第4章 數(shù)據(jù)建模與實(shí)體_關(guān)系模型

1、1 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用 了解數(shù)據(jù)庫(kù)項(xiàng)目開(kāi)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(xué)習(xí)構(gòu)建E-R模型圖 2 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用一、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的基本步驟一、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的基本步驟4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)基本過(guò)程概念數(shù)據(jù)概念數(shù)據(jù)模型模型物理數(shù)據(jù)物理數(shù)據(jù)模型模型數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)實(shí)世界抽取轉(zhuǎn)化創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)需求分析數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)步驟3 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用二、各階段主要活動(dòng)二、各階段主要活動(dòng)1. 需求分析階段w 獲取數(shù)據(jù)表單、報(bào)表、查詢、業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)更新說(shuō)明w 分析數(shù)據(jù)項(xiàng)特征、數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)取值約束w 描述數(shù)據(jù)關(guān)系、數(shù)據(jù)處理要求w 創(chuàng)建數(shù)據(jù)概念模型2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段w 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、（數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)邏輯模型、數(shù)據(jù)物理模型）w 數(shù)據(jù)庫(kù)表、視圖、查詢?cè)O(shè)計(jì)w 數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)w 數(shù)據(jù)庫(kù)表約束設(shè)計(jì)w 數(shù)據(jù)庫(kù)表索引設(shè)計(jì)4 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用3. 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)w 數(shù)據(jù)庫(kù)模型物理實(shí)現(xiàn)w 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)上線w 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)測(cè)試5 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用三、數(shù)據(jù)庫(kù)建模三、數(shù)據(jù)庫(kù)建模1. 什么是數(shù)據(jù)建模 對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的數(shù)據(jù)對(duì)象及其關(guān)系進(jìn)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(guò)程。2. 數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(duì)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(duì)象的物理存貯結(jié)構(gòu)及物理聯(lián)系 6 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用一、實(shí)體關(guān)系模型一、實(shí)體關(guān)系模

3、型4.2 實(shí)體-關(guān)系模型概念數(shù)據(jù)模型的理論基礎(chǔ)是實(shí)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(duì)它進(jìn)行改進(jìn)，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(kù)的概念數(shù)據(jù)模型。P. Chen (陳品山)7 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用二、實(shí)體二、實(shí)體-關(guān)系模型的元素關(guān)系模型的元素在E-R模型中，主要包括實(shí)體、屬性、標(biāo)識(shí)符和關(guān)系等元素。1. 實(shí)體實(shí)體(Entity)是指問(wèn)題域中存在的人、事、物、地點(diǎn)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(duì)象，如客戶、交易、產(chǎn)品、訂單等。實(shí)體集是指同類(lèi)實(shí)體的集合。如商品（ITEM）實(shí)體集?？蓸?lè)、

4、牙膏、鉛筆等是商品實(shí)體集的實(shí)例。8 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用9 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用2. 屬性屬性是指描述實(shí)體特征的數(shù)據(jù)項(xiàng)。每個(gè)實(shí)體都具有1個(gè)或多個(gè)屬性。學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)姓名姓名身份證號(hào)身份證號(hào)性別性別專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)生屬性屬性10 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用3. 標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符是指標(biāo)識(shí)不同實(shí)體實(shí)例的屬性。標(biāo)識(shí)符可以是1個(gè)或多個(gè)屬性。學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)姓名姓名身份證號(hào)身份證號(hào)性別性別專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)生標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)課程課程平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)期末成績(jī)期末成績(jī)實(shí)踐成績(jī)實(shí)踐成績(jī)總成績(jī)總成績(jī)成績(jī)表成績(jī)表標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符與主鍵的區(qū)別是標(biāo)識(shí)符是一個(gè)邏輯概念，標(biāo)識(shí)符不一定唯一。11 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用4. 關(guān)系關(guān)系(Relationship)是指實(shí)

5、體之間的關(guān)聯(lián)，如“學(xué)生”與“成績(jī)”的聯(lián)系、“孩子”與“父親”、“母親”的聯(lián)系等。關(guān)系中實(shí)體集的數(shù)目稱為關(guān)系度數(shù)。學(xué)生學(xué)生成績(jī)成績(jī)學(xué)業(yè)評(píng)估學(xué)業(yè)評(píng)估父親父親母親母親孩子孩子血緣血緣二元關(guān)系三元關(guān)系12 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用兩個(gè)實(shí)體之間可能具有如下3種二元關(guān)系之一：w 1對(duì)1（1:1）w 1對(duì)多（1:N）w 多對(duì)多（M:N）學(xué)生學(xué)生學(xué)生證學(xué)生證身份標(biāo)記身份標(biāo)記班班學(xué)生學(xué)生擁有擁有教師教師學(xué)生學(xué)生教學(xué)教學(xué)111NNMa)1對(duì)對(duì)1關(guān)系關(guān)系b)1對(duì)多關(guān)系對(duì)多關(guān)系c)多對(duì)多關(guān)系多對(duì)多關(guān)系13 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用上述實(shí)體之間的關(guān)系反映了一個(gè)給定實(shí)體有多少實(shí)例與另一實(shí)體實(shí)例存在的數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常采用術(shù)語(yǔ)基數(shù)（Car

6、dinality）。學(xué)生學(xué)生學(xué)生證學(xué)生證身份標(biāo)記身份標(biāo)記班班學(xué)生學(xué)生擁有擁有教師教師學(xué)生學(xué)生教學(xué)教學(xué)111NNM最小基數(shù)最小基數(shù)最大基數(shù)最大基數(shù)14 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用在實(shí)體之間除了需要反映了數(shù)量對(duì)應(yīng)關(guān)系，有時(shí)還需要反映關(guān)系實(shí)體參與的必要性，即可選（optional）或強(qiáng)制（mandatory）。強(qiáng)制強(qiáng)制可選可選學(xué)生學(xué)生學(xué)生證學(xué)生證身份標(biāo)記身份標(biāo)記班班學(xué)生學(xué)生擁有擁有導(dǎo)師導(dǎo)師學(xué)生學(xué)生指導(dǎo)指導(dǎo)15 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用一、實(shí)體關(guān)系圖不同版本一、實(shí)體關(guān)系圖不同版本4.3 實(shí)體-關(guān)系圖實(shí)體-關(guān)系模型圖（E-R模型）有如下幾個(gè)不同版本。Crows feet(鳥(niǎo)足)模型16 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用classic模型

7、17 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用IDEF1X模型18 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用UML模型19 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用二、數(shù)據(jù)庫(kù)建模通常使用符號(hào)二、數(shù)據(jù)庫(kù)建模通常使用符號(hào)1對(duì)多的兩個(gè)版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥(niǎo)足版本20 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用多對(duì)多的兩個(gè)版本E-R模型傳統(tǒng)版本E-R模型鳥(niǎo)足版本21 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用Crowfeet的符號(hào)22 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用三、主流數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具三、主流數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具PowerDesignerPowerDsigner是一種面向軟件分析與設(shè)計(jì)的CASE工具，它基于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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

8、理數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο竽Ｐ?、自定義模型的開(kāi)發(fā)支持。概念數(shù)據(jù)模型23 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用世界最著名的兩大CASE 工具Rational Rose 和PowerDesigner PowerDesigner 作者王曉昀是一位中國(guó)人，在法國(guó)SDP 軟件公司工作時(shí)，由于苦覓一個(gè)好用的 CASE 工具未果，自己開(kāi)發(fā)了AMC*Designer。 1995年SDP 被Powersoft 公司收購(gòu)，同年P(guān)owersoft 被Sybase 收購(gòu)，2010年SAP收購(gòu)SybaseRose 是從UML 面向?qū)ο蠼?，而后再向?shù)據(jù)庫(kù)建模發(fā)展。PowerDesigner 先是一個(gè)純粹的數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具，后來(lái)才向面向?qū)ο蠼?，業(yè)

9、務(wù)邏輯建模及需求分析建模發(fā)展24 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用PowerDesigner 產(chǎn)品發(fā)展25 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用PowerDsigner的數(shù)據(jù)建模工具特點(diǎn)：具有良好的性價(jià)比支持目前30多種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（如Oracle、SYBASE、SQLServer、DB2、DBF等）支持目前多種客戶端開(kāi)發(fā)工具（如PB、VB、VC、Delphi等）滿足大、中、小型數(shù)據(jù)庫(kù)建模的需求26 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用概概念念數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型Conceptual Data Model (CDM)從用戶角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)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。邏輯邏輯數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型Logic Data Mod

10、e(LDM)從系統(tǒng)分析員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)象邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系，它幫助開(kāi)發(fā)人員分析信息系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。物理物理數(shù)數(shù)據(jù)模型據(jù)模型Physical Data Model (PDM) 從系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員角度所建模的系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)及結(jié)構(gòu)關(guān)系，它針對(duì)設(shè)計(jì)者具體定義信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。PowerDesigner可建立的數(shù)據(jù)模型可建立的數(shù)據(jù)模型27 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)階段與數(shù)據(jù)模型的關(guān)系CDMPDM實(shí)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(kù)設(shè)計(jì)圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)物理模型系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段LDM關(guān)系模型圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)邏輯模型28 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用PowerDesigner數(shù)據(jù)建模:概念級(jí)或邏輯級(jí)，CDM和LD

11、M代表數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系，不考慮在數(shù)據(jù)庫(kù)上的物理實(shí)現(xiàn)。物理級(jí)，PDM指定了物理實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)包括：目標(biāo)RDBMS的特征、性能和可用性等。CDMSQLServerPDMORACLEPDMSybasePDMSQLServerORACLESybase概念邏輯級(jí)數(shù)據(jù)模型物理級(jí)數(shù)據(jù)模型LDM29 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用概念數(shù)據(jù)模型建模案例1:指導(dǎo)獲得對(duì)應(yīng)學(xué)生學(xué)號(hào)姓名總學(xué)分導(dǎo)師導(dǎo)師號(hào)導(dǎo)師姓名課程成績(jī)成績(jī)課程說(shuō)明課程號(hào)課程名稱課程學(xué)分學(xué)績(jī)管理30 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用PowerDesigner的窗口布局31 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用PowerDesigner實(shí)體32 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用33 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用34 數(shù)據(jù)庫(kù)原理

12、及應(yīng)用PowerDesigner關(guān)系35 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用36 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用四、弱實(shí)體四、弱實(shí)體實(shí)體類(lèi)型可分為：w 弱實(shí)體w 強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)體是指只有依賴其它實(shí)體才可以存在于數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體。貸款還款貸款貸款號(hào)貸款金額還款還款號(hào)還款日期還款金額強(qiáng)實(shí)體強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)體弱實(shí)體強(qiáng)實(shí)體是指非弱實(shí)體。37 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用指導(dǎo)獲得對(duì)應(yīng)學(xué)生學(xué)號(hào)姓名總學(xué)分導(dǎo)師導(dǎo)師號(hào)導(dǎo)師姓名課程成績(jī)成績(jī)課程說(shuō)明課程號(hào)課程名稱課程學(xué)分下面哪個(gè)是弱實(shí)體? 哪個(gè)是強(qiáng)實(shí)體?38 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用標(biāo)識(shí)符(ID)依賴實(shí)體強(qiáng)實(shí)體弱實(shí)體五、五、ID依賴實(shí)體依賴實(shí)體39 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用w 只有在創(chuàng)建了強(qiáng)實(shí)體的實(shí)例后,才能添加標(biāo)識(shí)符依賴實(shí)體的實(shí)例。

13、w 在刪除強(qiáng)實(shí)體前,必須同時(shí)刪除所有標(biāo)識(shí)符依賴實(shí)體的實(shí)例。說(shuō)明:40 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用六、非六、非ID依賴的弱實(shí)體依賴的弱實(shí)體非標(biāo)識(shí)符(ID)依賴弱實(shí)體41 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用問(wèn)題問(wèn)題: 分別說(shuō)明分別說(shuō)明ORDER、ASSIGNMENT、PRESCRIPTION實(shí)實(shí)體類(lèi)型體類(lèi)型非標(biāo)識(shí)符(ID)依賴弱實(shí)體標(biāo)識(shí)符(ID)依賴弱實(shí)體強(qiáng)實(shí)體42 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用七、子類(lèi)實(shí)體七、子類(lèi)實(shí)體子類(lèi)型實(shí)體43 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用八、遞歸關(guān)系八、遞歸關(guān)系遞歸關(guān)系示例44 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用例 圖書(shū)管理系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)模型45 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用一、一、Heather Sweeney 設(shè)計(jì)公司需求設(shè)計(jì)公司需求4.4 E-R模型

14、設(shè)計(jì)示例w Heather Sweeney 是一個(gè)室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)公司老板，其公司除了設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)外，還在住宅、廚房用品及商店場(chǎng)所開(kāi)設(shè)系列培訓(xùn)課程。w 收入主要來(lái)源銷(xiāo)售有關(guān)廚房裝修書(shū)籍、錄像商品以及提供設(shè)計(jì)咨詢。w 需要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)跟蹤客戶，發(fā)布商品推薦與咨詢服務(wù)。46 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用二、從培訓(xùn)課客戶列表提取實(shí)體二、從培訓(xùn)課客戶列表提取實(shí)體47 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用第1版本ER圖48 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用第2版本ER圖49 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用第3版本ER圖50 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用三、從客戶信函模版補(bǔ)充實(shí)體三、從客戶信函模版補(bǔ)充實(shí)體客戶信函51 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用含有CONTACT實(shí)體的第1版本ER圖52 數(shù)據(jù)庫(kù)原

15、理及應(yīng)用含有CONTACT實(shí)體的第2版本ER圖53 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用含有CONTACT實(shí)體的第3版本ER圖54 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用四、從銷(xiāo)售發(fā)貨單補(bǔ)充實(shí)體四、從銷(xiāo)售發(fā)貨單補(bǔ)充實(shí)體銷(xiāo)售發(fā)貨單55 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用含有INVOICE實(shí)體的第4版本ER圖56 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用含有INVOICE實(shí)體的第5版本ER圖57 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用含有INVOICE實(shí)體的第6版本ER圖58 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用五、實(shí)體屬性說(shuō)明五、實(shí)體屬性說(shuō)明SEMINAR實(shí)體59 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用CUSTOMER實(shí)體60 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用CONTACT實(shí)體61 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用INVOICE實(shí)體62 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用LINE_ITEM實(shí)體63 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用PRODUCT實(shí)體64 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用一、一、WMCRM 數(shù)據(jù)庫(kù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)模型4.5 使用Access開(kāi)發(fā)原型WMCRM數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則： 每個(gè)客戶只與一個(gè)銷(xiāo)售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)65 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用修改后的E-R模型業(yè)務(wù)規(guī)則： 任何客戶可以通過(guò)任何銷(xiāo)售人員聯(lián)系業(yè)務(wù)66 數(shù)據(jù)庫(kù)原理