第二章数据库的概念结构设计.ppt

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1、第二章数据库的概念结构设计,数据模型 概念模型 概念结构设计的方法与步骤,第一节 数据模型,一、数据 二、数据模型 三、信息的三个世界,一、数据,1.数据 在数据库中描述事物的符号记录称为数据，是存储的基本对象。 2.数据描述 在数据库设计的不同阶段都需要对数据进行不同程度的描述。在从现实世界到计算机世界的转换过程中，经历了概念层描述、逻辑层描述及存储介质层描述三个阶段。,-4-,14:22,数据举例,数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。 例如 93是一个数据 语义1：学生某门课的成绩93分 语义2：火车票的价格93元 语义3：三年级的学生人数93人 语义4：？,-5-,14:2

2、2,数据举例(Cont.),学生档案中的学生记录 （李明，男，197205，江苏南京市，计算机系，1990） 语义：学生姓名、性别、出生年月、籍贯、院系、入学时间 解释：李明是个男生，1972年5月出生，江苏南京市人，1990年考入计算机系 请给出另一个解释和语义？,二、数据模型,模型是对现实世界中的事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达。数据模型也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。 根据模型应用的不同目的，可以将这些模型划分为两大类：概念层数据模型与组织层数据模型。,三、信息的三个世界,1. 信息的三个世界 2. 数据库设计的三个阶段 从现实世界抽象到信息世界的过程

3、是概念结构设计阶段；从信息世界抽象到机器世界的过程是数据库的逻辑结构设计阶段；为一个给定的逻辑数据模型选取一个适合应用要求的物理结构的过程是数据库的物理设计阶段。,第二节 概念模型,一、基本概念 二、实体间的联系 三、实体-联系图,-9-,一、基本概念,实体（Entity） 属性（Attribute） 码（Key） 域（Domain） 实体集（Entity Set） 联系（Relationship）,一、基本概念,(1) 实体（Entity） 客观存在并可相互区别的事物称为实体。 可以是具体的人、事、物或抽象的概念。 (2) 属性（Attribute） 实体所具有的某一特性称为属性。 一个实体

4、可以由若干个属性来刻画。 (3) 码（Key） 唯一标识实体的属性集称为码。,-11-,14:22,一、基本概念,(4) 域（Domain） 属性的取值范围称为该属性的域。 (5) 实体型（Entity Type） 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体称为实体型。 (6) 实体集（Entity Set） 同一类型实体的集合称为实体集。,一、基本概念,(7) 联系（Relationship） 现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界 中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。 实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。 实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。,二、实体间的

5、联系,两个实体型之间的联系有三种类型：,二、实体间的联系,一对一联系（1:1） 定义：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中只有一个实体与之联系，反之亦然，则实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1。 例如：一个班级只有一个班长，一个班长只在一个班中任职。,二、实体间的联系,一对多联系（1：n） 定义：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有多个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对多联系，记为1:n。 例如：一个班级中有若干名学生，每个学生只在一个班级中学习。,二、实体间的联系,多对多联系（m:n） 定义：

6、如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有多个实体与之联系；反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有多个实体与之联系，则称实体集A与实体B具有多对多联系，记为m:n。 例如：课程与学生之间的联系。一门课程同时有若干个学生选修，一个学生可以同时选修多门课程。,实体-联系图,实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性：用椭圆形表示，椭圆形框内写明属性名并用无向边将其与相应的实体连接起来。,学号,码：属性名加下划线。,E-R图(Cont.),多值属性：用双线椭圆形表示，椭圆形框内写明属性名并用无向边将其与相应的实体连接起来。 导出属性：用虚线椭圆形表示，椭圆形框内写明属性名并用无向边将

7、其与相应的实体连接起来。,导出属性,多值属性,? 可否用多个属性 表达多值属性,E-R图(Cont.),联系 联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n） 。 联系的属性：联系本身也可以有属性。 如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来。,联系的表示方法,联系的表示方法示例,联系的属性,联系的 属性,联系的 属性,E-R图实例,用E-R图表示某个工厂物资管理的概念模型。 实体及其属性 仓库： 仓库号、面积、电话号码 零件 ：零件号、名称、规格、单价、描述 供应商：供应商号、姓名、地址、电话

8、号码、帐号 项目：项目号、预算、开工日期 职工：职工号、姓名、年龄、职称,E-R图实例(Cont.),实体之间的联系如下： (1)一个仓库可存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。 仓库和零件间有多对多联系。用库存量表示某零件在某仓库中的数量，即联系的属性。 (2)一个仓库有多个职工当保管员，一个职工只在一个仓库工作。 仓库和职工之间是一对多的联系。 (3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。 职工实体型中具有一对多的联系。 (4)供应商、项目和零件三者之间具有多对多的联系。,-25-,14:22,E-R图实例(Cont.),第三节概念结构设计的方法与步骤,一、概念结构

9、设计的方法与步骤概述 二、采用E-R模型方法的概念结构设计 三、概念模型的其他表示方法,1.概念结构设计的方法 （1）集中式设计方法。 （2）视图综合设计方法。 这两种方法的不同之处在于应用需求合成的阶段与方式的不同。 2.概念结构设计的步骤 （1）设计局部概念模式。 （2）综合局部概念模式成全局概念模式。 （3）评审。,一、概念结构设计的方法与步骤概述,1. E-R模型的基本元素 （1）实体：在E-R图中用矩形表示，并将对实体的命名写于矩形中。 （2）属性：在E-R图中用椭圆表示，并将对属性的命名写于其中。 （3）联系：用来标识实体之间的关系，在E-R图中用菱形表示，联系的名称置于菱形内。,

10、二、采用E-R模型方法的概念结构设计,需要说明的是，除了实体具有若干个属性外，有的联系也具有属性。 在E-R图中，除了上述三种基本的图形之外，还有将属性与相应的实体或联系连接起来以及将有关实体连接起来的无向边。另外，在连接两个实体之间的无向边旁还要标注上联系的类型（1:1，1:n或m:n）。 加下划线的属性（或属性组）表示实体的码,2.用E-R模型方法进行数据库概念设计 可以分成三步进行： （1）设计局部E-R模型。 （2）集成全局E-R模型。 （3）优化全局E-R模型。,E-R设计实例,设计一简易选课系统，实现如下功能： 每个系有多门课程，每门课程可以由多个老师教授，每个老师可以教授多门课。

11、比如王福海老师可以教授高等数学B和线性代数，并且他可以教授高数B的两个课堂，选课系统中课堂具有唯一性编号。 每个课堂限定了学生人数。 学生通过学号和密码登录选课系统。通过课堂进行选课，可以跨系选择，没有学分限制。,E-R设计实例,选课系统涉及实体及属性：,1. 学生 属性有学号、姓名、性别、班级、登录密码,2. 教师 属性有工作编号、姓名、性别、所在系,3. 课堂 属性有课堂编号、教师、课程名、上课时间、人数,4. 课程 属性有课程名、性质、应修学生人数、开课系,E-R设计实例设计局部E-R模型,1. 学生 属性有学号、姓名、性别、班级、登录密码,2. 教师 属性有工作编号、姓名、性别、所在系

12、,E-R设计实例设计局部E-R模型,3. 课堂 属性有课堂编号、教师、课程名、上课时间、人数,4. 课程 属性有课程名、性质、应修学生人数、开课系,E-R设计实例设计局部E-R模型,实体间联系：,1. 一个课程由多个教师教师教授，每个教师教授多门课程,2. 一个课程开设多个课堂，每个课堂只教授一门课程,E-R设计实例设计局部E-R模型,实体间联系：,3. 一个教师可担任多个课堂的教学，一个课堂只能由一个老师负责。,4. 一个学生可选择多个课堂，一个课堂可容纳多个学生。,集成全局E-R模型,实体、关系、多重性不能重名,四、课堂练习,请设计一个图书馆数据库，此数据库中 对每个借阅者保存读者记录，包

13、括：读者号，姓名，性别，年龄，单位，地址 。 对每本书存有：书号，书名，作者，出版社。 对每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。 要求：按照步骤设计出E-R图。,m,n,借阅者,借阅,书,读者号,姓名,借出日期,应还日期,性别,年龄,单位,地址,书号,书名,作者,出版社,借阅者表（读者号，姓名，性别，年龄，单位，地址 ） 书表（书号，书名，作者，出版社） 借阅表（书号，读者号，借出日期，应还日期）体现m：n,课堂练习答案,四、课后习题,某商业集团的销售管理系统 数据库中有三个实体集。一是“商店”实体集，属性有商店编号、商店名、地址等；二是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体集，属性有职工编号、姓名、性别、业绩等。 商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售，每个商店销售一种商品，有月销售量；商店与职工间存在着“聘用”联系，每个商店有许多职工，每个职工只能在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和月薪。 画出ER图，并在图上注明属性、联系的类型。,