數(shù)據(jù)建模與實體關(guān)系模型

數(shù)據(jù)建模與實體關(guān)系模型第1頁/共73頁了解數(shù)據(jù)庫項目開發(fā)的基本步驟理解數(shù)據(jù)模型的功能和作用了解E-R模型的主要組成部分學習構(gòu)建E-R模型圖【學習目標】第2頁/共73頁一、數(shù)據(jù)庫開發(fā)的基本步驟4.1數(shù)據(jù)庫開發(fā)基本過程概念數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫現(xiàn)實世界抽取轉(zhuǎn)化創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫需求分析數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫開發(fā)步驟第3頁/共73頁二、各階段主要活動1.需求分析階段

獲取數(shù)據(jù)表單、報表、查詢、業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)更新說明

分析數(shù)據(jù)項特征、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)取值約束

描述數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)處理要求

創(chuàng)建數(shù)據(jù)概念模型2.系統(tǒng)設(shè)計階段

數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)邏輯模型、數(shù)據(jù)物理模型）

數(shù)據(jù)庫表、視圖、查詢設(shè)計

數(shù)據(jù)庫表關(guān)聯(lián)設(shè)計

數(shù)據(jù)庫表約束設(shè)計數(shù)據(jù)庫表索引設(shè)計第4頁/共73頁3.數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫模型物理實現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)上線

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)測試第5頁/共73頁三、數(shù)據(jù)庫建模1.什么是數(shù)據(jù)建模

對現(xiàn)實世界中存在的數(shù)據(jù)對象及其關(guān)系進行分析、發(fā)掘、描述，并給出其數(shù)據(jù)關(guān)系結(jié)構(gòu)的過程。2.數(shù)據(jù)庫建模層次

概念數(shù)據(jù)模型——用戶能直接理解的數(shù)據(jù)對象及其業(yè)務(wù)聯(lián)系

邏輯數(shù)據(jù)模型——系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象的邏輯表示、邏輯聯(lián)系物理數(shù)據(jù)模型——系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象的物理存貯結(jié)構(gòu)及物理聯(lián)系

第6頁/共73頁一、實體關(guān)系模型4.2實體-關(guān)系模型概念數(shù)據(jù)模型的理論基礎(chǔ)是實體-關(guān)系模型（E-R模型），它最早是由P.Chen于1976年提出。此后不斷有人對它進行改進，使它現(xiàn)成為比較流行的數(shù)據(jù)建模方法，并有集成到許多CASE工具中，用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)模型。P.Chen

(陳品山)第7頁/共73頁二、實體-關(guān)系模型的元素在E-R模型中，主要包括實體、屬性、標識符和關(guān)系等元素。1.實體實體(Entity)是指問題域中存在的人、事、物、地點等客觀存在的具體事物以及抽象的概念。即用戶希望跟蹤的數(shù)據(jù)對象，如客戶、交易、產(chǎn)品、訂單等。實體集是指同類實體的集合。如商品（ITEM）實體集。可樂、牙膏、鉛筆等是商品實體集的實例。第8頁/共73頁第9頁/共73頁2.屬性屬性是指描述實體特征的數(shù)據(jù)項。每個實體都具有1個或多個屬性。學號姓名身份證號性別專業(yè)學生屬性第10頁/共73頁3.標識符標識符是指標識不同實體實例的屬性。標識符可以是1個或多個屬性。學號姓名身份證號性別專業(yè)學生標識符學號課程平時成績期末成績實踐成績總成績成績表標識符標識符與主鍵的區(qū)別是標識符是一個邏輯概念，標識符不一定唯一。第11頁/共73頁4.關(guān)系關(guān)系(Relationship)是指實體之間的關(guān)聯(lián)，如“學生”與“成績”的聯(lián)系、“孩子”與“父親”、“母親”的聯(lián)系等。關(guān)系中實體集的數(shù)目稱為關(guān)系度數(shù)。學生成績學業(yè)評估父親母親孩子血緣二元關(guān)系三元關(guān)系第12頁/共73頁兩個實體之間可能具有如下3種二元關(guān)系之一：1對1（1:1）1對多（1:N）多對多（M:N）學生學生證身份標記班學生擁有教師學生教學111NNMa)1對1關(guān)系b)1對多關(guān)系c)多對多關(guān)系第13頁/共73頁上述實體之間的關(guān)系反映了一個給定實體有多少實例與另一實體實例存在的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系，通常采用術(shù)語基數(shù)（Cardinality）。學生學生證身份標記班學生擁有教師學生教學111NNM最小基數(shù)最大基數(shù)第14頁/共73頁在實體之間除了需要反映了數(shù)量對應(yīng)關(guān)系，有時還需要反映關(guān)系實體參與的必要性，即可選（optional）或強制（mandatory）。強制可選學生學生證身份標記班學生擁有導師學生指導第15頁/共73頁一、實體關(guān)系圖不同版本4.3實體-關(guān)系圖實體-關(guān)系模型圖（E-R模型）有如下幾個不同版本。Crow’sfeet(鳥足)模型第16頁/共73頁classic模型第17頁/共73頁IDEF1X模型第18頁/共73頁UML模型第19頁/共73頁二、數(shù)據(jù)庫建模通常使用符號1對多的兩個版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥足版本第20頁/共73頁多對多的兩個版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥足版本第21頁/共73頁Crow’feet的符號第22頁/共73頁三、主流數(shù)據(jù)庫建模工具PowerDesignerPowerDsigner是一種面向軟件分析與設(shè)計的CASE工具，它基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫E-R建模、UML建模、業(yè)務(wù)流程建模、XML等理論，提供軟件需求模型、業(yè)務(wù)流程模型、概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型、物理數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο竽Ｐ?、自定義模型的開發(fā)支持。概念數(shù)據(jù)模型第23頁/共73頁世界最著名的兩大CASE

工具RationalRose

和PowerDesigner

PowerDesigner作者王曉昀是一位中國人，在法國SDP

軟件公司工作時，由于苦覓一個好用的

CASE

工具未果，自己開發(fā)了AMC*Designer。

1995年SDP

被Powersoft

公司收購，同年P(guān)owersoft被Sybase

收購，2010年SAP收購SybaseRose

是從UML

面向?qū)ο蠼?，而后再向?shù)據(jù)庫建模發(fā)展。PowerDesigner

先是一個純粹的數(shù)據(jù)庫建模工具，后來才向面向?qū)ο蠼＃瑯I(yè)務(wù)邏輯建模及需求分析建模發(fā)展第24頁/共73頁PowerDesigner產(chǎn)品發(fā)展第25頁/共73頁PowerDsigner的數(shù)據(jù)建模工具特點：具有良好的性價比支持目前30多種流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如Oracle、SYBASE、SQLServer、DB2、DBF等）支持目前多種客戶端開發(fā)工具（如PB、VB、VC、Delphi等）滿足大、中、小型數(shù)據(jù)庫建模的需求第26頁/共73頁概念數(shù)據(jù)模型ConceptualDataModel(CDM)從用戶角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象及其關(guān)系，它幫助用戶分析信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系。邏輯數(shù)據(jù)模型LogicDataMode(LDM)從系統(tǒng)分析員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對象邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它幫助開發(fā)人員分析信息系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。物理數(shù)據(jù)模型PhysicalDataModel(PDM)從系統(tǒng)設(shè)計人員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理存儲及結(jié)構(gòu)關(guān)系，它針對設(shè)計者具體定義信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)。PowerDesigner可建立的數(shù)據(jù)模型第27頁/共73頁軟件開發(fā)階段與數(shù)據(jù)模型的關(guān)系CDMPDM實體關(guān)系圖ERD——系統(tǒng)數(shù)據(jù)概念模型需求分析階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計圖——系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理模型系統(tǒng)設(shè)計階段LDM關(guān)系模型圖——系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯模型第28頁/共73頁PowerDesigner數(shù)據(jù)建模:概念級或邏輯級，CDM和LDM代表數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系，不考慮在數(shù)據(jù)庫上的物理實現(xiàn)。物理級，PDM指定了物理實現(xiàn)的具體細節(jié)，這些細節(jié)包括：目標RDBMS的特征、性能和可用性等。CDMSQLServerPDMORACLEPDMSybasePDMSQLServerORACLESybase概念\邏輯級數(shù)據(jù)模型物理級數(shù)據(jù)模型LDM第29頁/共73頁概念數(shù)據(jù)模型建模案例1:學績管理第30頁/共73頁PowerDesigner的窗口布局第31頁/共73頁PowerDesigner實體第32頁/共73頁第33頁/共73頁第34頁/共73頁PowerDesigner關(guān)系第35頁/共73頁第36頁/共73頁四、弱實體實體類型可分為：

弱實體

強實體弱實體是指只有依賴其它實體才可以存在于數(shù)據(jù)庫中的實體。強實體弱實體強實體是指非弱實體。第37頁/共73頁下面哪個是弱實體?哪個是強實體?第38頁/共73頁標識符(ID)依賴實體強實體弱實體五、ID依賴實體第39頁/共73頁

只有在創(chuàng)建了強實體的實例后,才能添加標識符依賴實體的實例。在刪除強實體前,必須同時刪除所有標識符依賴實體的實例。說明:第40頁/共73頁六、非ID依賴的弱實體非標識符(ID)依賴弱實體第41頁/共73頁問題:分別說明ORDER、ASSIGNMENT、PRESCRIPTION實體類型非標識符(ID)依賴弱實體標識符(ID)依賴弱實體強實體第42頁/共73頁七、子類實體子類型實體第43頁/共73頁八、遞歸關(guān)系遞歸關(guān)系示例第44頁/共73頁例圖書管理系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型第45頁/共73頁一、HeatherSweeney設(shè)計公司需求4.4E-R模型設(shè)計示例HeatherSweeney是一個室內(nèi)裝潢設(shè)計公司老板，其公司除了設(shè)計業(yè)務(wù)外，還在住宅、廚房用品及商店場所開設(shè)系列培訓課程。收入主要來源銷售有關(guān)廚房裝修書籍、錄像商品以及提供設(shè)計咨詢。需要通過數(shù)據(jù)庫來跟蹤客戶，發(fā)布商品推薦與咨詢服務(wù)。第46頁/共73頁二、從培訓課客戶列表提取實體第47頁/共73頁第1版本ER圖第48頁/共73頁第2版本ER圖第49頁/共73頁第3版本ER圖第50頁/共73頁三、從客戶信函模版補充實體客戶信函第51頁/共73頁含有CONTACT實體的第1版本ER圖第52頁/共73頁含有CONTACT實體的第2版本ER圖第53頁/共73頁含有CONTACT實體的第3版本ER圖第54頁/共73頁四、從銷售發(fā)貨單補充實體銷售發(fā)貨單第55頁/共73頁含有INVOICE實體的第4版本ER圖第56頁/共73頁含有INVOICE實體的第5版本ER圖第57頁/共73頁含有INVOICE實體的第6版本ER圖第58頁/共73頁五、實體屬性說明SEMINAR實體第59頁/共73頁CUSTOMER實體第60頁/共73頁CONTACT實體第61頁/共73頁INVOICE實體第62頁/共73頁LINE_ITEM實體第63頁/共73頁PRODUCT實體第64頁/共73頁一、WMCRM數(shù)據(jù)庫模型4.5使用Access開發(fā)原型WMCRM數(shù)據(jù)庫的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則：每個客戶只與一個銷售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)第65頁/共73頁修改后的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則：任何客戶可以通過任何銷售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)第66頁/共73頁二、使用ACCESS為原始數(shù)據(jù)模型創(chuàng)建表單原型原始數(shù)據(jù)