第3講 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法-邏輯模型以及ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化

回顧數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式：外模式—用戶視圖，模式——全局視圖，內(nèi)模式——物理視圖。通過(guò)兩級(jí)映射提高數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。概念模型中的兩個(gè)概念：實(shí)體、聯(lián)系.數(shù)據(jù)模型包括：概念模型、邏輯模型、物理模型概念模型的兩個(gè)基本概念——實(shí)體與聯(lián)系，E-R模型是一種概念模型表示方法.邏輯模型：層次型、網(wǎng)狀、關(guān)系型－－馬上講解1數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用第3講數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法—邏輯模型以及ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化2本講內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)邏輯模型：層次型、網(wǎng)狀、關(guān)系型三種數(shù)據(jù)模型的比較ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化難點(diǎn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述關(guān)系型邏輯模型是當(dāng)前最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型31.邏輯模型邏輯模型的三個(gè)作用三種邏輯模型4邏輯模型的作用概念模型只能反映實(shí)體-聯(lián)系，還沒(méi)有指出以什么樣的方式來(lái)組織數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)。完成這項(xiàng)任務(wù)的是邏輯模型。邏輯模型要體現(xiàn)三個(gè)方面的特征1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，描述數(shù)據(jù)用什么樣的結(jié)構(gòu)組織起來(lái)2）數(shù)據(jù)操作，描述可以在數(shù)據(jù)上進(jìn)行什么樣的操作3）數(shù)據(jù)約束條件，描述數(shù)據(jù)之間的約束規(guī)則常見(jiàn)的邏輯模型有：層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)模型。5（1）層次型通過(guò)樹(shù)形結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及聯(lián)系。如描述學(xué)校管理機(jī)構(gòu)。每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)實(shí)體（型），箭頭表示實(shí)體（型）間的聯(lián)系（由父到子）。6(2)網(wǎng)絡(luò)型通過(guò)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及聯(lián)系?！熬W(wǎng)”中每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示一個(gè)實(shí)體(型)，結(jié)點(diǎn)之間箭頭表示實(shí)體(型)間的聯(lián)系。7層次與網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):能直觀、形象地描述實(shí)體及其聯(lián)系，易于被人們所理解和掌握。缺點(diǎn):數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)需要更多的鏈接指針；在檢索數(shù)據(jù)時(shí)，需要考慮數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑；在插入或刪除數(shù)據(jù)時(shí)，涉及到調(diào)整鏈接指針。8(3)關(guān)系型關(guān)系模型與層次模型和網(wǎng)狀模型相比有著本質(zhì)的差別，它是用二維表格來(lái)表示實(shí)體及其相互之間的聯(lián)系。

編號(hào)姓名性別婚否出生日期職稱基本工資23101張伶俐女已婚09/24/56教授138023102羅稼宛男已婚11/27/73講師56023103黎達(dá)仁男未婚12/23/81助教45023104顧高粲男已婚01/27/63副教授97023105黃丹秋女未婚07/15/79助教480教師關(guān)系表9關(guān)系模型的基本概念1．關(guān)系將一個(gè)沒(méi)有重復(fù)行、重復(fù)列的二維表看成一個(gè)關(guān)系。2．元組（記錄）二維表的每一行在關(guān)系中稱為關(guān)系的一個(gè)元組。3．屬性（字段）二維表的每一列在關(guān)系中稱為屬性。4．關(guān)鍵字關(guān)系中用于區(qū)分和標(biāo)示不同元組的屬性組合。5．外部關(guān)鍵字如果關(guān)系中某個(gè)屬性組合是另一個(gè)關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱此屬性組合為本關(guān)系的外部關(guān)鍵字。外部關(guān)鍵字體現(xiàn)表間的聯(lián)系。6.元屬性個(gè)數(shù)（n）稱為關(guān)系的元。10部門(mén)編號(hào)部門(mén)名稱D001總經(jīng)理辦D002市場(chǎng)部D003銷售部D004倉(cāng)儲(chǔ)部員工編號(hào)員工姓名性別部門(mén)編號(hào)E001錢(qián)達(dá)理男D001E002東方牧男D001E003郭文斌男D002E004肖海燕女D003E005張明華男D004部門(mén)表員工表部門(mén)關(guān)系（部門(mén)編號(hào)，部門(mén)名稱）。員工關(guān)系（員工編號(hào)，姓名，性別，部門(mén)編號(hào))。部門(mén)關(guān)系中有4個(gè)元組，員工關(guān)系中有5個(gè)元組。員工關(guān)系的外部關(guān)鍵字是部門(mén)編號(hào)，體現(xiàn)了部門(mén)關(guān)系與員工關(guān)系之間的聯(lián)系。關(guān)系示例:11討論：實(shí)體集用表格來(lái)表示是容易理解的，聯(lián)系如何用表格來(lái)表示呢？以選課系統(tǒng)為例。學(xué)號(hào)姓名s1學(xué)生As2學(xué)生B學(xué)生表教師號(hào)姓名t1教師At2教師B教師表課編號(hào)課程名c1課程Ac1課程B課程表學(xué)號(hào)課編號(hào)修讀學(xué)期s1c12010春s1c22010春s2c12010春授課表（寫(xiě)寫(xiě)看）選課表教師號(hào)課編號(hào)授課學(xué)期t1c12010春t2c22010春122.物理模型物理模型在邏輯模型確定后，要將邏輯模型提出的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)、約束規(guī)則在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)工作由DBMS軟件實(shí)現(xiàn)。目前的DBMS大多支持關(guān)系型邏輯模型，比如Oracle,SQLServer，DB2等等。我們也可以開(kāi)發(fā)自己的DBMS，但這項(xiàng)工作的所需的人力是很大的，所以當(dāng)前軟件行業(yè)的做法是：使用比較成熟的DBMS系統(tǒng)，解決具體應(yīng)用問(wèn)題。因此，物理模式一般不作過(guò)多的討論。133.從ER圖導(dǎo)出關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ER圖描述信息的結(jié)構(gòu)，是構(gòu)造數(shù)據(jù)模型的依據(jù)。從ER圖出發(fā)導(dǎo)出關(guān)系模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的兩點(diǎn)原則：

對(duì)ER圖中的每個(gè)“實(shí)體集”，都應(yīng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系；

對(duì)ER圖中的“聯(lián)系”，根據(jù)實(shí)體聯(lián)系的方式，采取不同的方法加以處理；141）

兩實(shí)體集間1:N聯(lián)系無(wú)需專門(mén)用一個(gè)關(guān)系表示“聯(lián)系”。可將“1”方關(guān)系的主鍵納入“N”方關(guān)系中作為外鍵，同時(shí)把聯(lián)系的屬性也一起納入“N”方關(guān)系中。15學(xué)校教師聘任1N學(xué)校名校址校長(zhǎng)年薪教工號(hào)姓名專長(zhǎng)學(xué)校（學(xué)校名，校址，校長(zhǎng)）教師（教工號(hào)，姓名，專長(zhǎng)， 學(xué)校名，年薪）外鍵162）

兩實(shí)體集間M:N聯(lián)系必須對(duì)“聯(lián)系”單獨(dú)建立一個(gè)關(guān)系?！奥?lián)系”關(guān)系的屬性至少包含它所關(guān)聯(lián)的雙方實(shí)體的“主鍵”，若“聯(lián)系”自身有屬性，也要一起納入“聯(lián)系”關(guān)系中。17學(xué)生課程選修MN學(xué)號(hào)姓名性別成績(jī)課程號(hào)課程名學(xué)分學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）183）

兩實(shí)體集間1:1聯(lián)系對(duì)兩實(shí)體間1：1聯(lián)系，有二種轉(zhuǎn)換方案：第一：“聯(lián)系”不單獨(dú)建立關(guān)系，將實(shí)體集A主鍵放到實(shí)體集B中作為外鍵。第二：“聯(lián)系”不單獨(dú)建立關(guān)系，將實(shí)體集B主鍵放到實(shí)體集A中作為外鍵。19校長(zhǎng)學(xué)校管理11姓名性別年齡學(xué)校名校址類別方案1：校長(zhǎng)（姓名，性別，年齡）學(xué)校（學(xué)校名，校址，類別， 姓名）方案2學(xué)校（學(xué)校名，校址，類別）校長(zhǎng)（姓名，性別，年齡， 學(xué)校名）20以下的關(guān)系模型為補(bǔ)充內(nèi)容

4）

同一實(shí)體集各實(shí)體間1:N聯(lián)系可在這個(gè)實(shí)體關(guān)系中多設(shè)一個(gè)屬性，用來(lái)表示與當(dāng)前實(shí)體（表中當(dāng)前行）相聯(lián)系的另一個(gè)實(shí)體的“主鍵”。職工領(lǐng)導(dǎo)1N工號(hào)姓名工資民意評(píng)價(jià)職工（工號(hào)，姓名，工資，領(lǐng)導(dǎo)者工號(hào)，民意評(píng)價(jià)）另一個(gè)實(shí)體的主鍵214）

同一實(shí)體集各實(shí)體間1:N聯(lián)系工號(hào)姓名工資領(lǐng)導(dǎo)者工號(hào)民意評(píng)價(jià)1陳一8503稱職2李二8903優(yōu)秀3張三9003稱職……………225）

同一實(shí)體集各實(shí)體間M:N聯(lián)系則需為“聯(lián)系”單獨(dú)建一個(gè)關(guān)系。該關(guān)系中至少應(yīng)包含被它聯(lián)系的雙方實(shí)體的“主鍵”，若“聯(lián)系”有屬性，也要納入該關(guān)系中。課程預(yù)修MN課程號(hào)課程名學(xué)分課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）預(yù)修（課程號(hào)，預(yù)修課程號(hào)）236）

多個(gè)實(shí)體集間M:N聯(lián)系必須為“聯(lián)系”單獨(dú)建一個(gè)關(guān)系。該關(guān)系中至少應(yīng)包含被它聯(lián)系的雙方實(shí)體的“主鍵”，若“聯(lián)系”有屬性，也要納入該關(guān)系中。24工程項(xiàng)目零件需求MP工程號(hào)工程名工程進(jìn)度數(shù)量零件名單價(jià)廠址工程項(xiàng)目（工程號(hào)，工程名，工程進(jìn)度）廠家（廠名，廠址）需求（工程號(hào)，廠名，零件名，數(shù)量）廠家N廠名零件（零件名，單價(jià)）25小結(jié)邏輯模型能夠表現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)約束。邏輯模型有層次型、網(wǎng)絡(luò)型、關(guān)系型三種，關(guān)系模型是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的主要數(shù)據(jù)模型。為了表示數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上如何組織、如何操作、如何約束，應(yīng)將E-R模型轉(zhuǎn)換為邏輯模型。關(guān)系型邏輯模型是當(dāng)前最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型。26小課內(nèi)容271.問(wèn)題20分鐘有人說(shuō)：“E-R模型只能轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型，不能轉(zhuǎn)換為層次模型或網(wǎng)絡(luò)模型”，這種說(shuō)法對(duì)么？簡(jiǎn)述E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型規(guī)則（1:1,1:N,N:M）282.E-R圖練習(xí)50分鐘題1：某學(xué)院的教學(xué)管理的對(duì)象是：系（系名，辦公地址）、教師（教師工號(hào)、姓名、年齡、職稱）、學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，生日）、課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分）。其中，一個(gè)系有多個(gè)教師每個(gè)教師只屬于一個(gè)系，每個(gè)老師可上多門(mén)課，每門(mén)課只由一個(gè)老師上，每個(gè)學(xué)生可以在某學(xué)期選修多門(mén)課，每門(mén)課可有多個(gè)學(xué)生選修。題2：某旅行社管理系統(tǒng)管理的對(duì)象是：景點(diǎn)（景點(diǎn)編號(hào)，景點(diǎn)名稱，地點(diǎn)，景點(diǎn)描述）、線路（線路編號(hào)，線路名稱，線路描述）、導(dǎo)游（工號(hào)，姓名，等級(jí)）、旅游團(tuán)隊(duì)（團(tuán)隊(duì)編號(hào)，人數(shù)，開(kāi)始日期，截止日期），其中，每條線路由多個(gè)景點(diǎn)組成，不同線路的景點(diǎn)存在交叉；每條線路有多名導(dǎo)游，但一名導(dǎo)游只負(fù)責(zé)一條線路；每條線路可同時(shí)存在多個(gè)旅游團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)只可旅游一條線路。根據(jù)上次課所設(shè)計(jì)E-R模型，將其轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型，并標(biāo)出主外鍵。29題3：某研究所科研管理系統(tǒng)情況如下：部門(mén)：包括部門(mén)號(hào)、部門(mén)名、辦公室。每個(gè)部門(mén)有多名職工。職工：包括職工號(hào)、姓名、性別、年齡、職稱、專業(yè)、簡(jiǎn)歷。簡(jiǎn)歷：包括開(kāi)始時(shí)間、終止時(shí)間、工作單位、擔(dān)任職務(wù)。項(xiàng)目：