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)化課件

1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(ER)、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1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，2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—ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化2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—ER模型到關(guān)系模型3本講內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)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)前最常見的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型3本講內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)43.1關(guān)系模型的基本概念1．關(guān)系將一個(gè)沒有重復(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。43.1關(guān)系模型的基本概念1．關(guān)系3.1關(guān)系模型的基本概念分量：元組中的一個(gè)屬性值關(guān)系模式(relationalschema)：是對(duì)關(guān)系的描述，表現(xiàn)為關(guān)系名和屬性的集合。一般表示為：R(U,D,dom，F(xiàn))R:關(guān)系名；U:組成關(guān)系的屬性名集合，D：屬性組U中屬性所來自得域的集合，dom：屬性向域的映射集合，F(xiàn):屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合通常將關(guān)系模式簡(jiǎn)記為R(A1,A2……An)或R(U)A1,A2……An為屬性名關(guān)系模式是關(guān)系的框架或結(jié)構(gòu)，而關(guān)系是按關(guān)系模式來具體組織表格的，既包含結(jié)構(gòu)也包含數(shù)據(jù)。在使用中常把關(guān)系模式和關(guān)系統(tǒng)稱為關(guān)系，不刻意進(jìn)行區(qū)分3.1關(guān)系模型的基本概念分量：元組中的一個(gè)屬性值關(guān)系模式是3.1關(guān)系數(shù)據(jù)模型的基本概念教學(xué)活動(dòng)：回答下面提問：該表中有幾個(gè)元組（記錄）？該表中有多少個(gè)屬性？第4個(gè)元組的屬性值分別是多少？什么是域？年齡的域可以是多少？哪些屬性可以作為該表的關(guān)鍵字？（若不存在同名的現(xiàn)象）哪個(gè)屬性可以作為外關(guān)鍵字(外碼/外鍵)?學(xué)號(hào)姓名性別年齡系編號(hào)03001馬力剛男210103102王萍華女200203223王平男210303103張華男220403301李萍女19053.1關(guān)系數(shù)據(jù)模型的基本概念教學(xué)活動(dòng)：回答下面提問：學(xué)號(hào)姓7部門編號(hào)部門名稱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)員工姓名性別部門編號(hào)E001錢達(dá)理男D001E002東方牧男D001E003郭文斌男D002E004肖海燕女D003E005張明華男D004部門表員工表部門關(guān)系（部門編號(hào)，部門名稱）。員工關(guān)系（員工編號(hào)，姓名，性別，部門編號(hào))。部門關(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)鍵字是部門編號(hào)，體現(xiàn)了部門關(guān)系與員工關(guān)系之間的聯(lián)系。關(guān)系示例:7部門編號(hào)部門名稱D001總經(jīng)理辦D002市場(chǎng)部D003銷售8討論：實(shí)體集用表格來表示是容易理解的，聯(lián)系如何用表格來表示呢？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（寫寫看）選課表教師號(hào)課編號(hào)授課學(xué)期t1c12010春t2c22010春8討論：實(shí)體集用表格來表示是容易理解的，聯(lián)系如何用表格來表示9物理模型（了解）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)用問題。因此，物理模式一般不作過多的討論。9物理模型（了解）物理模型10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)的兩個(gè)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；10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111）兩實(shí)體集間1:N聯(lián)系無需專門用一個(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。111）兩實(shí)體集間1:N聯(lián)系12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12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)練習(xí)將下面ER圖中1：N的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系描述練習(xí)將下面ER圖中1：N的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系描述142）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。“聯(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。142）兩實(shí)體集間M:N聯(lián)系15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)）15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)練習(xí)將下面ER圖中M：N的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系描述練習(xí)將下面ER圖中M：N的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系描述173）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。173）兩實(shí)體集間1:1聯(lián)系18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）18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：方案2ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

應(yīng)用舉例實(shí)例1：將下面ER圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式和表，并寫出關(guān)鍵字和外關(guān)鍵字。ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

應(yīng)用舉例實(shí)例1：將下面ER圖轉(zhuǎn)化為關(guān)ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

應(yīng)用舉例—解答解答：步驟1、每個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系教師（教師號(hào)，姓名，性別，職稱，專業(yè)）主關(guān)鍵字：教師號(hào)學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，專業(yè)）主關(guān)鍵字：學(xué)號(hào)課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)時(shí)數(shù)，學(xué)分，教材）

主關(guān)鍵字：課程號(hào)ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

應(yīng)用舉例—解答解答：步驟1、每個(gè)實(shí)體3.4ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

3.

應(yīng)用舉例步驟2、每個(gè)聯(lián)系(二元的)也轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系選課（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，分?jǐn)?shù)）主關(guān)鍵字：學(xué)號(hào)+課程號(hào)外關(guān)鍵字：學(xué)號(hào)、課程號(hào)授課（教師號(hào)，課程號(hào)）主關(guān)鍵字：教師號(hào)+課程號(hào)外關(guān)鍵字：教師號(hào)、課程號(hào)指導(dǎo)（學(xué)號(hào)，教師號(hào)，時(shí)間，地點(diǎn)）主關(guān)鍵字：學(xué)號(hào)外關(guān)鍵字：教師號(hào)

學(xué)生關(guān)系和指導(dǎo)關(guān)系可合并。學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，專業(yè)，教師號(hào)，時(shí)間，地點(diǎn)）主關(guān)鍵字：學(xué)號(hào)3.4ER圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

3.應(yīng)用舉例步驟2、每個(gè)聯(lián)22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22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1:234）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……………234）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245）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)）245）同一實(shí)體集各實(shí)體間M:N聯(lián)系課程預(yù)修MN課程號(hào)課256）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。256）多個(gè)實(shí)體集間M:N聯(lián)系26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)）26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)廠課堂小練1：試述采用E-R方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的過程。答：采用E-R方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)，可以分成3步進(jìn)行：首先設(shè)計(jì)局部E-R模式，然后把各局部E-R模式綜合成一個(gè)全局的E-R模式，最后對(duì)全局E-R模式進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的E-R模式，即概念模式。27課堂小練1：試述采用E-R方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)的過程。27課堂小練2：:某大學(xué)實(shí)現(xiàn)學(xué)分制，學(xué)生可根據(jù)自己情況選課。每名學(xué)生可同時(shí)選修多門課程，每門課程可由多位教師主講；每位教師可講授多門課程。其不完整的E-R圖如圖1所示。指出學(xué)生與課程的聯(lián)系類型。指出課程與教師的聯(lián)系類型。若每名學(xué)生有一位教師指導(dǎo)，每個(gè)教師指導(dǎo)多名學(xué)生，則學(xué)生與教師是如何聯(lián)系？在原E-R圖上補(bǔ)畫教師與學(xué)生的聯(lián)系，并完善E-R圖。最后將ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型。答：學(xué)生與課程聯(lián)系類型是多對(duì)多聯(lián)系。課程與教師的聯(lián)系類型是多對(duì)多聯(lián)系。學(xué)生與教師的聯(lián)系類型是一對(duì)多聯(lián)系。完善本題E-R圖的結(jié)果如圖2所示。圖1

圖2

28圖1圖2課堂小練2：:某大學(xué)實(shí)現(xiàn)學(xué)分制，學(xué)生可根據(jù)自己情況選課。每名29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)前最常見的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是表和其他數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的集合，表的列應(yīng)滿足原子特征，即列是不可分解的。29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。30練習(xí)30練習(xí)311.問題20分鐘有人說：“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）關(guān)系模型和關(guān)系模式這兩個(gè)概念有什么不同？關(guān)系模式和關(guān)系這兩個(gè)概念有什么不同？一個(gè)關(guān)系可以有多個(gè)候選關(guān)鍵字么？一個(gè)關(guān)系可以有多個(gè)關(guān)鍵字么？一個(gè)關(guān)系可以有多個(gè)外部關(guān)鍵字么？311.問題20分鐘有人說：“E-R模型只能轉(zhuǎn)換為關(guān)系模32題1：某研究所科研管理系統(tǒng)情況如下：部門：包括部門號(hào)、部門名、辦公室。每個(gè)部門有多名職工。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：包括開始時(shí)間、終止時(shí)間、工作單位、擔(dān)任職務(wù)。項(xiàng)目：包括項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)、項(xiàng)目來源、負(fù)責(zé)人。每名職工可參加多個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目可多名職工參加。要求：畫出表達(dá)此問題的實(shí)體關(guān)系圖。根據(jù)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。

32題1：某研究所科研管理系統(tǒng)情況如下：33題2：圖中顯示一張交通違章處罰通知書，根據(jù)這張通知書所提供的信息，設(shè)計(jì)一個(gè)E-R模型，并將這個(gè)E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)模型，要求標(biāo)注主碼和外碼。