模塊一 數(shù)據(jù)庫(kù)的分析與設(shè)計(jì)課件

1、2022/9/17模塊一 數(shù)據(jù)庫(kù)的分析與設(shè)計(jì)本章目錄數(shù)據(jù)庫(kù)概述 1 數(shù)據(jù)模型 2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)-掌握3 關(guān)系運(yùn)算4數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)-掌握5項(xiàng)目一 數(shù)據(jù)庫(kù)概述任務(wù)一 認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)任務(wù)一 認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)是指存儲(chǔ)在某一存儲(chǔ)媒體介質(zhì)上能夠被識(shí)別的物理符號(hào)，是反映客觀特性的記錄。數(shù)據(jù)1生日：2011年6月20日姓名生日李小花2011/6/20任務(wù)一 認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)信息是指通過(guò)各種方式傳播、可被感受的聲音、文字、圖像、符號(hào)等表示的某一特定事物的消息、情報(bào)或知識(shí)信息219820310？19820310元人民幣生日任務(wù)一 認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)管理發(fā)展過(guò)程大致經(jīng)歷了人工管理、文件管理、數(shù)據(jù)

2、庫(kù)管理、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理及面向?qū)ο髷?shù)據(jù)管理等階段。數(shù)據(jù)管理的發(fā)展階段41人工管理階段2文件管理階段3數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段4分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理階段5面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理階段任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)在最終用戶的角度上來(lái)看，可將數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)劃分為如下類型：數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)的類型11集中式數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)2客戶/服務(wù)器式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)4并行結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)3分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)抽象的三個(gè)級(jí)別又稱為三級(jí)數(shù)據(jù)視圖，是不同層次用戶從不同角度所看到的數(shù)據(jù)組織形式。三級(jí)數(shù)據(jù)視圖31外部視圖2全局視圖4存儲(chǔ)視圖任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)抽象的三個(gè)級(jí)別又稱為三級(jí)數(shù)據(jù)視圖，是不同層次用戶從不同角度所看到的數(shù)據(jù)

3、組織形式。兩層映射4模式/內(nèi)模式映射應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E外模式1外模式2外模式3模 式內(nèi) 模 式數(shù)據(jù)庫(kù)DBMS外模式/模式映射外模式/模式映射模式/內(nèi)模式映射任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性包括數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)的獨(dú)立性5模式/內(nèi)模式映射應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E外模式1外模式2外模式3模 式內(nèi) 模 式數(shù)據(jù)庫(kù)DBMS外模式/模式映射物理獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性項(xiàng)目二 數(shù)據(jù)模型任務(wù)一 概念模型任務(wù)二 邏輯模型任務(wù)三 物理模型任務(wù)一 概念模型信息處理的三個(gè)層次1現(xiàn)實(shí)世界教師學(xué)生教信息世界課程學(xué)數(shù)據(jù)世界任務(wù)一 概念模型概念模型2常用的概念模型包括：實(shí)體-聯(lián)系模型（E-

4、R模型）、擴(kuò)充的E-R模型、面向?qū)ο竽Ｐ图爸^詞模型。實(shí)體-聯(lián)系模型，簡(jiǎn)稱E-R模型，基于現(xiàn)實(shí)世界，應(yīng)用實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界，它是一種語(yǔ)義模型，其語(yǔ)義主要體現(xiàn)在模型力圖表達(dá)數(shù)據(jù)的意義。任務(wù)一 概念模型實(shí)體3客觀事物在信息世界中稱為實(shí)體（Entity），它是現(xiàn)實(shí)世界中任何可區(qū)分、可識(shí)別的事物。實(shí)體可以是具體的人或物，也可以是抽象概念。例如，一位教師、一個(gè)院系等屬于實(shí)際事物；一門課程、一場(chǎng)比賽等都是抽象的事物。（1）實(shí)體的屬性（2）實(shí)體型和實(shí)體值（3）屬性型和屬性值（4）實(shí)體集對(duì)此教師進(jìn)行描述任務(wù)一 概念模型實(shí)體聯(lián)系4建立實(shí)體模型的一個(gè)主要任務(wù)就是要確定實(shí)體之間的聯(lián)系。常見的實(shí)體聯(lián)系有

5、3種：一對(duì)一聯(lián)系、一對(duì)多聯(lián)系和多對(duì)多聯(lián)系。 圖1-3 一對(duì)一的聯(lián)系 圖1-4 一對(duì)多的聯(lián)系 圖1-5 多對(duì)多的聯(lián)系任務(wù)二 邏輯模型層次模型1邏輯數(shù)據(jù)模型（Logic Data Model，LDM）是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)從概念模型轉(zhuǎn)化而來(lái)的數(shù)據(jù)模型。邏輯數(shù)據(jù)模型是用戶從數(shù)據(jù)庫(kù)所看到的模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，如網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、層次數(shù)據(jù)模型及關(guān)系模型等。此模型既要面向用戶，又要面向系統(tǒng)，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）的實(shí)現(xiàn)。邏輯數(shù)據(jù)模型也簡(jiǎn)稱了數(shù)據(jù)模型，從此起，后續(xù)章節(jié)如沒(méi)特殊說(shuō)明，所提及的“數(shù)據(jù)模型”都表示邏輯數(shù)據(jù)模型。常見的數(shù)據(jù)模型有層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型。 學(xué)院工商管理系信息工程

6、系物流管理專業(yè)市場(chǎng)營(yíng)銷專業(yè)軟件技術(shù)專業(yè)信息管理專業(yè)層次模型的基本特點(diǎn)：（1）有且僅有一個(gè)結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn)，稱其為根結(jié)點(diǎn)；（2）其他結(jié)點(diǎn)有且只一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：存取方便且速度快；結(jié)構(gòu)清晰，容易理解；數(shù)據(jù)修改和數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展容易實(shí)現(xiàn)；檢索關(guān)鍵屬性十分方便結(jié)構(gòu)呆板，缺乏靈活性；同一屬性數(shù)據(jù)要存儲(chǔ)多次，數(shù)據(jù)冗余大（如公共邊）；不適于拓?fù)淇臻g數(shù)據(jù)的組織任務(wù)二 邏輯模型網(wǎng)狀模型2 網(wǎng)狀模型的基本特點(diǎn)：（1）允許一個(gè)以上結(jié)點(diǎn)無(wú)父結(jié)點(diǎn)；（2）至少有一結(jié)點(diǎn)有多于一個(gè)的父結(jié)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：能明確而方便地表示數(shù)據(jù)間的復(fù)雜關(guān)系；數(shù)據(jù)冗余小。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，增加了用戶查詢和定位的困難；需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)間聯(lián)系的指針，使得數(shù)據(jù)量

7、增大；數(shù)據(jù)的修改不方便用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型稱為網(wǎng)狀模型。陳大歡吳少波張麗梅劉小蘭大學(xué)英語(yǔ)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)高等數(shù)學(xué)任務(wù)二 邏輯模型關(guān)系模型3 優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特別靈活，概念單一，滿足所有布爾邏輯運(yùn)算和數(shù)學(xué)運(yùn)算規(guī)則形成的查詢要求；能搜索、組合和比較不同類型的數(shù)據(jù)；增加和刪除數(shù)據(jù)非常方便；具有更高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、更好的安全保密性。數(shù)據(jù)庫(kù)大時(shí)，查找滿足特定關(guān)系的數(shù)據(jù)費(fèi)時(shí)；對(duì)空間關(guān)系無(wú)法滿足關(guān)系模型是建立在關(guān)系代數(shù)基礎(chǔ)上的，因而具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。由行與列構(gòu)成的二維表格，在數(shù)據(jù)庫(kù)理論中稱為關(guān)系，用關(guān)系表示的數(shù)據(jù)模型稱為關(guān)系模型。學(xué)號(hào)姓名性別民族政治面貌出生日期專業(yè)200901001吳站橘男漢族黨

8、員1990-11-14漢語(yǔ)言文學(xué)200901002孫應(yīng)萬(wàn)男漢族其它1990-03-05漢語(yǔ)言文學(xué)200901003吳時(shí)方女回族群眾1990-11-11對(duì)外漢語(yǔ)200901004楊璟麗女漢族預(yù)備黨員1991-05-01對(duì)外漢語(yǔ)課堂練習(xí)1. 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、使用和維護(hù)的專門的人員是（ ）。（A）數(shù)據(jù)庫(kù)管理員 （B）系統(tǒng)設(shè)計(jì)員（C）應(yīng)用程序員（D）最終用戶2. 有了模式/內(nèi)模式映像，可以保證數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序之間（ ）。（A）邏輯獨(dú)立性 （B）物理獨(dú)立性（C）數(shù)據(jù)一致性（D）數(shù)據(jù)安全性AB課堂練習(xí)3. 現(xiàn)實(shí)世界中任何可區(qū)分、可識(shí)別的客觀存在的事物是（ ）。（A）實(shí)體 （B）物品 （C）物體 （D）物質(zhì)

9、4. 數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展階段中，文件系統(tǒng)階段與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段的主要區(qū)別之一是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（ ）。（A）有專門的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理 （B）采用一定的數(shù)據(jù)模型組織數(shù)據(jù)（C）數(shù)據(jù)可長(zhǎng)期保存 （D）數(shù)據(jù)可共享AB任務(wù)一 關(guān)系模型二維表1在關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)是以二維表的形式組織的，表示實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系。課程編號(hào)課程名稱課程類別學(xué)時(shí)學(xué)分S0101高等數(shù)學(xué)必修課1086S0102計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必修課724S0103計(jì)算機(jī)原理必修課724任務(wù)一 關(guān)系模型關(guān)系術(shù)語(yǔ)2學(xué)號(hào)姓名性別民族200901002吳站橘男漢族200901003孫應(yīng)萬(wàn)男漢族200901004吳時(shí)方女回族（1）關(guān)系（2）元組（3）屬性（4）域（5

10、）關(guān)鍵字（6）候選關(guān)鍵字（7）主關(guān)鍵字（8）外部關(guān)鍵字（9）關(guān)系模式元組屬性域：屬性的取值范圍稱為域。性別的域：男、女。關(guān)鍵字：關(guān)系中能唯一區(qū)分、確定不同元組的屬性或?qū)傩越M合。關(guān)系模式：學(xué)生（學(xué)號(hào)、姓名、性別、民族）任務(wù)一 關(guān)系模型關(guān)系的特點(diǎn)3在關(guān)系模型中，關(guān)系必須具有以下特點(diǎn)：（1）關(guān)系必須規(guī)范化，屬性不可再分割；（2）在同一關(guān)系中不允許出現(xiàn)相同的屬性名；（3）在同一關(guān)系中元組及屬性的順序可以任意；（4）任意交換兩個(gè)元組（或?qū)傩裕┑奈恢?，不?huì)改變關(guān)系模式。任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性實(shí)體完整性1實(shí)體完整性是指關(guān)系的主關(guān)鍵字不能取“空值”。學(xué)號(hào)姓名性別民族200901002吳站橘男漢族孫應(yīng)萬(wàn)男漢族20

11、0901004吳時(shí)方女回族孫應(yīng)萬(wàn)這一數(shù)據(jù)記錄不能通過(guò)學(xué)號(hào)來(lái)查找到。任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性參照完整性2參照完整性是定義建立關(guān)系之間聯(lián)系的主關(guān)鍵字與外部關(guān)鍵字引用的約束條件。課程編號(hào)課程名稱課程類別學(xué)時(shí)S0101高等數(shù)學(xué)必修課108S0102計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)必修課72S0103計(jì)算機(jī)原理必修課72S0104匯編語(yǔ)言必修課72S0105軟件工程選修課72學(xué)號(hào)課程編號(hào)分?jǐn)?shù)200901001S010778200901001S010268200901002S010180200902001S010391200902001S010475S0107在課程數(shù)據(jù)表中沒(méi)找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄。任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性用戶自定義完整性

12、3用戶自定義完整性主要包括如下兩方面：（1）字段有效性約束。（2）記錄有效性約束。學(xué)號(hào)課程編號(hào)分?jǐn)?shù)200901001S010378200901001S010268200901002S010180200902001S010391200902001S010475分?jǐn)?shù)的取值范圍為0100任務(wù)三 關(guān)系模式的范式第一范式1目前有六個(gè)范式級(jí)別，它們分別為：第一范式(簡(jiǎn)稱1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、BC范式(BCNF)、第四范式(4NF)和第五范式(5NF)。第一范式是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模式應(yīng)滿足的最起碼的條件。在關(guān)系模式R中，如果每個(gè)屬性值都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單位，則稱R是第一范式的

13、關(guān)系，簡(jiǎn)記為1NF。學(xué)號(hào)姓名課程編號(hào)學(xué)分成績(jī)平時(shí)成績(jī)期末成績(jī)總成績(jī)200901001黃小朋S01016176178200901002張百合S01016186684200901003鄧州平S01034166076200902001陳強(qiáng)S01044165066200902002劉蘭蘭S01054196079學(xué)號(hào)姓名課程編號(hào)學(xué)分平時(shí)成績(jī)期末成績(jī)總成績(jī)200901001黃小朋S01016176178200901002張百合S01016186684200901003鄧州平S01034166076200902001陳強(qiáng)S01044165066200902002劉蘭蘭S01054196079任務(wù)三 關(guān)系模式

14、的范式第二范式2如果關(guān)系模式R為1NF，并且R中的每一個(gè)非主屬性都完全依賴于R的主關(guān)鍵字，則稱R滿足第二范式，簡(jiǎn)記為2NF。學(xué)號(hào)姓名性別系別課程編號(hào)課程名稱學(xué)分成績(jī)?nèi)握n教師職稱200901001黃小朋男信息系S0101高等數(shù)學(xué)678張百同副教授200901001黃小朋男信息系S0102計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)484林大海教授200901003鄧州平男信息系S0103計(jì)算機(jī)原理476陳欣欣講師200902001劉蘭蘭女信息系S0102計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)466林大海教授任務(wù)三 關(guān)系模式的范式第三范式3如果關(guān)系模式R為2NF，并且R中的每一個(gè)非主屬性都不傳遞依賴于R的任何主關(guān)鍵字，則稱R是第三范式的，簡(jiǎn)記為3NF。課程編

15、號(hào)課程名稱學(xué)分任課教師職稱S0101高等數(shù)學(xué)6張百同副教授S0102計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4林大海教授S0103計(jì)算機(jī)原理4陳欣欣講師S0102計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)4林大海教授項(xiàng)目四 關(guān)系運(yùn)算任務(wù)一 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算任務(wù)二 專門的關(guān)系運(yùn)算任務(wù)一 傳統(tǒng)的集合運(yùn)算并1設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)，則R和S的并是由屬于R或?qū)儆赟的元組組成的集合，運(yùn)算符為“”，記為TRS。差2交3廣義笛卡爾積4設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)，則R和S的差是由屬于R但不屬于S的元組組成的集合，運(yùn)算符為“”。記為TRS。設(shè)有兩個(gè)關(guān)系R和S，它們具有相同的結(jié)構(gòu)，則R和S的交是由既屬于R又屬于S的元組組成的集合，運(yùn)算符為“”。記為

16、TRS。設(shè)關(guān)系R和關(guān)系S的元組分別為r和s。定義R和S的笛卡兒積RS是一個(gè)（rs）元的元組集合，每個(gè)元組的前r個(gè)分量（屬性值）來(lái)自R的一個(gè)元組，后s個(gè)分量是S的一個(gè)元組，記為T=RS。任務(wù)二 專門的關(guān)系運(yùn)算選擇1為了在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢所需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)了幾種專業(yè)數(shù)據(jù)集運(yùn)算符，包括：選擇、投影和聯(lián)接等。從關(guān)系中找出滿足給定條件的那些元組稱為選擇。學(xué)號(hào)姓名性別民族政治面貌出生日期專業(yè)200901001吳站橘男漢族黨員1990-11-14漢語(yǔ)言文學(xué)200901002孫應(yīng)萬(wàn)男漢族其它1990-03-05漢語(yǔ)言文學(xué)200901003吳時(shí)方女回族群眾1990-11-11對(duì)外漢語(yǔ)200901004

17、楊璟麗女漢族預(yù)備黨員1991-05-01對(duì)外漢語(yǔ)學(xué)號(hào)姓名性別民族政治面貌出生日期專業(yè)200901003吳時(shí)方女回族群眾1990-11-11對(duì)外漢語(yǔ)200901004楊璟麗女漢族預(yù)備黨員1991-05-01對(duì)外漢語(yǔ)選擇任務(wù)二 專門的關(guān)系運(yùn)算投影2從關(guān)系模式中挑選若干屬性組成新的關(guān)系稱為投影。學(xué)號(hào)姓名性別民族政治面貌出生日期專業(yè)200901001吳站橘男漢族黨員1990-11-14漢語(yǔ)言文學(xué)200901002孫應(yīng)萬(wàn)男漢族其它1990-03-05漢語(yǔ)言文學(xué)200901003吳時(shí)方女回族群眾1990-11-11對(duì)外漢語(yǔ)200901004楊璟麗女漢族預(yù)備黨員1991-05-01對(duì)外漢語(yǔ)投影學(xué)號(hào)姓名出生日

18、期專業(yè)200901001吳站橘1990-11-14漢語(yǔ)言文學(xué)200901002孫應(yīng)萬(wàn)1990-03-05漢語(yǔ)言文學(xué)200901003吳時(shí)方1990-11-11對(duì)外漢語(yǔ)200901004楊璟麗1991-05-01對(duì)外漢語(yǔ)任務(wù)二 專門的關(guān)系運(yùn)算聯(lián)接3等值聯(lián)接是指在聯(lián)接運(yùn)算中，按照字段值對(duì)應(yīng)相等為條件進(jìn)行的聯(lián)接操作。自然聯(lián)接是一種特殊的等值聯(lián)接，它要求兩個(gè)關(guān)系中進(jìn)行比較的分量必須是相同的屬性組，并且在結(jié)果中把重復(fù)的屬性列去掉。項(xiàng)目五 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)任務(wù)一 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)一 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容1（1）結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì)是指

19、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)框架和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是靜態(tài)的。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)，首先應(yīng)該進(jìn)行結(jié)構(gòu)特性的設(shè)計(jì)。它是對(duì)用戶所關(guān)心的模式的匯總和抽象，反映了現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系。（2）行為特性的設(shè)計(jì)行為特性的設(shè)計(jì)是指確定數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的行為和動(dòng)作，即設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，事務(wù)處理等，它是動(dòng)態(tài)的。用戶的行為和動(dòng)作是通過(guò)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的操作，所以總是使用數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容發(fā)生改變。任務(wù)一 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)21滿足用戶的信息需求和處理需求2準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)世界4具有良好的性能3具有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的支持任務(wù)一 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則31設(shè)計(jì)的表保存的數(shù)據(jù)是最原始的數(shù)據(jù)2避免表之間出現(xiàn)重復(fù)字段4盡量對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行規(guī)范

20、化3用外部關(guān)鍵字保證有關(guān)聯(lián)的表之間的聯(lián)系任務(wù)一 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟41需求分析2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施6數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法11自頂向下2自底向上4混合方式3逐步擴(kuò)張任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模型的表示方法2在數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常使用實(shí)體-關(guān)系圖（Entity-Relationship Diagram，簡(jiǎn)稱E-R圖）來(lái)表示數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型。E-R圖主要是由實(shí)體、屬性及聯(lián)系三個(gè)要素構(gòu)成。圖形符號(hào)含義矩形表示實(shí)體，框內(nèi)填寫實(shí)體的名稱菱形表示聯(lián)系，框內(nèi)填寫聯(lián)系的名稱橢圓形表示實(shí)體或聯(lián)系的屬性，框內(nèi)填

21、寫屬性的名稱連接以上三種圖形，構(gòu)成概念模型，連接實(shí)體和聯(lián)系是還應(yīng)該在線上標(biāo)識(shí)實(shí)體之間的聯(lián)系方式，如1、n等。任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求分析3從數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)角度來(lái)看，需求分析的任務(wù)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中要處理的對(duì)象進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，明確用戶的各種需要，在此基礎(chǔ)上確定系統(tǒng)功能，這階段的主要任務(wù)是：（1）調(diào)查分析用戶的活動(dòng)：調(diào)查組織結(jié)構(gòu)情況，調(diào)查用戶業(yè)務(wù)活動(dòng)的情況。（2）收集和分析需求數(shù)據(jù)，確定系統(tǒng)邊界：保護(hù)用戶的信息需求、處理需求、安全性和完整性的需求等。（3）信息需求：目標(biāo)范圍內(nèi)涉及的所有實(shí)體、實(shí)體的屬性以及實(shí)體間的聯(lián)系等數(shù)據(jù)對(duì)象。（4）處理需求：用戶為了得到需求的信息而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的要求。（

22、5）安全性和完整性需求：在定義信息需求和處理需求的同時(shí)必須給出相應(yīng)完全性和完整性約束。（6）收集各種需求數(shù)據(jù)后，對(duì)前面調(diào)查結(jié)果進(jìn)行初步分析，確定哪些功能由計(jì)算機(jī)完成，哪些由人完成。由計(jì)算機(jī)完成的功能即是新系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能。任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例確定實(shí)體、聯(lián)系和屬性1本項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)實(shí)的教學(xué)系統(tǒng)，將教學(xué)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，假設(shè)教學(xué)系統(tǒng)擁有教師、學(xué)生、課程和院系等四個(gè)實(shí)體，實(shí)體的屬性和聯(lián)系的屬性描述如下：（1）教師的屬性包括：教師編號(hào)、姓名、性別、籍貫、出生日期、學(xué)歷、職稱、所在系、辦公電話、手機(jī)、是否在職、電子郵件和照片。（2）課程的屬性包括：課程編號(hào)、課程名稱、課程類別、學(xué)時(shí)、學(xué)分和

23、課程簡(jiǎn)介。（3）學(xué)生的屬性：學(xué)號(hào)、姓名、性別、民族、籍貫、政治面貌、出生日期、專業(yè)、所在系、照片和Email。（4）院系的屬性：系編號(hào)、系名稱、系主任、系辦公室電話和系網(wǎng)址。（5）學(xué)生與課程有選修的聯(lián)系，發(fā)生聯(lián)系后擁有屬性“成績(jī)”。教學(xué)系統(tǒng)中實(shí)體之間的聯(lián)系如下：（1）一位教師可以上多門課程，一門課程可以由多位教師進(jìn)行授課，聯(lián)系發(fā)生時(shí)有開課學(xué)期、授課地點(diǎn)和授課時(shí)間的屬性。（2）教師和學(xué)生只能從屬于指定的一個(gè)系；（3）學(xué)生可以選修多門課程，學(xué)期結(jié)束時(shí)有成績(jī)顯示，一門課程可以由多名學(xué)生選修。任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例確定局部（分）E-R圖2教師學(xué)生課程院系教師編號(hào)學(xué)歷性別姓名民族學(xué)號(hào)姓名籍貫課

24、程類別學(xué)時(shí)課程名稱系編號(hào)系名稱系辦公室電話課程編號(hào)系主任課程教師院系課程學(xué)生教師授課nm選修nm成績(jī)從屬n1院系學(xué)生從屬n1任務(wù)二 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例集成完整（總）E-R圖3課程教師授課nm學(xué)生選修nm成績(jī)從屬?gòu)膶僭合祅1n1時(shí)間地點(diǎn)開課學(xué)期任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)的步驟1邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程的第三個(gè)階段，其將概念模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型（關(guān)系模型、對(duì)象模型、網(wǎng)狀模型和層次模型等）的階段，其設(shè)計(jì)步驟如下：（1）將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的對(duì)象、關(guān)系、網(wǎng)狀和層次等邏輯數(shù)據(jù)模型；（2）將所得的邏輯數(shù)據(jù)模型向選定數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化；（3）運(yùn)用

25、規(guī)范化理論對(duì)邏輯數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系模型邏輯設(shè)計(jì)的過(guò)程2現(xiàn)在最常用的邏輯數(shù)據(jù)模型是關(guān)系數(shù)據(jù)模型，進(jìn)行關(guān)系模型的邏輯設(shè)計(jì)需要執(zhí)行以下幾個(gè)過(guò)程：（1）確定實(shí)體的數(shù)據(jù)表：將E-R圖中的實(shí)體獨(dú)立成表，也就是說(shuō)概念模型中的一個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)著關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)表。（2）確定實(shí)體生成的數(shù)據(jù)表的字段：關(guān)系模型的字段對(duì)應(yīng)著E-R模型中實(shí)體的屬性。（3）確定聯(lián)系的數(shù)據(jù)表：將實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表。任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表3E-R圖中聯(lián)系有3種，包括一對(duì)一、一對(duì)多以及多對(duì)多，在項(xiàng)目二任務(wù)一中已詳述。針對(duì)這3種聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表，需要遵守如下原則：11:1的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)

26、表AC1B1c1A(a1,a2,a3)B(b1,b2,b3)A(a1,a2,a3,b1,c1) B(b1,b2,b3)或A(a1,a2,a3) B(b1,b2,b3,a1,c1)任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表3E-R圖中聯(lián)系有3種，包括一對(duì)一、一對(duì)多以及多對(duì)多，在項(xiàng)目二任務(wù)一中已詳述。針對(duì)這3種聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表，需要遵守如下原則：21:n的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表ACnB1c1A(a1,a2,a3)B(b1,b2,b3)A(a1,a2,a3) B(b1,b2,b3,a1,c1)或A(a1,a2,a3) B(b1,b2,b3) C(c1,a1,b1)任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)

27、據(jù)表3E-R圖中聯(lián)系有3種，包括一對(duì)一、一對(duì)多以及多對(duì)多，在項(xiàng)目二任務(wù)一中已詳述。針對(duì)這3種聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表，需要遵守如下原則：3n:m的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表ACmBnc1A(a1,a2,a3)B(b1,b2,b3)A(a1,a2,a3) B(b1,b2,b3) C(c1,a1,b1)任務(wù)三 數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-實(shí)例實(shí)體轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)表1按照關(guān)系模型的設(shè)計(jì)過(guò)程，可以將任務(wù)二中設(shè)計(jì)的E-R圖中的實(shí)體轉(zhuǎn)化為如下相應(yīng)的關(guān)系模式：（1）教師(教師編號(hào), 姓名, 性別, 籍貫, 出生日期, 學(xué)歷, 職稱, 辦公電話, 手機(jī), 是否在職, 電子郵件, 照片)（2）課程(課程編號(hào), 課程名稱, 課程類別, 學(xué)時(shí), 學(xué)分, 課程簡(jiǎn)介)（3）學(xué)生(學(xué)號(hào), 姓名, 性別, 民族, 籍貫, 政治面貌, 出生日期, 專業(yè), 照片, Email)（4）院系(系編號(hào), 系名稱, 系主任, 系辦公室電話, 系網(wǎng)址)教師學(xué)生課程院系教師