數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程（第3版）：第5章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和ER模型_3

1、第5章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與ER模型1DBD在具備了DBMS、 OS、系統(tǒng)軟件和硬件環(huán)境時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)人員來說，就是如何使用這個(gè)環(huán)境表達(dá)用戶的要求，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)，這個(gè)過程稱為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（Database Design，簡記為DBD）。2第5章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與ER模型 5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的全過程 5.2 ER模型 5.3 ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 5.4 ER模型實(shí)例分析 5.5* 增強(qiáng)的ER模型 5.6 小結(jié)35.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的全過程（1）5.1.1 規(guī)劃階段 5.1.2 需求分析階段5.1.3 概念設(shè)計(jì)階段 5.1.4 邏輯設(shè)計(jì)階段 5.1.5 物理設(shè)計(jì)階

2、段 5.1.6 數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn) 5.1.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行與維護(hù) 45.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的全過程(2)為了解決“軟件危機(jī)”，在1968年首次提出“軟件工程”的概念。軟件工程中把軟件開發(fā)和運(yùn)營的全過程稱為“軟件生存期”（Life Cycle）。軟件生存期是軟件工程的一個(gè)重要概念。軟件生存期是指從軟件的規(guī)劃、研制、實(shí)現(xiàn)、投入運(yùn)行后的維護(hù)，直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個(gè)期間。以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)通常稱為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，它一般具有信息的采集、組織、加工、抽取、綜合和傳播等功能。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)是一項(xiàng)軟件工程，但又有自己特有的特點(diǎn)，所以特稱為“數(shù)據(jù)庫工程”。55.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的全過程(3)仿

3、照軟件生存期，可以得到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期概念。定義5.1 我們把數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)從開始規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、維護(hù)到最后被新的系統(tǒng)取代而停止使用的整個(gè)期間，稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期。這個(gè)生存期一般可劃分成下面七個(gè)階段：規(guī)劃、需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行維護(hù)。65.1.1 規(guī)劃階段規(guī)劃階段具體可分成三個(gè)步驟：（1）系統(tǒng)調(diào)查。對(duì)應(yīng)用單位作全面的調(diào)查。發(fā)現(xiàn)其存在的主要問題，并畫出組織層次圖，以了解企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)。（2）可行性分析。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益、法律等諸方面對(duì)建立數(shù)據(jù)庫的可行性進(jìn)行分析；然后寫出可行性分析報(bào)告；組織專家進(jìn)行討論其可行性。（3）確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總目標(biāo)，并對(duì)應(yīng)用單位的工作流程

4、進(jìn)行優(yōu)化和制訂項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃。在得到?jīng)Q策部門批準(zhǔn)后，就正式進(jìn)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)工作。75.1.2 需求分析階段這一階段是計(jì)算機(jī)人員（系統(tǒng)分析員）和用戶雙方共同收集數(shù)據(jù)庫所需要的信息內(nèi)容和用戶對(duì)處理的需求。并以需求說明書的形式確定下來，作為以后系統(tǒng)開發(fā)的指南和系統(tǒng)驗(yàn)證的依據(jù)。需求分析的工作主要由下面四步組成：1. 分析用戶活動(dòng)，產(chǎn)生業(yè)務(wù)流程圖2. 確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖3. 分析用戶活動(dòng)涉及的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)流圖4. 分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)字典需求分析階段的有關(guān)內(nèi)容在“軟件工程”課程中有詳細(xì)的介紹，這里不再詳述。85.1.3 概念設(shè)計(jì)階段(1)概念設(shè)計(jì)的目標(biāo)是產(chǎn)生反映用戶單位信息需求的數(shù)據(jù)庫概

5、念結(jié)構(gòu)，即概念模型。 概念模型具有硬件獨(dú)立、軟件獨(dú)立的特點(diǎn)。圖1.12 模型間的相互關(guān)系應(yīng)用1應(yīng)用3應(yīng)用2概念模型用戶需求用戶需求用戶需求用戶1用戶3用戶2邏輯模型內(nèi)模型外模型3外模型2外模型1綜合轉(zhuǎn)換映像映像95.1.3 概念設(shè)計(jì)階段(2)1概念設(shè)計(jì)的重要性 在早期的DBD中，概念設(shè)計(jì)并不是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)階段。設(shè)計(jì)依賴于具體DBMS的邏輯模型，當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)果就難以適應(yīng)這個(gè)變化。 將概念設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)過程中獨(dú)立開來，可以使DBD各階段的任務(wù)相對(duì)單一化，得以有效控制設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，便于組織管理。 概念模型能充分反映現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體間的聯(lián)系，又是各種基本數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，同時(shí)也容易向現(xiàn)

6、在普遍使用的關(guān)系模型轉(zhuǎn)換。105.1.3 概念設(shè)計(jì)階段(3)2. 概念設(shè)計(jì)的主要步驟 概念設(shè)計(jì)的任務(wù)一般可分為三步來完成：進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計(jì)局部概念模型；將局部概念模型綜合成全局概念模型；評(píng)審。(1) 進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計(jì)局部概念模型 設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)時(shí)，常用的數(shù)據(jù)抽象方法是“聚集”和“概括”。聚集是將若干對(duì)象和它們之間的聯(lián)系組合成一個(gè)新的對(duì)象。概括是將一組具有某些共同特性的對(duì)象抽象成更高一層意義上的對(duì)象。115.1.3 概念設(shè)計(jì)階段(4)(2) 將局部概念模型綜合成全局概念模型 綜合各局部概念結(jié)構(gòu)就可得到反映所有用戶需求的全局概念結(jié)構(gòu)。在綜合過程中，主要處理各局部模式對(duì)各種對(duì)象定義的不一致問題。(

7、3) 評(píng)審 消除了所有沖突后，就可把全局結(jié)構(gòu)提交評(píng)審。評(píng)審分為用戶評(píng)審與DBA及應(yīng)用開發(fā)人員評(píng)審兩部分。 概念設(shè)計(jì)中最著名的方法就是實(shí)體聯(lián)系方法（ER方法），建立ER模型，用ER圖表示概念結(jié)構(gòu)，得到數(shù)據(jù)庫的概念模型。125.1.4 邏輯設(shè)計(jì)階段(1)概念設(shè)計(jì)的結(jié)果是得到一個(gè)與DBMS無關(guān)的概念模型。而邏輯設(shè)計(jì)的目的是把概念設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的概念模型轉(zhuǎn)換成與選用的具體機(jī)器上的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)（包括數(shù)據(jù)庫邏輯模型和外模型）。對(duì)于邏輯設(shè)計(jì)而言，應(yīng)首先選擇DBMS，但往往數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員沒有挑選的余地，都是在指定的DBMS上進(jìn)行邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 135.1.4 邏輯設(shè)計(jì)階段(2)邏

8、輯設(shè)計(jì)的主要步驟有五步：1把概念模型轉(zhuǎn)換成邏輯模型2設(shè)計(jì)外模型3設(shè)計(jì)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的接口4評(píng)價(jià)模型5修正模型145.1.5 物理設(shè)計(jì)階段對(duì)于給定的基本數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，稱為物理設(shè)計(jì)。物理設(shè)計(jì)可分五步完成，前三步涉及到物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，后兩步涉及到約束和具體的程序設(shè)計(jì)。 存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定數(shù)據(jù)存放位置 存取方法的設(shè)計(jì) 完整性和安全性考慮 程序設(shè)計(jì)155.1.6 數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)(1)數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)主要包括以下工作：1. 定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)：確定了數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)后，就可以用所選用的DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言（DDL）來嚴(yán)格描述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。2. 數(shù)據(jù)裝載(1) 對(duì)于數(shù)

9、據(jù)量不是很大的小型系統(tǒng)，可以用人工方法完成數(shù)據(jù)的入庫。(2) 對(duì)于大中型系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)量極大，用人工方式組織數(shù)據(jù)入庫將會(huì)耗費(fèi)大量人力物力，而且很難保證數(shù)據(jù)的正確性，因此應(yīng)該設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)的入庫工作。165.1.6 數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)(2)編制與調(diào)試應(yīng)用程序；與組織數(shù)據(jù)入庫同時(shí)進(jìn)行可先使用模擬數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行。功能調(diào)試性能測(cè)試175.1.7 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行與維護(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護(hù)工作主要是由DBA完成的，它包括以下內(nèi)容。1. 數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)2. 數(shù)據(jù)庫安全性、完整性控制3. 數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn)4. 數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造若應(yīng)用變化太大，已無法通過重構(gòu)數(shù)據(jù)庫來滿足

10、新的需求，或重構(gòu)數(shù)據(jù)庫的代價(jià)太大，則表明現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期已經(jīng)結(jié)束，應(yīng)該重新設(shè)計(jì)新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，開始新數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期了。185.2 ER模型的基本概念由Professor Peter Chen于1976年提出的。 5.2.1 ER模型的基本元素5.2.2 屬性的分類5.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)5.2.4 ER模型的操作 5.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)步驟 195.2.1 ER模型的基本元素(1)1. 實(shí)體定義5.2 實(shí)體、實(shí)體集、實(shí)體類型的定義如下：實(shí)體(Entity)是一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，指應(yīng)用中可以區(qū)別的客觀存在的事物。實(shí)體集(Entity Set)是指同一類實(shí)體構(gòu)成的集合。實(shí)

11、體類型(Entity Type)是對(duì)實(shí)體集中實(shí)體的定義。由于實(shí)體、實(shí)體集、實(shí)體類型等概念的區(qū)分在轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)時(shí)才要考慮，因此在不引起混淆的情況下，我們一般將實(shí)體、實(shí)體集、實(shí)體類型等概念統(tǒng)稱為實(shí)體。由此可見，ER模型中提到的實(shí)體往往是指實(shí)體集。205.2.1 ER模型的基本元素(2)2. 聯(lián)系定義5.3 聯(lián)系、聯(lián)系集、聯(lián)系類型的定義如下：聯(lián)系（Relationship）表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。聯(lián)系集（Relationship Set）是指同一類聯(lián)系構(gòu)成的集合。聯(lián)系類型（Relationship Type）是對(duì)聯(lián)系集中聯(lián)系的定義。同實(shí)體一樣，我們一般將聯(lián)系、聯(lián)系集、聯(lián)系類型等統(tǒng)

12、稱為聯(lián)系。215.2.1 ER模型的基本元素(3)3屬性定義5.4 實(shí)體的某一特性稱為屬性(Attribute)。在一個(gè)實(shí)體中，能夠惟一標(biāo)識(shí)實(shí)體的屬性或?qū)傩约Q為“實(shí)體標(biāo)識(shí)符”。但一個(gè)實(shí)體只有一個(gè)標(biāo)識(shí)符，沒有候選標(biāo)識(shí)符的概念。實(shí)體標(biāo)識(shí)符有時(shí)也稱為實(shí)體的主鍵。在ER圖中，屬性用橢圓形框表示，加下劃線的屬性為標(biāo)識(shí)符。實(shí)體若干屬性的一組特定值，確定了一個(gè)特定的實(shí)體，實(shí)體的屬性值是數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的主要數(shù)據(jù)。聯(lián)系也會(huì)有屬性，用于描述聯(lián)系的特征，如參加工作時(shí)間、入庫數(shù)量等。但聯(lián)系本身沒有標(biāo)識(shí)符。225.2.2 屬性的分類(1)1. 簡單屬性和復(fù)合屬性郵政編碼省(市)名地址區(qū)名街道路名門牌號(hào)碼圖5.2 地址屬

13、性的層次結(jié)構(gòu)235.2.2 屬性的分類(2)2. 單值屬性和多值屬性零件編碼零件零件名供應(yīng)商規(guī)格進(jìn)貨價(jià)格銷售價(jià)格圖5.3 多值屬性的表示245.2.2 屬性的分類(3)對(duì)多值屬性進(jìn)行變換,通常有下列兩種變換方法:方法一:把多值屬性轉(zhuǎn)換成多個(gè)單值屬性。零件編碼零件零件名供應(yīng)商規(guī)格進(jìn)貨價(jià)格經(jīng)銷價(jià)格代銷價(jià)格批發(fā)價(jià)格零售價(jià)格圖5.4 多值屬性的變換（1）255.2.2 屬性的分類(4)方法二：把多值屬性轉(zhuǎn)換成一個(gè)弱實(shí)體。售貨價(jià)格零件編碼零件零件名供應(yīng)商規(guī)格進(jìn)貨價(jià)格銷售價(jià)格銷售性質(zhì)存在 N1圖5.5 多值屬性的變換（2）265.2.2 屬性的分類(5)圖5.6 派生屬性的表示工號(hào)學(xué) 生姓名基本工資實(shí)發(fā)工

14、資獎(jiǎng)金房租3. 存儲(chǔ)屬性和派生屬性275.2.2 屬性的分類(6)4. 允許為空值的屬性當(dāng)實(shí)體在某個(gè)屬性上沒有值時(shí)應(yīng)使用空值（Null Value）。譬如某個(gè)員工在配偶值處填上空值（Null），實(shí)際上至少有以下三種情況:該員工尚未婚配，即配偶值無意義；（這種空值，稱為“占位空值”）該員工已婚配，但配偶名尚不知；（這種空值，稱為“未知空值”）該員工是否婚配，還不能得知。在數(shù)據(jù)庫中，空值是很難處理的一種值。285.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(1)1. 聯(lián)系的元數(shù)定義5.5 一個(gè)聯(lián)系涉及到的實(shí)體集個(gè)數(shù)，稱為該聯(lián)系的元數(shù)或度數(shù)（Degree）。通常，同一個(gè)實(shí)體集內(nèi)部實(shí)體之間的聯(lián)系，稱為一元聯(lián)系，也稱為遞歸聯(lián)系

15、；兩個(gè)不同實(shí)體集、實(shí)體之間的聯(lián)系，稱為二元聯(lián)系；三個(gè)不同實(shí)體集實(shí)體之間的聯(lián)系，稱為三元聯(lián)系。以此類推。295.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(2)2. 聯(lián)系類型的約束聯(lián)系類型的約束限制了參與聯(lián)系的實(shí)體的數(shù)目。有兩類聯(lián)系約束：基數(shù)約束和參與約束。（1）基數(shù)約束下面先定義二元聯(lián)系的映射基數(shù)（Mapping Cardinalities）。定義5.6 實(shí)體集E1和E2之間有二元聯(lián)系，則參與一個(gè)聯(lián)系中的實(shí)體數(shù)目稱為映射基數(shù)。對(duì)于二元聯(lián)系類型，可能的映射基數(shù)有1:1，1:N，M:N，M:1等四種。由于M:1是1:N的反面，因此通常就不再提及。1:1，1:N和M:N的定義已在第1章給出。305.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(3)

16、例5.2 二元聯(lián)系。1N系號(hào)系名教師聘用系電話聘期工號(hào)姓名性別年齡圖5.7 1:1聯(lián)系 圖5.8 1:N聯(lián)系校名地址校長任職學(xué)校電話任職年月姓名性別年齡11職稱315.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(4)運(yùn)動(dòng)員編號(hào)姓名性別名次順序11圖5.9 M:N聯(lián)系圖5.10 一元聯(lián)系中 的1:1聯(lián)系例5.3 一元聯(lián)系。學(xué)號(hào)姓名課程學(xué)生年齡成績課程號(hào)課程名教師名選課NM性別325.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(5)職工工號(hào)姓名年齡性別領(lǐng)導(dǎo)1N零件零件號(hào)零件名規(guī)格數(shù)量組成MN圖5.11 一元聯(lián)系中 的1:N聯(lián)系 圖5.12 一元聯(lián)系中 的M:N聯(lián)系 335.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(6)例5.4 三元聯(lián)系。倉庫商品商店倉庫號(hào)倉庫名地址

17、數(shù)量商店號(hào)商品名商品號(hào)商店名日期進(jìn)貨MNP圖5.13 三元聯(lián)系中的M:N:P聯(lián)系345.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(7)在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，有時(shí)我們對(duì)映射基數(shù)還要作出更精確的描述，即對(duì)參與聯(lián)系的實(shí)體數(shù)目指明相關(guān)的最小映射基數(shù)min和最大映射基數(shù)max，用范圍“min.max”的方式表示。譬如“1.*”表示參與聯(lián)系的實(shí)體至少為1個(gè)，上界沒有限制，即“*”表示“”。圖5.14 映射基數(shù)圖5.15 映射基數(shù)教師課程講授1 （0，3）N （1，1） M （1，6）學(xué)生課程選課 N （0，50）355.2.3 聯(lián)系的設(shè)計(jì)(8)（2）參與約束*定義5.7 如果實(shí)體集E中的每個(gè)實(shí)體都參與聯(lián)系集R的至少一個(gè)聯(lián)系中，我們稱實(shí)

18、體集E“完全參與”聯(lián)系集R。如果實(shí)體集E中只有部分實(shí)體參與聯(lián)系集R的聯(lián)系中，我們稱實(shí)體集E“部分參與”聯(lián)系集R。在ER圖中表示時(shí)，完全參與用雙線邊表示，部分參與用單線邊表示。例5.6 在圖5.14中，教師與課程是1:N聯(lián)系，教師是部分參與，用單線邊表示，課程是完全參與，用雙線邊表示。 在圖5.15中，學(xué)生與課程是M:N聯(lián)系，學(xué)生是完全參與，用雙線邊表示，課程是部分參與，用單線邊表示。365.2.4 ER模型的操作(1)1. 實(shí)體類型的分裂（垂直分裂、水平分裂）2. 實(shí)體類型的合并（垂直合并、水平合并）3. 聯(lián)系類型的分裂4. 聯(lián)系類型的合并375.2.4 ER模型的操作(2)職務(wù)工資獎(jiǎng)金教師號(hào)

19、教師變動(dòng)信息教師號(hào)出生日期姓名職務(wù)工資獎(jiǎng)金教師性別教師號(hào)出生日期姓名教師不變信息性別圖5.16 實(shí)體類型的垂直分割 385.2.4 ER模型的操作(3)教師號(hào)出生日期姓名職務(wù)工資獎(jiǎng)金男教師圖： 實(shí)體類型的水平分割 教師號(hào)出生日期姓名職務(wù)工資獎(jiǎng)金女教師395.2.4 ER模型的操作(4)MN教師課程擔(dān)任教師課程主講輔導(dǎo)MNN1圖5.17 聯(lián)系類型的分裂405.2.4 ER模型的操作(5)圖： 不合法的合并BACA-CB-CACA-B-CB415.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(1)采用ER模型進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)，可以分成三步進(jìn)行：1.首先設(shè)計(jì)局部ER模型，2.然后把各局部ER模型綜合成一個(gè)全局

20、ER模型，3.最后對(duì)全局ER模型進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的ER模型，即概念模型。425.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(2)1設(shè)計(jì)局部ER模型根據(jù)需求分析結(jié)果，為每一個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)局部ER模型的步驟如下：確定局部結(jié)構(gòu)范圍定義實(shí)體定義聯(lián)系分配屬性435.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(3)2設(shè)計(jì)全局 ER模型所有局部ER模型都設(shè)計(jì)好后，接下來就是把它們綜合成單一的全局概念結(jié)構(gòu)。綜合成全局ER模型的步驟如下：確定公共實(shí)體類型合并局部ER模型消除沖突445.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(4)3. 全局ER模型的優(yōu)化全局ER模型的優(yōu)化原則：合并實(shí)體類型消除冗余屬性消除冗余聯(lián)系 455.2.5 采用ER模型的概

21、念設(shè)計(jì)(5)圖5.19 學(xué)籍管理子系統(tǒng)的局部E-R圖班級(jí)管理班主任系有1N11學(xué)生組成1N檔案材料歸檔N1參加學(xué)會(huì)NMN住宿宿舍11N社會(huì)關(guān)系具有465.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(6)圖5.20 課程管理子系統(tǒng)的局部E-R圖課程系開設(shè)N1學(xué)生選修NM1教室M1教科書教師擔(dān)任上課PN475.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(7)圖5.21 教師管理子系統(tǒng)的局部E-R圖N1評(píng)定職稱參加NM管理11N承接項(xiàng)目負(fù)責(zé)人1教師系聘用N1設(shè)置院長學(xué)院主管111N485.2.5 采用ER模型的概念設(shè)計(jì)(8)圖5. 22 合并后的教學(xué)管理全局E-R圖NNPM1NNM參加N1教師評(píng)定職稱教科書11NN聘用擔(dān)任

22、管理11系承接項(xiàng)目設(shè)置院長學(xué)院主管N111N班級(jí)教師管理11N1檔案材料歸檔1學(xué)生組成N1N參加學(xué)會(huì)1有NMN選修11指導(dǎo)課程教室上課11N社會(huì)關(guān)系具有N住宿宿舍N開設(shè)1495.3 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換5.3.1 ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的規(guī)則5.3.2 采用ER模型的邏輯設(shè)計(jì)步驟505.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(1)算法5.1 把ER圖中實(shí)體類型和聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式的算法。步驟1（實(shí)體類型的轉(zhuǎn)換）：將每個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系模式，實(shí)體的屬性即為關(guān)系模式的屬性，實(shí)體標(biāo)識(shí)符即為關(guān)系模式的鍵。步驟2（聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換）：根據(jù)不同的情況做不同的處理。515.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法

23、(2)步驟2.1（二元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換） 若實(shí)體間聯(lián)系是1:1，可以在兩個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成的兩個(gè)關(guān)系模式中任意一個(gè)關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 若實(shí)體間聯(lián)系是1:N，則在N端實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實(shí)體類型的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 若實(shí)體間聯(lián)系是M:N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實(shí)體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩端實(shí)體鍵的組合。步驟2.2（一元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換）和二元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換（步驟2.1）類似。525.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(3)步驟2.3（三元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換） 若實(shí)體間聯(lián)系是1:1:1，可以在轉(zhuǎn)換成的三個(gè)關(guān)系模式中任意一個(gè)關(guān)系

24、模式的屬性中加入另兩個(gè)關(guān)系模式的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性。 若實(shí)體間聯(lián)系是1:1:N，則在N端實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入兩個(gè)1端實(shí)體類型的鍵（作為外鍵）和聯(lián)系類型的屬性。 若實(shí)體間聯(lián)系是1:M:N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為M端和N端實(shí)體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為M端和N端實(shí)體鍵的組合。 若實(shí)體間聯(lián)系是M:N:P，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為三端實(shí)體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為三端實(shí)體鍵的組合。535.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(4)例5.9 圖5.23是教學(xué)管理的一個(gè)可能設(shè)計(jì)的ER圖。圖中，有三個(gè)實(shí)體類型：系、教師和課程；有四個(gè)聯(lián)系類型：主管

25、、聘用、開設(shè)和任教。教工號(hào)課程號(hào)姓名性別職稱教材學(xué)分課程名教師課程任教MN系系編號(hào)系名電話1NN主管開設(shè)聘用111聘期圖5.23 教學(xué)管理的ER圖545.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(5)第一步：把三個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成三個(gè)模式：系(系編號(hào)，系名，電話)教師(教工號(hào)，姓名，性別，職稱)課程(課程號(hào)，課程名，學(xué)分)第二步：對(duì)于1:1聯(lián)系和1:N聯(lián)系，可以采取填外鍵的形式。這樣第一步得到的三個(gè)模式成如下形式：系(系編號(hào)，系名，電話，主管人的教工號(hào))教師(教工號(hào)，姓名，性別，職稱，系編號(hào)，聘期)課程(課程號(hào)，課程名，學(xué)分，系編號(hào))555.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(6)第三步：對(duì)于M:N聯(lián)系“任教

26、”，則生成一個(gè)新的關(guān)系模式： 任教(教工號(hào)，課程號(hào)，教材) 這樣，轉(zhuǎn)換成的四個(gè)關(guān)系模式如下：系(系編號(hào)，系名，電話，主管人的教工號(hào))教師(教工號(hào)，姓名，性別，職稱，系編號(hào)，聘期)課程(課程號(hào)，課程名，學(xué)分，系編號(hào))任教(教工號(hào)，課程號(hào)，教材)565.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(7)例5.10 對(duì)于例5.3的一元聯(lián)系類型的ER圖結(jié)構(gòu)，可使用算法步驟1和步驟2.2來轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集。1:1聯(lián)系（圖5.10），可轉(zhuǎn)換成如下的關(guān)系模式：運(yùn)動(dòng)員（編號(hào)，姓名，性別，名次，上一名次編號(hào)）1:N聯(lián)系（圖5.11），可轉(zhuǎn)換成如下的關(guān)系模式：職工（工號(hào)，姓名，年齡，性別，經(jīng)理工號(hào)） M:N聯(lián)系（圖5.12），

27、可轉(zhuǎn)換成如下兩個(gè)關(guān)系模式：零件（零件號(hào)，零件名，規(guī)格）組成（零件號(hào)，子零件號(hào)，數(shù)量） 575.3.1 轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的算法(8)例5.11 對(duì)于例5.4的三元聯(lián)系的ER圖結(jié)構(gòu)（圖5.13），可使用算法步驟1和步驟5.3來轉(zhuǎn)換成以下四個(gè)關(guān)系模式：倉庫（倉庫號(hào)，倉庫名，地址） 商店（商店號(hào)，商店名）商品（商品號(hào)，商品名）進(jìn)貨(商店號(hào)，商品名，倉庫號(hào)，日期，數(shù)量)在聯(lián)系轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式“進(jìn)貨”中，把日期也加入到主鍵中，以記錄某個(gè)商店可從某倉庫多次進(jìn)某種商品。 585.3.2采用ER模型的邏輯設(shè)計(jì)步驟關(guān)系數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)步驟有以下五步。1導(dǎo)出初始關(guān)系模式集2規(guī)范化處理逐一考察關(guān)系模式，判斷它們是否滿

28、足規(guī)范要求。3. 模式評(píng)價(jià)4. 模式修正5設(shè)計(jì)子模式595.4 ER模型實(shí)例分析5.4.1 庫存銷售信息管理系統(tǒng)的ER模型及轉(zhuǎn)換 5.3.2 采用ER模型的邏輯設(shè)計(jì)步驟5.4.2 公司車隊(duì)信息系統(tǒng)的ER模型 5.4.3 人事管理信息系統(tǒng)的ER模型 5.4.4 旅游管理信息系統(tǒng)的ER模型605.4.1 庫存銷售系統(tǒng)的ER模型(1)圖5.24 庫存管理信息系統(tǒng)的ER圖 采購員采購MN供應(yīng)商P報(bào)損定單1報(bào)損單銷售員貨物客戶NNMP入庫出庫NNN存儲(chǔ)倉位PMMMP615.4.1 庫存銷售系統(tǒng)的ER模型(2)該ER圖有7個(gè)實(shí)體類型，其結(jié)構(gòu)如下：貨物(貨物代碼,型號(hào),名稱,形態(tài),最低庫存量,最高庫存量)采

29、購員（采購員號(hào)，姓名，性別，業(yè)績）供應(yīng)商（供應(yīng)商號(hào)，名稱，地址）銷售員（銷售員號(hào)，姓名，性別，業(yè)績）客戶（客戶號(hào)，名稱，地址，賬號(hào)，稅號(hào)，聯(lián)系人）倉位（倉位號(hào)，名稱，地址，負(fù)責(zé)人）報(bào)損單（報(bào)損號(hào)，數(shù)量，日期，經(jīng)手人） 實(shí)體間聯(lián)系類型有6個(gè)，其中1個(gè)1:N聯(lián)系，1個(gè)M:N聯(lián)系，4個(gè)M:N:P聯(lián)系。其中聯(lián)系的屬性如下。入庫（入庫單號(hào)，日期，數(shù)量，經(jīng)手人）出庫（出庫單號(hào)，日期，數(shù)量，經(jīng)手人）存儲(chǔ)（存儲(chǔ)量，日期）定單（定單號(hào)，數(shù)量，價(jià)格，日期）625.4.1 庫存銷售系統(tǒng)的ER模型(3)根據(jù)轉(zhuǎn)換算法，可轉(zhuǎn)換成12個(gè)關(guān)系模式，具體如下：貨物(貨物代碼,型號(hào),名稱,形態(tài),最低庫存量,最高庫存量)采購員（采

30、購員號(hào)，姓名，性別，業(yè)績）供應(yīng)商（供應(yīng)商號(hào)，名稱，地址）銷售員（銷售員號(hào)，姓名，性別，業(yè)績）客戶（客戶號(hào)，名稱，地址，賬號(hào)，稅號(hào)，聯(lián)系人）倉位（倉位號(hào)，名稱，地址，負(fù)責(zé)人）報(bào)損單（報(bào)損號(hào)，數(shù)量，日期，經(jīng)手人，貨物代碼）入庫(入庫單號(hào),日期,數(shù)量,經(jīng)手人,供應(yīng)商號(hào),貨物代碼,倉位號(hào))出庫(出庫單號(hào),日期,數(shù)量,經(jīng)手人,客戶號(hào),貨物代碼,倉位號(hào))存儲(chǔ)（貨物代碼，倉位號(hào)，日期，存儲(chǔ)量）定單(定單號(hào),數(shù)量,價(jià)格,日期,客戶號(hào),貨物代碼,銷售員號(hào))采購(采購單號(hào),數(shù)量,價(jià)格,日期,供應(yīng)商號(hào),貨物代碼,采購員號(hào))635.4.2 公司車隊(duì)系統(tǒng)的ER模型(1)圖5.25 公司車隊(duì)信息系統(tǒng)的ER模型 1部門車隊(duì)

31、司機(jī)車輛開銷維修公司調(diào)用報(bào)銷擁有聘用保險(xiǎn)2保險(xiǎn)1M1NN1NNNN1保險(xiǎn)公司1N維修1制造商出車制造NMN1645.4.2 公司車隊(duì)系統(tǒng)的ER模型(2)該ER圖有7個(gè)實(shí)體類型，其結(jié)構(gòu)如下：部門（部門號(hào)，名稱，負(fù)責(zé)人）車隊(duì)（車隊(duì)號(hào)，名稱，地址）司機(jī)（司機(jī)號(hào)，姓名，執(zhí)照號(hào)，電話，工資）車輛（車牌號(hào)，車型，顏色，載重）保險(xiǎn)公司（保險(xiǎn)公司號(hào)，名稱，地址）維修公司（維修公司號(hào)，名稱，地址）開銷（順序號(hào)，費(fèi)用類型，費(fèi)用，日期，經(jīng)手人）制造商（制造商編號(hào)，名稱，地址）實(shí)體之間有9個(gè)聯(lián)系，其中7個(gè)是1:N聯(lián)系，2個(gè)是M:N聯(lián)系。其中聯(lián)系的屬性如下：調(diào)用（出車編號(hào)，出車日期，車程，費(fèi)用，車輛數(shù)目）保險(xiǎn)1（投保日

32、期，保險(xiǎn)種類，費(fèi)用）保險(xiǎn)2（投保日期，保險(xiǎn)種類，費(fèi)用）出車（派工單號(hào)，起點(diǎn)，終點(diǎn)，日期，輔助人員）655.4.2 公司車隊(duì)系統(tǒng)的ER模型(3) 根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則， 8個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成8個(gè)關(guān)系模式，2個(gè)M:N聯(lián)系轉(zhuǎn)換成2個(gè)關(guān)系模式，共10個(gè)如下：部門（部門號(hào)，名稱，負(fù)責(zé)人）車隊(duì)（車隊(duì)號(hào)，名稱，地址）司機(jī)（司機(jī)號(hào)，姓名，執(zhí)照號(hào)，電話，工資，車隊(duì)號(hào)， 保險(xiǎn)公司號(hào)，投保日期，保險(xiǎn)種類，費(fèi)用）車輛(車牌號(hào),車型,顏色,載重,車隊(duì)號(hào),維修公司號(hào),保險(xiǎn)公司號(hào),制造商編號(hào),投保日期,保險(xiǎn)種類,費(fèi)用)保險(xiǎn)公司（保險(xiǎn)公司號(hào)，名稱，地址）維修公司（維修公司號(hào)，名稱，地址）開銷（順序號(hào)，車牌號(hào)，費(fèi)用類

33、型，費(fèi)用，日期，經(jīng)手人）制造商（制造商編號(hào)，名稱，地址）調(diào)用(出車編號(hào),車隊(duì)號(hào),部門號(hào),出車日期,車程,費(fèi)用,車輛數(shù)目)出車(派工單號(hào),司機(jī)號(hào),車牌號(hào),起點(diǎn),終點(diǎn),日期,輔助人員)665.4.3 人事管理系統(tǒng)的ER模型(1)圖5.26 人事管理信息系統(tǒng)的ER模型接受享有工資獎(jiǎng)懲N11M設(shè)置考核聘任屬于部門崗位技能11MMNNNN選課培訓(xùn)課程職工MN675.4.3 人事管理系統(tǒng)的ER模型(2)這個(gè)ER圖有7個(gè)實(shí)體類型，其屬性如下：職工（工號(hào)，姓名，性別，年齡，學(xué)歷）部門（部門號(hào)，部門名稱，職能）崗位（崗位編號(hào)，崗位名稱，崗位等級(jí)）技能（技能編號(hào)，技能名稱，技能等級(jí)）獎(jiǎng)懲（序號(hào)，獎(jiǎng)懲標(biāo)志，項(xiàng)目，獎(jiǎng)

34、懲金額）培訓(xùn)課程（課程號(hào)，課程名，教材，學(xué)時(shí)）工資(工號(hào),基本工資,級(jí)別工資,養(yǎng)老金,失業(yè)金,公積金,納稅) 這個(gè)ER圖有7個(gè)聯(lián)系類型，其中1個(gè)1:1聯(lián)系，2個(gè)1:N聯(lián)系， 4個(gè)M:N聯(lián)系。聯(lián)系類型的屬性如下：選課（時(shí)間，成績）設(shè)置（人數(shù)）考核（時(shí)間，地點(diǎn)，級(jí)別）接受（獎(jiǎng)懲時(shí)間）685.4.3 人事管理系統(tǒng)的ER模型(3) 根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則， 7個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成7個(gè)關(guān)系模式，4個(gè)M:N聯(lián)系轉(zhuǎn)換成4個(gè)關(guān)系模式，共11個(gè)如下：職工(工號(hào)，姓名，性別，年齡，學(xué)歷，部門號(hào)，崗位編號(hào))部門（部門號(hào)，部門名稱，職能）崗位（崗位編號(hào)，崗位名稱，崗位等級(jí)）技能（技能編號(hào)，技能名稱，技能等級(jí)）獎(jiǎng)

35、懲（序號(hào)，獎(jiǎng)懲標(biāo)志，項(xiàng)目，獎(jiǎng)懲金額）培訓(xùn)課程（課程號(hào)，課程名，教材，學(xué)時(shí)）工資(工號(hào),基本工資,級(jí)別工資,養(yǎng)老金,失業(yè)金,公積金,納稅) 選課（工號(hào)，課程號(hào)，時(shí)間，成績）設(shè)置（部門號(hào)，崗位編號(hào)，人數(shù)）考核（工號(hào)，技能編號(hào)，時(shí)間，地點(diǎn)，級(jí)別）接受（工號(hào)，序號(hào)，獎(jiǎng)懲時(shí)間）695.4.4 旅游管理系統(tǒng)的ER模型(1) 圖5.27 旅游管理 信息系統(tǒng)的ER模型陪同導(dǎo)游NM參加食宿交通交通工具賓館保險(xiǎn)1111MN旅游團(tuán)開設(shè)組成有旅游線路游客旅游班次111NNN705.4.4 旅游管理系統(tǒng)的ER模型(2)這個(gè)ER圖有8個(gè)實(shí)體類型，其屬性如下：旅游線路(路線號(hào),起點(diǎn),終點(diǎn),天數(shù),主要景點(diǎn))旅游班次(班次號(hào),

36、出發(fā)日期,回程日期,旅游標(biāo)準(zhǔn),報(bào)價(jià))旅游團(tuán)(團(tuán)號(hào),團(tuán)名,人數(shù),聯(lián)系人,地址,電話）游客(游客編號(hào),姓名,性別,年齡,身份證號(hào)碼,住址,電話)導(dǎo)游(導(dǎo)游編號(hào),姓名,性別,年齡,身份證號(hào)碼,住址,電話,語種,等級(jí),業(yè)績)交通工具(旅游班次號(hào),出發(fā)工具,出發(fā)日期,出發(fā)班次,出發(fā)時(shí)間,回程工具,回程日期,回程班次,回程時(shí)間)賓館(賓館編號(hào),賓館名,城市,星級(jí),標(biāo)準(zhǔn)房價(jià),聯(lián)系人,職務(wù),地址,電話,傳真)保險(xiǎn)單(保險(xiǎn)單編號(hào),保險(xiǎn)費(fèi),投保日期)這個(gè)ER圖有7個(gè)聯(lián)系類型，其中2個(gè)1:1聯(lián)系，3個(gè)1:N聯(lián)系，2個(gè)M:N聯(lián)系。715.4.4 旅游管理系統(tǒng)的ER模型(3) 根據(jù)ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的規(guī)則， 8個(gè)實(shí)

37、體類型轉(zhuǎn)換成8個(gè)關(guān)系模式，2個(gè)M:N聯(lián)系轉(zhuǎn)換成2個(gè)關(guān)系模式，共10個(gè)如下：旅游線路(路線號(hào),起點(diǎn),終點(diǎn),天數(shù),主要景點(diǎn))旅游班次(班次號(hào),出發(fā)日期,回程日期,旅游標(biāo)準(zhǔn),報(bào)價(jià),路線號(hào))旅游團(tuán)(團(tuán)號(hào),團(tuán)名,人數(shù),聯(lián)系人,地址,電話,班次號(hào),保險(xiǎn)單編號(hào))游客(游客編號(hào),姓名,性別,年齡,身份證號(hào)碼,住址,電話,團(tuán)號(hào))導(dǎo)游(導(dǎo)游編號(hào),姓名,性別,年齡,身份證號(hào)碼,住址,電話,語種,等級(jí),業(yè)績)交通工具(旅游班次號(hào),出發(fā)工具,出發(fā)日期,出發(fā)班次,出發(fā)時(shí)間,回程工具,回程日期,回程班次,回程時(shí)間)賓館(賓館編號(hào),賓館名,城市,星級(jí),標(biāo)準(zhǔn)房價(jià),聯(lián)系人,職務(wù),地址,電話,傳真)保險(xiǎn)單（保險(xiǎn)單編號(hào)，保險(xiǎn)費(fèi)，投保

38、日期）食宿（班次號(hào)，賓館編號(hào)）陪同（班次號(hào)，導(dǎo)游編號(hào)）725.5 增強(qiáng)的ER模型5.5.1 弱實(shí)體與強(qiáng)實(shí)體 5.5.2 子類實(shí)體與超類實(shí)體735.5.1 弱實(shí)體與強(qiáng)實(shí)體(1)定義5.8 一個(gè)實(shí)體對(duì)于另一個(gè)實(shí)體(稱為強(qiáng)實(shí)體)具有很強(qiáng)的依賴聯(lián)系，而且該實(shí)體主鍵的一部分或全部從其強(qiáng)實(shí)體中獲得，則稱該實(shí)體為弱實(shí)體。在ER模型中，弱實(shí)體用雙線矩形框表示。與弱實(shí)體聯(lián)系的聯(lián)系，用雙線菱形框表示。應(yīng)該注意，強(qiáng)實(shí)體與弱實(shí)體的聯(lián)系只能是1:1或1:N。弱實(shí)體參與聯(lián)系時(shí)應(yīng)該是“完全參與”，因此弱實(shí)體與聯(lián)系間的聯(lián)系也畫成雙線邊。745.5.1 弱實(shí)體與強(qiáng)實(shí)體(2)顧客地址通訊職工社會(huì)關(guān)系具有1NN1父實(shí)體 （強(qiáng)實(shí)體）弱實(shí)體圖5.28 弱實(shí)體的表示方法755.5.2 子類實(shí)體與超類實(shí)體(1)定義5.9 當(dāng)較低層上實(shí)體類型表達(dá)了與之聯(lián)系的較高層上的實(shí)體類型的特殊情況時(shí)，就稱較高層上實(shí)體類型為超類型（SuperType），較低層上實(shí)體類型為子類型（SubType）。子類與超類有兩個(gè)性質(zhì)