武漢大學數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識課件

第1章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識學習導讀

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究數(shù)據(jù)管理的技術(shù)，即如何妥善地保存和科學地管理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是發(fā)展速度最快，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，它作為計算機科學和技術(shù)的一個重要分支已成為多種計算機應(yīng)用系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要延著數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)三個方面發(fā)展。本章主要介紹數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)模型、關(guān)系運算、關(guān)系規(guī)范化理論和數(shù)據(jù)庫設(shè)計等內(nèi)容。1第1章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識學習導讀11.1信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1.1.1數(shù)據(jù)與信息

數(shù)據(jù)是人類活動的重要資源，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就是研究如何妥善地保存和科學地管理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)?，F(xiàn)代社會是信息的社會，信息以驚人的速度增長，因此，如何有效地組織和利用它們成為急需解決的問題。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的目的就是為了高效地管理及共享大量的信息，而信息與數(shù)據(jù)是分不開的。

21.1信息、數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理1.1.1數(shù)據(jù)與信息2數(shù)據(jù)與信息

信息--是現(xiàn)實世界各種事物的存在特征、運動形態(tài)以及不同事物間的相互聯(lián)系等諸要素在人腦中的抽象反映，是經(jīng)過加工的數(shù)據(jù)。例如，氣象局每天從各地氣象站收集到大量有關(guān)氣象的圖形或文字記錄后，對這些記錄數(shù)據(jù)進行綜合處理、分析、判斷后，就可告知當?shù)販囟?、濕度、風力、陰晴等信息。信息對決策或行動是有價值的。例如，人們可以根據(jù)天氣預報安排生產(chǎn)和生活。數(shù)據(jù)--是對信息的符號化的表示，是數(shù)據(jù)庫研究和處理的對象。

信息與數(shù)據(jù)的關(guān)系：數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵。即數(shù)據(jù)是信息的符號表示，而信息通過數(shù)據(jù)描述，又是數(shù)據(jù)語義的解釋。信息是有一定含義的、經(jīng)過加工處理的、對決策有價值的數(shù)據(jù)。3數(shù)據(jù)與信息信息--是現(xiàn)實世界各種事物的存在特征、運動形態(tài)以數(shù)據(jù)處理1.1.2數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理--是指對數(shù)據(jù)進行收集、管理、加工、傳播等一系列工作，是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息的過程。目前在計算機的各類應(yīng)用中，用于數(shù)據(jù)處理約占80%。數(shù)據(jù)管理--是指對數(shù)據(jù)的組織、存儲、檢索、維護等工作，是數(shù)據(jù)處理的基本環(huán)節(jié)，是任何數(shù)據(jù)處理必有的共性部分。由于數(shù)據(jù)管理技術(shù)的優(yōu)劣直接影響數(shù)據(jù)處理的效率，因此它是數(shù)據(jù)處理的核心。

4數(shù)據(jù)處理1.1.2數(shù)據(jù)處理41.2計算機數(shù)據(jù)管理的3個階段數(shù)據(jù)管理技術(shù)好壞評判的標準：

（1）數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余--是指同一數(shù)據(jù)多次存放。數(shù)據(jù)冗余帶來的問題有：①浪費存儲空間②修改麻煩③潛在的數(shù)據(jù)不一致性（2）數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享體現(xiàn)在：①多個應(yīng)用可以使用同一數(shù)據(jù)、記錄、數(shù)據(jù)項。②在同一時刻多個用戶可存取同一數(shù)據(jù)。51.2計算機數(shù)據(jù)管理的3個階段數(shù)據(jù)管理技術(shù)好壞評判的標準：數(shù)據(jù)管理技術(shù)好壞評判的標準（3）數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)獨立性是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間相互獨立，不受影響。即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的修改不引起應(yīng)用程序修改的特性。數(shù)據(jù)獨立性包括：①邏輯獨立性②物理獨立性（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中管理

提供對數(shù)據(jù)進行安全性控制、完整性控制、并發(fā)性控制等功能。6數(shù)據(jù)管理技術(shù)好壞評判的標準（3）數(shù)據(jù)獨立性61.2計算機數(shù)據(jù)管理的3個階段1.2.1人工管理階段

20世紀50年代中期以前，計算機主要用于科學計算，數(shù)據(jù)量不大，也沒有專門的軟件對數(shù)據(jù)進行管理。1.人工管理階段的特點數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的，一組數(shù)據(jù)對應(yīng)一個程序，數(shù)據(jù)冗余大，不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)不保存，數(shù)據(jù)與程序合在一起，數(shù)據(jù)獨立性差。沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)管理，只能采用手工方式進行處理。程序員負擔重，他必須自己編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、存取方法和輸入輸出，迫使程序員直接與物理設(shè)備打交道，加大了程序設(shè)計難度，編程效率低。

71.2計算機數(shù)據(jù)管理的3個階段1.2.1人工管理階段7數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集2應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)集n人工管理階段2.人工管理階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系8數(shù)據(jù)集1應(yīng)用程序1數(shù)據(jù)集2應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)集n人工管文件系統(tǒng)階段1.2.2文件系統(tǒng)階段

20世紀50年代末，計算機不僅用于科學計算，而且大量用于數(shù)據(jù)管理，同時磁盤、磁鼓等大容量直接存儲設(shè)備的出現(xiàn)，使存放大量數(shù)據(jù)成為可能。操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)就是專門用來管理所存儲數(shù)據(jù)的軟件。1.文件系統(tǒng)階段的特點數(shù)據(jù)以文件形式組織，可以長期保存在磁盤上。數(shù)據(jù)有了邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)之分，由“存取方法”實現(xiàn)邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)的映射。數(shù)據(jù)是面向特定用途設(shè)計的，一個文件基本上對應(yīng)一個應(yīng)用程序，造成數(shù)據(jù)冗余大，數(shù)據(jù)共享性差；文件之間相互獨立，數(shù)據(jù)聯(lián)系弱。

實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的物理獨立性，但未實現(xiàn)數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。9文件系統(tǒng)階段1.2.2文件系統(tǒng)階段9文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)文件1應(yīng)用程序1文件2應(yīng)用程序2文件n應(yīng)用程序n2.文件系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系10文件系統(tǒng)階段文件文件1應(yīng)用程序1文件2應(yīng)用程序2文件n應(yīng)用程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段1.2.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

20世紀60年代后期，隨著數(shù)據(jù)管理的規(guī)模日趨增大，數(shù)據(jù)量的急劇增加，文件系統(tǒng)已不能適應(yīng)需要。為此，人們研制出了一種新的、先進的數(shù)據(jù)管理方法，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。面向全組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)不再面向特定的某個或多個應(yīng)用，而是面向整個應(yīng)用系統(tǒng)，減少了數(shù)據(jù)冗余。數(shù)據(jù)獨立性高，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的邏輯獨立性和物理獨立性。

統(tǒng)一數(shù)據(jù)控制功能，提供了數(shù)據(jù)安全性控制、數(shù)據(jù)完整性控制、并發(fā)控制和數(shù)據(jù)庫恢復等數(shù)據(jù)控制功能。11數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段1.2.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段11數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nDBMSDB2.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系12數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序nDBMSDB2.思考題問：文件系統(tǒng)中的文件與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的文件有何本質(zhì)的區(qū)別？答：文件系統(tǒng)中的文件是面向應(yīng)用的，一個文件基本對應(yīng)一個應(yīng)用程序，文件之間不存在聯(lián)系,數(shù)據(jù)冗余大。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的文件是面向整個應(yīng)用系統(tǒng)，文件之間相互聯(lián)系，減少了數(shù)據(jù)冗余，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。13思考題問：文件系統(tǒng)中的文件與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的文件有何本質(zhì)的區(qū)別例例：某系統(tǒng)涉及人事、科研、教學、工資四個部門。假定每個部門只有一種登記表。其結(jié)構(gòu)如下，試建立該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。序號姓名性別年齡職稱單位工齡工資人事文件科研文件序號姓名性別年齡職稱單位科研名稱經(jīng)費教學文件序號姓名性別年齡職稱單位課程名學時工資文件序號姓名單位工資工齡補貼房租水電14例例：某系統(tǒng)涉及人事、科研、教學、工資四個部門。假定每個部門例

文件系統(tǒng)：

建立與上述結(jié)構(gòu)相同的四個文件。存在的問題：數(shù)據(jù)冗余大。文件是獨立的、分散的，只反映文件本身的結(jié)構(gòu)，而未反映文件間的聯(lián)系，因而不能進行文件交叉訪問。15例文件系統(tǒng)：15例

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：（分三步進行）第一步：建立全局數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的組織、存儲與應(yīng)用程序相分離獨立進行，全面綜合地考慮數(shù)據(jù)的組織，從整個系統(tǒng)的效率、性能出發(fā)來組織數(shù)據(jù)。第二步：建立局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。面向各個具體用戶，從滿足用戶的需求出發(fā)，從全局數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)導出各自所需的基本結(jié)構(gòu)。第三步：建立數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)。面向物理存儲、在保證全局數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的前提下，權(quán)衡系統(tǒng)的空間利用、效率等，按物理存儲的最佳形式來組織文件結(jié)構(gòu)。16例數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：（分三步進行）16例第一層水電房租學時課程名經(jīng)費科研名稱工資工齡單位職稱年齡性別姓名序號第二層單位職稱年齡性別姓名序號經(jīng)費科研名稱序號學時課程名序號水電房租工資工齡序號第三層17例第一層水電房租學時課程名經(jīng)費科研名稱工資工齡單位職稱年齡性1.3什么是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(DataBase,DB)：按一定結(jié)構(gòu)組織存儲的、集成的、可共享的數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的三個層次邏輯表示層：是數(shù)據(jù)庫最終用戶所看到和使用的數(shù)據(jù)集合。概念定義層：是由開發(fā)人員設(shè)計的反映數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系。物理存儲層：反映物理存儲設(shè)備上實際存儲的數(shù)據(jù)集合。181.3什么是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫(DataBase,DB)：181.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，是為數(shù)據(jù)庫建立、使用和維護而配置的系統(tǒng)軟件。它建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，是位于操作系統(tǒng)與用戶之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，負責對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制。

DBMS的軟件地位：用戶、應(yīng)用軟件DBMSOSDB191.4數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，DBMS的主要功能1.4.1DBMS的主要功能

1.數(shù)據(jù)定義提供數(shù)據(jù)定義語言(DDL-DataDefinitionLanguage)定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及其相互之間的映象，定義數(shù)據(jù)的完整性、安全性控制等約束。

2.數(shù)據(jù)操縱提供數(shù)據(jù)操縱語言(DML-DataManipulationLanguage)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的檢索、插入、刪除和修改。3.數(shù)據(jù)庫運行管理提供數(shù)據(jù)安全性控制、并發(fā)控制、和數(shù)據(jù)完整性控制等數(shù)據(jù)控制功能。

4.數(shù)據(jù)庫的建立和維護數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的裝入，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復、重組織，系統(tǒng)性能監(jiān)視、分析等功能。

5.數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)用戶程序與DBMS之間的通信。

20DBMS的主要功能1.4.1DBMS的主要功能20DBMS的組成1.4.2DBMS的組成

1.語言翻譯處理程序主要包括數(shù)據(jù)定義語言編譯程序、數(shù)據(jù)操縱語言編譯程序、終端命令解釋程序、數(shù)據(jù)庫控制命令解釋程序等。

2.系統(tǒng)運行控制程序主要包括系統(tǒng)總控程序、存取控制程序、并發(fā)控制程序、完整性控制程序、安全性控制程序、數(shù)據(jù)存取和更新程序、通信控制程序等。

3.系統(tǒng)建立、維護程序

主要包括數(shù)據(jù)裝入程序、數(shù)據(jù)庫重組程序、數(shù)據(jù)庫恢復程序、性能監(jiān)督程序等。

4.數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述信息的集合。通過數(shù)據(jù)字典DBMS能快速查詢有關(guān)對象，DBA能掌握整個系統(tǒng)運行的情況。21DBMS的組成1.4.2DBMS的組成211.5什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS-DataBaseSystem)是指具有管理數(shù)據(jù)庫功能的計算機系統(tǒng)。它由數(shù)據(jù)庫、用戶、軟件和硬件四部分組成。1.5.1數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫(DB-DataBase)：按一定結(jié)構(gòu)組織存儲的、集成的、可共享的數(shù)據(jù)的集合。這里的結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)要依據(jù)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型來建立。

221.5什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS-Data數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的用戶1.5.2用戶1.數(shù)據(jù)庫管理員（DBA-DataBaseAdministrator）DBA是指組織數(shù)據(jù)庫的計劃、設(shè)計、建立、運行監(jiān)視、維護以及重開發(fā)的全部技術(shù)工作的專業(yè)人員。

DBA的職責：（1）決定數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)。（2）決定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)和存儲策略。（3）定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件。（4）監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的使用和運行。（5）數(shù)據(jù)庫的重組和重構(gòu)。2.應(yīng)用程序員是指負責設(shè)計和編制應(yīng)用程序的人員。3.終端用戶是指從計算機終端存取數(shù)據(jù)庫的人員。

23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的用戶1.5.2用戶23數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的軟件和硬件1.5.3軟件

主要是指數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS-DataBaseManagementSystem）。DBMS是位于用戶和OS之間的專門用于管理和維護數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件，為用戶或應(yīng)用程序提供了訪問數(shù)據(jù)庫的方法，包括數(shù)據(jù)庫的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制功能。1.5.4硬件

要求有足夠大的內(nèi)存，以存放OS、DBMS、系統(tǒng)緩沖區(qū)、應(yīng)用程序等；配有高速的、大容量的直接存取的外存；要有較高的通道能力，以提高數(shù)據(jù)的傳輸速度。

24數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的軟件和硬件1.5.3軟件24

1.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型與模式的區(qū)別：

模型是以圖形來表示的，給人以直觀清晰、一目了然之感。但計算機是無法識別的，必須用一種語言來描述它，即DDL(DataDefinitionLanguage，數(shù)據(jù)定義語言)。所以模式是對模型的描述。251.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)模型與模式的區(qū)別：25

1.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)外模式（子模式）局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。（多個）概念模式（模式）全局數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。（一個）。定義模式時不僅要定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，還要定義與數(shù)據(jù)有關(guān)的安全性、完整性要求。內(nèi)模式（存儲模式、物理模式）數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述。（一個）261.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.6.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模1.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用1模式DB應(yīng)用3應(yīng)用m…...外模式1外模式2外模式n變換1變換2內(nèi)模式應(yīng)用2…...概念視圖內(nèi)部視圖外部視圖

三級模式間的聯(lián)系：模式是內(nèi)模式的邏輯表示；內(nèi)模式是模式的物理實現(xiàn)；外模式是模式的邏輯子集。271.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用1模式應(yīng)用3應(yīng)用m…...外1.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.6.2

三個模式之間的兩層映像

外模式/模式映象(變換1)模式/內(nèi)模式映象(變換2)數(shù)據(jù)庫的二級映象功能（1）實現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)到物理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)獨立性外模式/模式映象：實現(xiàn)數(shù)據(jù)邏輯獨立性模式/內(nèi)模式映象：實現(xiàn)數(shù)據(jù)物理獨立性281.6數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1.6.2三個模式之間的兩層映

1.7數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)庫是一個結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集合，這個結(jié)構(gòu)要使用數(shù)據(jù)模型來描述。

數(shù)據(jù)模型--是表示數(shù)據(jù)及其聯(lián)系的模型。

數(shù)據(jù)模型分類概念模型（也稱語義模型）（常用E-R模型）結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型（簡稱數(shù)據(jù)模型）（層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型）概念模型是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，它強調(diào)語義表達能力，建模容易、方便、概念簡單、清晰，易于用戶理解，它是一種獨立于計算機系統(tǒng)的模型；結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模，它著重于具體描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

291.7數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫是一個結(jié)構(gòu)化思考題

問：能否一步到位，只建立結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型呢？答：可以，但更多是采用分二步的設(shè)計方法。因為建立數(shù)據(jù)模型不是件簡單的事，它既要模擬現(xiàn)實世界，又要考慮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存取效率等一系列因素，使問題變得復雜，對此，人們通過一個中間步驟，先用E-R模型反映實體及其聯(lián)系，再從E-R模型出發(fā)結(jié)合具體數(shù)據(jù)模型進行轉(zhuǎn)換。30思考題問：能否一步到位，只建立結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型呢？30概念模型1.7.1概念模型

概念模型是對客觀事物及其聯(lián)系的抽象，用于信息世界的建模。概念模型的主要概念：實體--客觀存在并可相互區(qū)別的事物。屬性--實體所具有的某一特性。關(guān)鍵字（碼，key）--實體的某一屬性或?qū)傩越M合，其值能惟一標識某一實體。域--屬性的取值范圍。實體型--用實體名及其屬性名集合來抽象和刻畫的同類實體。例：學生（學號，姓名，性別，班號）實體集--同一類型的實體集合稱為實體集。

31概念模型1.7.1概念模型31實體之間的聯(lián)系實體間的聯(lián)系

一對一聯(lián)系（1:1）一對多聯(lián)系（1:m）多對多聯(lián)系（m:n）例：系---系主任（1:1）學生---座位（1:1）班級---學生（1:m）公司---職員（1:m）學生---課程（m:n）運動員---項目（m:n）設(shè)實體集：

E1E232實體之間的聯(lián)系實體間的聯(lián)系例：32實體聯(lián)系模型

E-R模型（EntityRelationship），也稱為實體聯(lián)系模型，是概念模型最常用的表示方法。E-R模型的基本成分：實體集用長方形表示屬性用橢圓表示聯(lián)系用菱形表示聯(lián)系名實體型A實體型B11nm33實體聯(lián)系模型E-R模型（EntityRelat實體聯(lián)系模型之例sum?總分:sum?成績:scorescore注意：聯(lián)系也有屬性。例：no學生s課程cS-Cagenamecnocnamemn34實體聯(lián)系模型之例sum?總分:sumscore注意實體聯(lián)系模型之例

例：為某百貨公司數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計一個E-R模型。百貨公司管轄若干連鎖商店，每家商店經(jīng)營若干商品，每家商店有若干職工，但每個職工只能服務(wù)于一家商店。商店的屬性有：店號、店名、店址、店經(jīng)理。商品的屬性有：商品號、品名、單價、產(chǎn)地。職工的屬性有：工號、姓名、性別、工資。在聯(lián)系中應(yīng)反映出職工參加某商店工作的開始時間，商店銷售商品的月銷售量。

E-R模型設(shè)計的一般步驟：確定實體集確定實體集之間的聯(lián)系和聯(lián)系的類型確定屬性（實體屬性、聯(lián)系屬性）

35實體聯(lián)系模型之例例：為某百貨公司數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計一個E-R模實體聯(lián)系模型之例職工商品商店店號店址店名產(chǎn)地單價品名工資性別姓名工號店經(jīng)理商品號開始時間月銷售量經(jīng)營隸屬1nmm百貨公司的E-R圖36實體聯(lián)系模型之例職工商品商店店號店址店名產(chǎn)地單價品常用的數(shù)據(jù)模型1.7.2常用的數(shù)據(jù)模型1.關(guān)系模型用二維表格結(jié)構(gòu)來表示實體以及實體之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。2.層次模型用樹結(jié)構(gòu)表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。層次模型的特征是：有且僅有一個結(jié)點沒有父結(jié)點，它就是根結(jié)點；其他結(jié)點有且僅有一個父結(jié)點。在層次模型中，每個結(jié)點描述一個實體型，稱為記錄型。一個記錄型可有許多記錄值，簡稱為記錄。結(jié)點之間的有向邊表示記錄之間的聯(lián)系。如果要存取某一記錄型的記錄，可以從根結(jié)點開始，按照有向樹層次逐層向下查找，查找路徑就是存取路徑。

37常用的數(shù)據(jù)模型1.7.2常用的數(shù)據(jù)模型37層次模型記錄類型1:m的聯(lián)系R1R3R2R4R5層次模型38層次模型記錄類型1:m的聯(lián)系R1R3R2R4R5層次模型3網(wǎng)狀模型3.網(wǎng)狀模型用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。網(wǎng)中的每一個結(jié)點代表一個記錄類型，聯(lián)系用鏈接指針來實現(xiàn)。廣義地講，任何一個連通的基本層次聯(lián)系的集合都是網(wǎng)狀模型。它取消了層次模型的兩點限制。網(wǎng)狀模型的特征是：允許結(jié)點有多于一個的父結(jié)點；可以有一個以上的結(jié)點沒有父結(jié)點。

39網(wǎng)狀模型3.網(wǎng)狀模型391.8關(guān)系數(shù)據(jù)庫

1.8.1基本術(shù)語關(guān)系--一個關(guān)系就是一張二維表，每個關(guān)系有一個關(guān)系名。元組--

表中的行稱為元組。一行為一個元組，對應(yīng)存儲文件中的一個記錄值。屬性--

表中的列稱為屬性，每一列有一個屬性名。屬性值相當于記錄中的數(shù)據(jù)項或者字段值。域--屬性的取值范圍，即不同元組對同一個屬性的值所限定的范圍。例如，邏輯型屬性只能從邏輯真或邏輯假兩個值中取值。關(guān)系模式--關(guān)系結(jié)構(gòu)的描述。R(A1，A2，A3，…，An)例：學生(學號，姓名，年齡)

401.8關(guān)系數(shù)據(jù)庫1.8.1基本術(shù)語40基本術(shù)語

侯選關(guān)鍵字--

屬性或?qū)傩越M合，其值能惟一標識一個元組。主關(guān)鍵字--用戶選作元組標識的一個侯選關(guān)鍵字。主屬性--包含在任一侯選關(guān)鍵字中的屬性。非主屬性--不包含在任一侯選關(guān)鍵字中的屬性。外關(guān)鍵字--如果一個關(guān)系中的屬性或?qū)傩越M并非該關(guān)系的關(guān)鍵字，但它們是另外一個關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱其為該關(guān)系的外關(guān)鍵字。

例：學生（學號，姓名，性別，專業(yè)號，年齡）專業(yè)（專業(yè)號，專業(yè)名）“專業(yè)號”是學生關(guān)系的外關(guān)鍵字。

全關(guān)鍵字--由所有屬性組成的侯選關(guān)鍵字。41基本術(shù)語侯選關(guān)鍵字--屬性或?qū)傩越M合，其值能惟一標識一基本術(shù)語

屬性元組主關(guān)鍵字教師編號姓名性別所在系名001王麗華女計算機系008孫軍男電子工程系教師關(guān)系42基本術(shù)語屬性元組主關(guān)鍵字教師編號姓名性別所在系名001關(guān)系模型的特征關(guān)系模型的特征：描述的一致性。實體及實體之間的聯(lián)系都是用關(guān)系來描述。可直接表示多對多關(guān)系。關(guān)系必須是規(guī)范化的關(guān)系。每個屬性是不可分的數(shù)據(jù)項，不允許表中有表。有較強的理論基礎(chǔ)。例：有如下三個關(guān)系模式：學生（學號，姓名，性別，年齡）課程（課程號，課程名，學時，學分）學習（學號，課程號，成績）其中：學生、課程關(guān)系是描述實體的，學習關(guān)系是描述學生和課程之間存在的選課聯(lián)系的。43關(guān)系模型的特征關(guān)系模型的特征：43不符合關(guān)系模型規(guī)范的表車間號班組工資超額獎實發(fā)基本補助01甲組50002005005700乙組4500100300490002甲組4800200+50505003丙組3000300500380044不符合關(guān)系模型規(guī)范的表工資基本補助甲組50002005關(guān)系運算1.8.2關(guān)系運算

從一個或多個關(guān)系中找出所需要的數(shù)據(jù)，要使用關(guān)系運算。1.笛卡爾積

R×SR

.

A1R

.

A2R

.A3

S

.

A2S

.

A3

b2d2d

b2d3b

b3b2d

b3b3b

c2d2d

c2d3b

d3b2d

d3b3b

S

A2A3

2d

3b

R

A1A2A3

b2d

b3b

c2d

d3b

R×S：R是m元關(guān)系，S是n元關(guān)系，則R×S是（m+n）元關(guān)系，R×S每個元組的前m個分量是R的一個元組，后n個分量是S的一個元組。45關(guān)系運算1.8.2關(guān)系運算R×SR.A1R.關(guān)系運算2.選擇σF(R)：在關(guān)系R中求取滿足給定條件F的元組組成的集合。F的組成：運算對象：常數(shù)、元組分量（屬性名或列號）運算符算術(shù)比較符：>、≥、<、≤、=、≠邏輯運算符：、∧、∨

例：

σA2>5∨A3≠“f”(R)或σ[2]>5∨[3]≠“f”(R)R

A1A2A3

a3f

b2

d

c2d

e6f

g6f

A1A2A3

b2d

c2d

e6f

g6f√√√√σ[2]>5∨[3]≠“f”(R)46關(guān)系運算2.選擇RA1A2A3a

關(guān)系運算3.投影運算πA(R):在關(guān)系R中求指定的若干個屬性列組成的集合（消除重復元組）。

A3A2

f3

d2

f63,2πAA(R)R

A1A2A3

a3f

b2

d

c2d

e6f

g6f

47關(guān)系運算3.投影運算A3A2f

關(guān)系運算4.連接運算（1）一般連接（θ為關(guān)系比較符）

R

?

S

AθB

含義：從RXS中選取R關(guān)系在A屬性組上的值與S關(guān)系在B屬性組上值滿足θ關(guān)系的元組。（2）等值連接：θ為“=”的連接。

48關(guān)系運算4.連接運算48關(guān)系運算

（3）自然連接

R

?

S：自然連接是在兩個關(guān)系的公共屬性上進行的等值連接，并且除去重復屬性。

計算過程：R×Sσ公共屬性上的等值選擇?！侨サ糁貜蛯傩?/p>

49關(guān)系運算（3）自然連接49

連接運算之例

設(shè)有關(guān)系R、S(如下表所示)，計算：(1)R1=R?S(2)R2=R?S

A<D

RSABCBCD123234578235978786

計算結(jié)果是：

R1R2ABCDAR.BR.CS.BS.CD1234123234123512323557861237869786578786

50連接運算之例設(shè)有關(guān)系R、S(如下表所示)，計算

思考題問：等值連接與自然連接有何區(qū)別？答：有如下兩點區(qū)別：（1）自然連接一定是等值連接，但等值連接不一定是自然連接。因為自然連接要求相等的分量必須是公共屬性，而等值連接相等的分量不一定是公共屬性。（2）等值連接不把重復的屬性去掉，而自然連接要把重復屬性去掉。51思考題問：等值連接與自然連接有何區(qū)別？51規(guī)范化設(shè)計理念和方法1.8.3規(guī)范化設(shè)計理念和方法

如何評價數(shù)據(jù)模型設(shè)計的優(yōu)劣呢？由于關(guān)系模型有嚴格的數(shù)學理論基礎(chǔ)，因此人們就以關(guān)系模型為背景來討論這個問題，從而形成了數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的一個有利工具--關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論。下面通過一個具體關(guān)系來考察關(guān)系模式在使用中存在的問題。

52規(guī)范化設(shè)計理念和方法1.8.3規(guī)范化設(shè)計理念和方法52規(guī)范化設(shè)計理念和方法

s學號姓名課程號課程名教師號教師名教師地址成績80152劉力C1OST1王平D17080153李軍C2DBT2高升D28580154王林C1OST1王平D17080154王林C3AIT3楊楊D37280155趙紅C4DST2高升D29253規(guī)范化設(shè)計理念和方法s學號姓名課程號課程規(guī)范化設(shè)計理念和方法關(guān)系s存在如下問題：（1）數(shù)據(jù)冗余大。姓名、課程名、教師號、教師名、教師地址大量重復。（2）插入異常。插入異常是指應(yīng)該插入到數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不能執(zhí)行插入操作的情形。關(guān)系s的主關(guān)鍵字是：（學號，課程號）關(guān)系s是否存在插入操作異常？可從在學號、課程號、和(學號,課程號)上出現(xiàn)NULL值去分析。注意：當一個元組在主關(guān)鍵字的屬性上部分或全部為空時，該元組不能插入到關(guān)系中。關(guān)系s出現(xiàn)插入操作異常的情況有：新來的學生還沒有選課時，學生的信息無法插入。課程安排好，若無學生選課時，則任課信息無法插入。新來的教師未承擔教學任務(wù)時，教師的信息無法插入。54規(guī)范化設(shè)計理念和方法關(guān)系s存在如下問題：54規(guī)范化設(shè)計理念和方法

（3）刪除異常。刪除異常是指不應(yīng)該刪去的數(shù)據(jù)被刪去的情形。

關(guān)系s中出現(xiàn)刪除異常的情況：當選修某門課的所有學生都退選時，刪除相關(guān)元組，會丟失課程和教師的信息。如何解決關(guān)系s中存在的問題呢？解決的方法：關(guān)系模式分解（關(guān)系規(guī)范化）可將關(guān)系s分解為如下4個關(guān)系：s1(學號，姓名）s2(課程號，課程名，教師號）s3(教師號，教師名，教師地址）s4(學號，課程號，成績）55規(guī)范化設(shè)計理念和方法（3）刪除異常。刪除異常是指不應(yīng)該刪去關(guān)系規(guī)范化中的相關(guān)概念

函數(shù)依賴：若R的任意關(guān)系有：對X中的每個屬性值，在Y中都有惟一的值與之對應(yīng)，則稱Y函數(shù)依賴于X，或稱X函數(shù)決定Y，記作X

Y。例：指出關(guān)系R中存在的函數(shù)依賴。ABCDa1b1c1d1a1b1c1d2a1b1c1d3a1b1c1d4a2b2c5d1a2b2c5d2a3b3c4d2a4b4c2d2a5b4c2d4a6b5c2d5R函數(shù)依賴有：AB,AC,BC(C,D)A,(C,D)B(B,D)A,(B,D)C(A,D)B,(A,D)C56關(guān)系規(guī)范化中的相關(guān)概念函數(shù)依賴：若R的任意關(guān)系有：對X中的關(guān)系規(guī)范化中的相關(guān)概念

部分函數(shù)依賴：如果X

Y，且存在X的真子集X’，有X’->Y，則稱Y部分函數(shù)依賴于X，記作：X

P

>

Y。例：關(guān)系R中有：(B,D)

P

>

C，(A,D)

P

>B

,(A,D)

P

>

C

完全函數(shù)依賴:如果X

Y，且對任何X的真子集X’，都有X’+>Y，則稱Y完全函數(shù)依賴于X，記作：X

F

>

Y。例：關(guān)系R中有：A

F

>

B，A

F

>C

,B

F

>

C(C,D)

F

>

A，(C,D)

F

>B

,(B,D)

F

>

A

傳遞函數(shù)依賴:如果X

Y(Y?X)，Y+>X，而Y

Z，則稱Z傳遞函數(shù)依賴于X，記作：X

T

>Z。例：關(guān)系R中有：A

T

>

C（∵AB,B+>A,BC）57關(guān)系規(guī)范化中的相關(guān)概念部分函數(shù)依賴：如果XY，且存在X的規(guī)范化設(shè)計理念和方法關(guān)系的規(guī)范化是將一個低級范式的關(guān)系模式，通過關(guān)系模式的分解轉(zhuǎn)換為若干個高級范式的過程。1.第一范式（1NF）若R的每個分量都是不可分的數(shù)據(jù)項，則R∈1NF。從型上看：不存在嵌套結(jié)構(gòu)。從值上看：不存在重復組。1NF是關(guān)系模式的最低要求。58規(guī)范化設(shè)計理念和方法關(guān)系的規(guī)范化是將一個低級范式的關(guān)系模式非1NF的二維表車間號班組工資超額獎實發(fā)基本補助01甲組50002005005700乙組4500100300490002甲組4800200+50505003丙組3000300500380059非1NF的二維表工資基本補助甲組50002005005轉(zhuǎn)換后的1NF關(guān)系車間號班組基本工資補助工資超額獎實發(fā)01甲組5000200500570001乙組4500100300490002甲組4800250505003丙組30003005003800學生關(guān)系s是1NF關(guān)系，但它存在數(shù)據(jù)冗余，插入異常和刪除異常等問題。60轉(zhuǎn)換后的1NF關(guān)系01甲組50002005005規(guī)范化設(shè)計理念和方法2.第二范式（2NF）

若關(guān)系R∈1NF，且不存在任何非主屬性對侯選關(guān)鍵字的部分函數(shù)依賴，則R∈2NF。分析：關(guān)系s不是2NF。因為，侯選關(guān)鍵字為（學號，課程號）

非主屬性：姓名、課程名、教師號、教師名、教師地址、成績

函數(shù)依賴有：學號→姓名，課程號→課程名，課程號→教師號，教師號→教師姓名，教師號→教師地址所以，（學號，課程號）

P

>

姓名（學號，課程號）

P

>

課程名（學號，課程號）

P

>教師號（學號，課程號）

P

>教師名（學號，課程號）

P

>教師地址61規(guī)范化設(shè)計理念和方法2.第二范式（2NF）61規(guī)范化設(shè)計理念和方法分解為2NF的方法：將滿足部分函數(shù)依賴和滿足完全函數(shù)依賴的屬性分解到不同的關(guān)系中。關(guān)系S分解為3個關(guān)系：s1(學號，姓名)s2(課程號，課程名，教師號，教師名，教師地址)s3(學號，課程號，成績)分解后，關(guān)系s1、s2、s3都為2NF。62規(guī)范化設(shè)計理念和方法分解為2NF的方法：62規(guī)范化設(shè)計理念和方法達到2NF的關(guān)系仍然可能存在問題。例如，在關(guān)系s2中還存在以下問題：（1）數(shù)據(jù)冗余。一個教師承擔多門課程時，教師的地址要重復存儲。（2）插入異常。一個新教師報到，需將其有關(guān)數(shù)據(jù)插入到s2關(guān)系中，但該教師暫時還未承擔任何教學任務(wù)，則因缺關(guān)鍵字課程號的值而不能進行插入操作。（3）刪除異常。刪除某門課程時，會丟失該課程任課教師的信息。63規(guī)范化設(shè)計理念和方法達到2NF的關(guān)系仍然可能存在問題。63規(guī)范化設(shè)計理念和方法3.第三范式（3NF）

若關(guān)系R∈2NF，且不存在非主屬性對侯選關(guān)鍵字的傳遞函數(shù)依賴，則R∈3NF。分析：關(guān)系s2不是3NF。因為，侯選關(guān)鍵字為:課程號

非主屬性：教師號、課程名、教師名、教師地址∵課程號教師號，教師號+

>課程號，教師號教師地址∴課程號

T

>教師地址64規(guī)范化設(shè)計理念和方法3.第三范式（3NF）64規(guī)范化設(shè)計理念和方法

分解為3NF的方法：將涉及傳遞函數(shù)依賴中的兩個依賴中的屬性分解到不同的關(guān)系中。將s2分解為：s21(課程號，課程名，教師號)s22(教師號，教師名，教師地址)則關(guān)系s21和s22都是3NF，關(guān)系s中存在的問題得到了解決。65規(guī)范化設(shè)計理念和方法分解為3NF的方法：65

3種范式的關(guān)系：規(guī)范化設(shè)計理念和方法1NF非規(guī)范化的關(guān)系2NF3NF消除組合數(shù)據(jù)項消除非主屬性對關(guān)鍵字的部分函數(shù)依賴消除非主屬性對關(guān)鍵字的傳遞函數(shù)依賴范式的轉(zhuǎn)換關(guān)系：1NF2NF3NF663種范式的關(guān)系：規(guī)范化設(shè)計理念和方法1NF非規(guī)范化的關(guān)1.9數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計:是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)模型，然后據(jù)此建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求。數(shù)據(jù)庫設(shè)計的內(nèi)容:結(jié)構(gòu)特性設(shè)計行為特性設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目標:滿足要求與模擬精確程度良好的數(shù)據(jù)庫性能671.9數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計:是指對于一個給定的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫運行和維護需求收集和分析設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型優(yōu)化設(shè)計物理結(jié)構(gòu)評價設(shè)計、性能預測物理實現(xiàn)試運行對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行評價、調(diào)整與修改68數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計需求分析1.9.1需求分析一、需求分析的任務(wù)收集與分析用戶的信息及應(yīng)用處理的要求，并將結(jié)果按照一定的格式形成需求說明書。二、需求分析的方法1.需求信息的收集（1）了解組織的機構(gòu)設(shè)置（2）主要業(yè)務(wù)活動和職能（3）了解系統(tǒng)的各種外部要求（4）確定系統(tǒng)邊界69需求分析1.9.1需求分析69需求分析2.需求信息的分析整理用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典描述。三、數(shù)據(jù)流圖(DFD--DataFlowDiagram)DFD用來表示收集到的各業(yè)務(wù)流程中涉及到的數(shù)據(jù)和處理過程的關(guān)系。數(shù)據(jù)流圖的基本成分：表示同類數(shù)據(jù)的集中存放處，通常指數(shù)據(jù)文件表示對數(shù)據(jù)的處理表示不同處理過程之間傳遞的數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)的發(fā)送者和接收者70需求分析2.需求信息的分析整理表示同類數(shù)據(jù)的集中存放處，通需求分析四、數(shù)據(jù)字典（DD--DataDictionary)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典包括：數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程。

例：下圖給出了某機器制造廠的零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。該子系統(tǒng)要處理的工作是生產(chǎn)部門提出的生產(chǎn)計劃根據(jù)零配件當前價格計算成本送主管部門審批，對已批準生產(chǎn)計劃制定采購計劃，準備好訂貨單給供應(yīng)商。

71需求分析四、數(shù)據(jù)字典（DD--DataDictionary零配件采購子系統(tǒng)DFD核對預算確定采購計劃編制定貨單供應(yīng)商零配件采購記錄生產(chǎn)計劃批準/不批準批準/不批準核對預算產(chǎn)品預算零件價格零件庫存量報價單供應(yīng)商報價采購計劃訂單細節(jié)訂貨單72零配件采購子系統(tǒng)DFD核對確定采編制供應(yīng)商零配件采購記錄生產(chǎn)零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)項描述＝｛數(shù)據(jù)項名，數(shù)據(jù)項含義說明，別名，數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值含義，與其他數(shù)據(jù)項的邏輯關(guān)系｝例：數(shù)據(jù)項名：訂貨單號類型：CHAR長度：8別名：采購單號取值范圍：10000000--9999999973零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)項描述＝｛數(shù)據(jù)項名，數(shù)據(jù)項含義零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是若干數(shù)據(jù)項有意義的集合。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述＝｛數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明，組成:｛數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝｝例：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：采購細節(jié)說明：作為采購計劃的組成部分，說明對某個產(chǎn)品要采購哪些零件，哪種零件采購多少數(shù)量。組成：零件號、零件名、數(shù)量

74零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是若干數(shù)據(jù)項有意義零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)流表示加工處理過程的輸入或輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流描述＝｛數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源，數(shù)據(jù)流去向，組成:｛數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝，平均流量，高峰期流量｝例：數(shù)據(jù)流名：采購計劃說明：由各產(chǎn)品所需零件數(shù)、選定的供應(yīng)商、審核情況組成采購零配件計劃。來源：確定采購計劃去向：編制訂貨單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：--采購細節(jié)--采購審核75零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流表示加工處理過程的輸零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)存儲是處理過程中要存取的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲描述＝｛數(shù)據(jù)存儲名，說明，編號，流入的數(shù)據(jù)流，流出的數(shù)據(jù)流，組成:｛數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝，數(shù)據(jù)量，存取方式｝例：數(shù)據(jù)存儲名：產(chǎn)品說明：對每種產(chǎn)品的品名、規(guī)格的描述，并對每種產(chǎn)品做成本預算。在核對生產(chǎn)計劃書的成本時用。輸出數(shù)據(jù)流：預算組成：產(chǎn)品號、產(chǎn)品名、預算數(shù)據(jù)量：每月30--40件存取方式：隨機存取76零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)存儲是處理過程中要存取零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典

處理過程是對加工處理過程的描述。處理過程描述＝｛處理過程名，說明，輸入:｛數(shù)據(jù)流｝，輸出:｛數(shù)據(jù)流｝，處理:｛簡要說明｝｝例：處理過程：確定采購計劃說明：對要采購的每一零件，根據(jù)零件庫存量確定采購數(shù)量，再根據(jù)每位供應(yīng)商的報價選擇適當?shù)墓?yīng)商，制定采購計劃。輸入：供應(yīng)商報價、零件庫存、已批準生產(chǎn)計劃輸出：采購計劃簡要說明：（1）對應(yīng)采購的每種零件查找供應(yīng)商報價表，選擇報價最低的供應(yīng)商號。（2）將此供應(yīng)商號填入應(yīng)采購零件表的相應(yīng)列中。77零配件采購子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典處理過程是對加工處理過程的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計1.9.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計

將需求分析得到的用戶需求抽象為概念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計。在進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，如果將現(xiàn)實世界中的客觀對象直接轉(zhuǎn)換為機器世界中的對象，就會感到比較復雜，注意力往往被牽扯到更多的細節(jié)限制方面，而不能集中在最重要的信息的組織結(jié)構(gòu)和處理模式上。因此通常是將現(xiàn)實世界中的客觀對象首先抽象為不依賴任何DBMS和具體機器的信息結(jié)構(gòu)，即概念模型，然后再把概念模型轉(zhuǎn)換成具體機器上DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。常用的概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法是自底向上的設(shè)計方法。下面就介紹采用這種設(shè)計方法的設(shè)計步驟。

78概念結(jié)構(gòu)設(shè)計1.9.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計78概念結(jié)構(gòu)設(shè)計一.數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計根據(jù)需求分析的結(jié)果（數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等）對現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)進行抽象，設(shè)計各個局部視圖，即分E-R圖。1.選擇局部應(yīng)用可利用機構(gòu)職能關(guān)系進行局部處理。2.逐一設(shè)計分E-R圖設(shè)計時注意：（1）實體與屬性的劃分原則屬性應(yīng)是系統(tǒng)中最小的信息單位，不再具有描述性質(zhì)。屬性不能與其他實體有聯(lián)系。

79概念結(jié)構(gòu)設(shè)計一.數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計79概念結(jié)構(gòu)設(shè)計例：有職工、部門及其相關(guān)信息。eno職工E部門DE-Dagenamednodname部門Ddno部門名...職工Eeno部門...80概念結(jié)構(gòu)設(shè)計例：有職工、部門及其相關(guān)信息。eno職工E部門D概念結(jié)構(gòu)設(shè)計病人住院號姓名病房號病人住院號姓名住在1n醫(yī)療病房號病房醫(yī)生級別床位數(shù)醫(yī)生號醫(yī)生名1m職稱81概念結(jié)構(gòu)設(shè)計病人住院號姓名病房號病人住院號姓名住在1n醫(yī)療病概念結(jié)構(gòu)設(shè)計二.視圖集成（全局視圖設(shè)計）1.合并分E-R圖，生成初步E-R圖合并的過程實際上是一個發(fā)現(xiàn)沖突和解決沖突的過程。

沖突主要有：（1）屬性沖突屬性值類型、取值范圍等發(fā)生沖突。（2）命名沖突同名異義、異名同義。（3）結(jié)構(gòu)沖突同一對象在不同視圖中有不同抽象。同一實體在不同視圖中屬性組成不同。相同實體間聯(lián)系在不同視圖中呈現(xiàn)不同類型。

82概念結(jié)構(gòu)設(shè)計二.視圖集成（全局視圖設(shè)計）82概念結(jié)構(gòu)設(shè)計2.消除不必要的冗余，設(shè)計基本E-R圖冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導出的數(shù)據(jù)，冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導出的聯(lián)系。例：實發(fā)工資、應(yīng)發(fā)工資

83概念結(jié)構(gòu)設(shè)計2.消除不必要的冗余，設(shè)計基本E-R圖83邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計1.9.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要任務(wù)：將基本E-R模型轉(zhuǎn)換為DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。

關(guān)系型邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟：1)將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型2)優(yōu)化模型3)設(shè)計適合DBMS的子模式84邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計1.9.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計84邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計一、E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換1.實體的轉(zhuǎn)換每一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的關(guān)鍵字就是關(guān)系的關(guān)鍵字。

2.聯(lián)系的轉(zhuǎn)換(1)一般1:1和1:m聯(lián)系不產(chǎn)生新的關(guān)系模式，而是將一方實體的關(guān)鍵字加入到多方實體對應(yīng)的關(guān)系模式中，若有聯(lián)系的屬性也一并加入。(2)m:n聯(lián)系要產(chǎn)生一個新的關(guān)系模式，該關(guān)系模式由聯(lián)系涉及實體的關(guān)鍵字加上聯(lián)系的屬性(若有)組成。85邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計一、E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換85邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計之例職工商品商店店號店址店名產(chǎn)地單價品名工資性別姓名工號店經(jīng)理商品號開始時間月銷售量經(jīng)營隸屬1nmm將百貨公司的E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。轉(zhuǎn)換的關(guān)系模型如下：商店(店號，店名，店址，店經(jīng)理)商品(商品號，品名，單價，產(chǎn)地)職工(工號，