí)：用用E-RE-R圖來表示某個(gè)工廠的物資管理的概念模型圖來表示某個(gè)工廠的物資管理的概念模型物資管理涉及的實(shí)體有：物資管理涉及的實(shí)體有：設(shè)備：屬性有名稱、型號(hào)、功率、備注設(shè)備：屬性有名稱、型號(hào)、功率、備注供貨廠商：屬性有聯(lián)系人、電話、傳真、廠供貨廠商：屬性有聯(lián)系人、電話、傳真、廠址址實(shí)體之間的聯(lián)系為：實(shí)體之間的聯(lián)系為：一個(gè)設(shè)備可以由多個(gè)廠商提供；一個(gè)廠商可以一個(gè)設(shè)備可以由多個(gè)廠商提供；一個(gè)廠商可以提供多種設(shè)備。提供多種設(shè)備。請畫出請畫出E-

12、RE-R圖圖CS&T Information Course2021年12月15日設(shè)備供貨長商訂貨型號(hào)功率備注名稱聯(lián)系人電話傳真廠址mnCS&T Information Course2021年12月15日 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是把概邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本E-RE-R圖轉(zhuǎn)換為具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支圖轉(zhuǎn)換為具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型，也就是導(dǎo)出特定的持的數(shù)據(jù)模型，也就是導(dǎo)出特定的DBMSDBMS可以處理數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)?？梢蕴幚頂?shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。CS&T Information Course

13、2021年12月15日E-RE-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼。系的碼。 對于實(shí)體間的聯(lián)系有以下不同的情對于實(shí)體間的聯(lián)系有以下不同的情況：況：CS&T Information Course2021年12月15日 對于實(shí)體間的聯(lián)系有以下不同的情況：對于實(shí)體間的聯(lián)系有以下不同的情況： 一個(gè)一個(gè)1 1：1 1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以于任意一端對于的關(guān)系模式模式，也可以于任意一端對于的關(guān)系模式合并

14、。合并。 一個(gè)一個(gè)1 1：n n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意模式，也可以與任意n n端所對應(yīng)的關(guān)系模端所對應(yīng)的關(guān)系模式合并。式合并。 一個(gè)一個(gè)m m：n n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式。聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式。CS&T Information Course2021年12月15日圖(a)經(jīng)理經(jīng)理管理管理部門部門11姓名編號(hào)名稱部門編號(hào)經(jīng)理(編號(hào),姓名)部門(部門編號(hào),名稱,經(jīng)理編號(hào))CS&T Information Course2021年12月15日圖(a)職工職工工作工作部門部門1n姓名職工編號(hào)名稱部門編號(hào)(1)(1)職工職工

15、( (編號(hào)編號(hào), ,姓名姓名) )部門部門( (部門編號(hào)部門編號(hào), ,名稱名稱) )工作信息工作信息( (職工編號(hào)職工編號(hào), ,部門部門編號(hào)編號(hào)) )(2)(2)職工職工( (編號(hào)編號(hào), ,姓名姓名, ,部門編號(hào)部門編號(hào)) )部門部門( (部門編號(hào)部門編號(hào), ,名稱名稱) )CS&T Information Course2021年12月15日學(xué)生學(xué)生( (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào),姓名姓名,性別性別) )課程課程( (課程號(hào)課程號(hào),課程名課程名,學(xué)分學(xué)分) )選課信息選課信息( (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào),課程號(hào)課程號(hào),成成績績) )n學(xué)生學(xué)生選課選課m學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)姓名姓名性別性別成績成績課程課程課程號(hào)課程號(hào)課程名課程名

16、學(xué)分學(xué)分CS&T Information Course2021年12月15日設(shè)備供貨長商訂貨型號(hào)功率備注名稱聯(lián)系人電話傳真廠址mn請將此請將此erer圖轉(zhuǎn)換為表圖轉(zhuǎn)換為表CS&T Information Course2021年12月15日某管理信息系統(tǒng)具有以下簡單描述：某管理信息系統(tǒng)具有以下簡單描述：1.1.某學(xué)院有若干個(gè)系，每個(gè)系有若干教研室，某學(xué)院有若干個(gè)系，每個(gè)系有若干教研室，每個(gè)教研室只能屬于一個(gè)系，每個(gè)教研室有每個(gè)教研室只能屬于一個(gè)系，每個(gè)教研室有若干教師，每名教師只屬于一個(gè)教研室，每若干教師，每名教師只屬于一個(gè)教研室，每名教師教授若干課程，每門課程可以由若干名教師教

17、授若干課程，每門課程可以由若干教師來教授，每個(gè)系有若干班級(jí)，每個(gè)班級(jí)教師來教授，每個(gè)系有若干班級(jí)，每個(gè)班級(jí)有若干學(xué)生，每名學(xué)生可以學(xué)習(xí)若干門課程，有若干學(xué)生，每名學(xué)生可以學(xué)習(xí)若干門課程，每門課程可以有若干學(xué)生學(xué)習(xí)，每名學(xué)生學(xué)每門課程可以有若干學(xué)生學(xué)習(xí)，每名學(xué)生學(xué)完一門課程后得到一個(gè)成績。完一門課程后得到一個(gè)成績。2在上述需求分析的前提下做出該系統(tǒng)的在上述需求分析的前提下做出該系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（完整概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（完整E-R圖）圖）3做出系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做出系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CS&T Information Course2021年12月15日系系教研室教研室班級(jí)班級(jí)學(xué)生學(xué)生課程課程教師

18、教師擁有擁有數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)屬于屬于選擇選擇講授講授管理管理n nn nn nn nn nn nn nn n1 11 11 11 1系號(hào)系號(hào)系名系名人數(shù)人數(shù)教研室號(hào)教研室號(hào) 教研室名教研室名辦公室號(hào)辦公室號(hào)教師號(hào)教師號(hào)姓名姓名性別性別課程名課程名學(xué)分學(xué)分課程號(hào)課程號(hào)成績成績出生日期出生日期姓名姓名學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)性別性別班號(hào)班號(hào)人數(shù)人數(shù)CS&T Information Course2021年12月15日6.5 6.5 數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)是對已確定的邏輯數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)是對已確定的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用DBMSDBMS提供的方法、技術(shù)，提供的方法、技術(shù)，以較優(yōu)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存取路徑、合理以較優(yōu)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存取路徑、合理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置以及存儲(chǔ)分配，設(shè)計(jì)出一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置以及存儲(chǔ)分配，設(shè)計(jì)出一個(gè)高效的、可實(shí)現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。個(gè)高效的、可實(shí)現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)通常分為兩步：數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)通常分為兩步： 確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方