12_数据库设计-逻辑结构设计_图文.ppt
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数据库设计ppt课件
– 教课信息：为本学期开课的所有课程保留一条信息
• 课程 • 开课教师 • 开课地点 • 选课学期
– 教室信息：教室号和座位数
学籍管理系统需求分析
• 数据完整性约束
– Id号唯一 – 注册的学生数目不能大于该课程的最大人数 – 在相同时间，不能为一个教员指派两门课程 – 相同的时间，一个教室不能有两门课程 – 若学生选修一门课程，若该课程有预备课程则学生
程序编码、 编译联结、 测试
Main( ) …… if…… then …… end
运 行 、 性能监测、转储/恢复
维护
数据库重组和重构
新旧系统转换、运行、维护（修正性、 适应性、改善性维护）
需求分析
• 需求分析就是分析用户的需要与要求
– 需求分析是设计数据库的起点 – 需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，
E-R集成冲突
• 两类命名冲突
– 同名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具 有相同的名字 例，局部应用A中将教室称为房间 局部应用B中将学生宿舍称为房间
– 异名同义（一义多名）：同一意义的对象在不同的 局部应用中具有不同的名字 例，有的部门把教科书称为课本 有的部门则把教科书称为教材
E-R集成冲突
3. 概括（Generalization）（子类）
– 它抽象了类型之间的“is subset of”的语义 – 概括有一个很重要的性质：继承性。
ER集成的两种方式
• 一次集成
• 一次集成多个分E-R图 • 通常用于局部视图比较简单时
• 逐步累积式（P224图6.25(b)）
• 首先集成两个局部视图（通常是比较关键 的两个局部视图）
• 混合策略
Байду номын сангаас
• 课程 • 开课教师 • 开课地点 • 选课学期
– 教室信息：教室号和座位数
学籍管理系统需求分析
• 数据完整性约束
– Id号唯一 – 注册的学生数目不能大于该课程的最大人数 – 在相同时间，不能为一个教员指派两门课程 – 相同的时间，一个教室不能有两门课程 – 若学生选修一门课程，若该课程有预备课程则学生
程序编码、 编译联结、 测试
Main( ) …… if…… then …… end
运 行 、 性能监测、转储/恢复
维护
数据库重组和重构
新旧系统转换、运行、维护（修正性、 适应性、改善性维护）
需求分析
• 需求分析就是分析用户的需要与要求
– 需求分析是设计数据库的起点 – 需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，
E-R集成冲突
• 两类命名冲突
– 同名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具 有相同的名字 例，局部应用A中将教室称为房间 局部应用B中将学生宿舍称为房间
– 异名同义（一义多名）：同一意义的对象在不同的 局部应用中具有不同的名字 例，有的部门把教科书称为课本 有的部门则把教科书称为教材
E-R集成冲突
3. 概括（Generalization）（子类）
– 它抽象了类型之间的“is subset of”的语义 – 概括有一个很重要的性质：继承性。
ER集成的两种方式
• 一次集成
• 一次集成多个分E-R图 • 通常用于局部视图比较简单时
• 逐步累积式（P224图6.25(b)）
• 首先集成两个局部视图（通常是比较关键 的两个局部视图）
• 混合策略
Байду номын сангаас
《数据库设计》ppt课件
数据库设计流程与步骤
步骤
1. 收集和分析用户需求，确定系统功能和性能要求。
2. 选择合适的数据模型，设计概念结构，形成概念模式。
数据库设计流程与步骤
02
03
04
01
数据库设计流程与步骤
3. 将概念模式转换为逻辑模式，进行逻辑优化。
4. 选择物理存储结构，设计物理模式，进行物理优化。
5. 用DDL定义数据库结构，组织数据入库，编制与调试应用程序。
《数据库设计》ppt课件
目录
数据库设计概述 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施与维护 案例分析与实战演练
01
CHAPTER
数据库设计概述
数据库设计是指根据用户需求，运用数据库技术，设计数据库结构、建立数据库及其应用系统的过程。
定义
数据库设计是信息系统开发过程中的重要环节，直接影响系统的性能、可扩展性、可维护性等。
数据模型优化与规范化
外模式/内模式映射
定义用户子模式与逻辑模式之间的映射关系，实现数据的逻辑独立性和物理独立性。
安全性控制
在用户子模式设计中考虑数据的安全性控制，如访问权限、加密等。
视图设计
根据用户需求和安全控制要求，设计相应的视图来限制用户对数据的访问。
用户子模式设计
05
CHAPTER
物理结构设计
联系
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, m:n）。
码
在属性下方加上下划线表示该属性为码属性。
视图集成
将多个用户的局部视图合并成一个全局视图的过程。包括合并各个局部视图的实体、属性和联系，生成全局视图。
数据库设计PPT课件
2、数据库设计方法 主要包括： • 计算机科学的基础知识； • 软件工程的原理和方法； • 程序设计的方法和技巧； • 数据库的基本知识； • 数据库设计技术； • 应用领域的知识。
新奥尔良（New Orleans）方法。该方法把数 据库设计分为若干阶段和步骤。并采用一些辅 助手段实现每一过程。它运用软件工程的思想， 按一定的设计规程用工程化方法设计数据库。 新奥尔良方法属于规范设计法。规范设计法从 本质上看仍然是手工设计方法，其基本思想是 过程迭代和逐步求精。
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理设计 实施 运行维护
业务流程图，数据流程图 E-R图 功能模块说明，数据结构 存储方法说明 技术手册，用户手册
从严格意义上讲，后2步过程不属于 数据库设计。
在数据库设计开始之前，首先要选定参加设计 的人员，包括系统分析人员、数据库设计人员、系 统开发人员和部分用户代表。其中分析和设计人员 是数据库设计的核心人员，他们将自始至终参与数 据库设计，他们的水平一定程度上决定了数据库系 统的质量。
4、数据库设计各阶段的任务
需求分析 任务：明确用户的要求，提出新系统的处理方案。 文档：业务流程图，数据流程图，数据字典。
概念结构设计 任务：建立概念模型。 文档：E-R图。
逻辑结构设计 任务：建立数据模型。 文档：数据结构（表）。
物理结构设计 任务：确定存取策略。 文档轻重的，他们主 要参加需求分析和数据库的运行维护，他们的积极 参与（不仅仅是配合）不但能加速数据库设计，而 且也是决定数据库设计质量的重要因素。系统开发 人员（包括程序员和操作员）则在系统实施阶段参 与进来，分别负责建立数据库、编制程序和准备软 硬件环境。
在实际中，往往把数据库 设计的过程分为如下6步。
数据库-逻辑结构设计
1、关系模型与ER模型：（一个关系就是一张二维表）
关系模式：→二维表
ER模型：→ER图
2、关系模型的基本概念：
教师（教师编号，A, B,姓名，性别，所在系）--主表
课程（课程号，课程名，上课教师，教师编号）--从表
关系名：实体与实体间的联系
元组----记录---行（非空）
字段----数据项---列（属性）
选修（学号，课程号，成绩）
二维表：
①将实体转为关系表
（实体名--关系名，实体属性--关系属性，即列，实体键--关系键）
②将实体的联系转为关系表（关系模式）
1:1的联系--可以转为一个独立的关系模式，也可以与任一实体合并
1:n的联系--可以转为一个独立的关系模式，也可以与n端实体合并
m:n的联系--可以转为一个关系模式
多值依赖：
平凡与非平凡依赖：
7、逻辑结构设计过程：
①写出关系模式，绘制ER图
②对关系模式转为2维关系表，并进行范式规划化，使其达到3NF
③对2维表中关系数据的完整性约束
8、练习3
1NF:实体中的属性不能再分解
实例：
学生1（学号，姓名，性别，出生日期，系部代码，入学时间，家庭成员）不属于1NF
更改后：
学生1（学号，姓名，性别，出生日期，系部代码，入学时间，家庭）
家庭（学号，家庭成员姓名，亲属关系）
2NF:实体中的非键属性完全依赖键属性
实例：
选课1（学号，课程号，系部代码，出生日期，成绩）属于1NF，不属于2NF
分析：
姓名，性别，出生日期，入学时间---由学号唯一决定
系部代码，系名，系宿舍楼----不是由学号唯一决定，相互递推出来不属于3NF
（例如：系部代码----由学号或者系名或者系宿舍楼推出）
关系模式：→二维表
ER模型：→ER图
2、关系模型的基本概念：
教师（教师编号，A, B,姓名，性别，所在系）--主表
课程（课程号，课程名，上课教师，教师编号）--从表
关系名：实体与实体间的联系
元组----记录---行（非空）
字段----数据项---列（属性）
选修（学号，课程号，成绩）
二维表：
①将实体转为关系表
（实体名--关系名，实体属性--关系属性，即列，实体键--关系键）
②将实体的联系转为关系表（关系模式）
1:1的联系--可以转为一个独立的关系模式，也可以与任一实体合并
1:n的联系--可以转为一个独立的关系模式，也可以与n端实体合并
m:n的联系--可以转为一个关系模式
多值依赖：
平凡与非平凡依赖：
7、逻辑结构设计过程：
①写出关系模式，绘制ER图
②对关系模式转为2维关系表，并进行范式规划化，使其达到3NF
③对2维表中关系数据的完整性约束
8、练习3
1NF:实体中的属性不能再分解
实例：
学生1（学号，姓名，性别，出生日期，系部代码，入学时间，家庭成员）不属于1NF
更改后：
学生1（学号，姓名，性别，出生日期，系部代码，入学时间，家庭）
家庭（学号，家庭成员姓名，亲属关系）
2NF:实体中的非键属性完全依赖键属性
实例：
选课1（学号，课程号，系部代码，出生日期，成绩）属于1NF，不属于2NF
分析：
姓名，性别，出生日期，入学时间---由学号唯一决定
系部代码，系名，系宿舍楼----不是由学号唯一决定，相互递推出来不属于3NF
（例如：系部代码----由学号或者系名或者系宿舍楼推出）
数据库设计：逻辑结构设计
5.3逻辑结构设计逻辑结构设计的任务就是把概念模型转换为某个具体的数据库管理系统所支持的数据模型。
具体来讲就是从E-R模型到关系模型的转换。
（1）根据E-R模型设计关系模式；（2）选择适当的范式对所得到的关系模式进行规范化；（3）将得到的关系模型转换为具体DBMS支持的数据模型，设计关系数据库模式。
（4）依据关系的完整性约束来设计用户视图。
1、关系模型关系模型是指用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型。
关系模型中无论是实体还是实体间的联系均由单一的结构类型——关系来表示。
在实际的关系数据库中的关系也称表。
一个关系数据库就是由若干个表组成。
关系模型数据结构（1）关系一个关系也就是通常所说的一张表。
关系具有以下特征：1.关系中不能有任意两条完全相同的记录。
2.关系中的记录是非排序的。
3.关系中记录的字段是非排序的。
4.字段名称不能相同。
5.字段不可再分。
（2）元组每一横行称为一个元组。
（3）属性属性:每一竖列称为一个属性,在DBMS中常被称作字段。
在一个关系中，有一个关系名，同时每个属性都有一个字段名（4）码（键）能唯一标识元组的属性或属性集称为码。
码分为以下几种：候选码：如果在关系的一个码中不能移去任何一个属性，否则它就不是这个关系的键，则称这个被指定的候选键为该关系的候选键或者候选码。
例如下列学生表中“学号”或“图书证号”都能唯一标识一个元组，则“学号”和“图书证号”都能唯一地标识一个元组，则“学号”和“图书证号”都可作为学生关系的候选键。
主键（主码）：在一个关系的若干候选键中指定一个用来唯一标识该关系的元组，则称这个被指定的候选码称为主关键字，或简称为主键、关键字、主码。
每一个关系都有并且只有一主键，通常用较小的属性组合作为主键。
外键（外码）：关系中的某个属性虽然不是这个关系的主键，或者只是主键的一部分，但它却是另外一个关系的主键时，则称之为外键或者外码。
例如学生表，选定“学号”作为数据操作的依据，则“学号”为主键。
数据库逻辑结构及物理设计课件.ppt
向 晓 林
按照上述规则处理。
实例：职工实体集内部有领导和被领导的关系1： M
职工
车间主任 1
1
M
领导
领导 M 职工
精品课件
川 大 工 商 ： 向 晓 林
三个或三个以上实体间的多元联系
转换为一个关系模式
与该联系相连的各实体的关键字及联系本身的属性为 关系模式的属性
关系模式的关键字为联系中各实体关键字的并集
川 大 工 商 ： 向 晓 林
逻辑结构设计
逻辑结构向关系模型的转换 应用规范化理论优化逻辑模型 设计用户子模式
精品课件
川
大
工
商
逻辑结构向关系模型的转换
： 向
晓
林
一个实体类型转换为一个关系模式
实体的属性就是关系的属性，实体的关键字 就是关系的关键字
性别 姓名
学号
学生
专业 年龄
学生（学号，姓名，性别，专业，年龄）
在经常成为查询条件的列上建立索引
对于某些列不应该创建索引。应该考虑以下指 导性原则：
对于那些在查询中很少使用和参考的列不应该创建 索引
对于那些只有很少值的列
属性值分布严重不均的列
过长的属性
经常更新的属性或表精品课件
川 大 工 商 ： 向 晓 林
实例：
学生学籍管理系统中，三个表如下：
在物理设计时对系统配置变量的调整只 是初步的，在系统运行时还需要根据系 统实际的运行情况做进一步的调整，以 获得最佳的系统性能。
精品课件
川 大 工 商 ： 向 晓 林
数据库的实施、运行和维护
实施 运行和维护
精品课件
川
大
工
商
数据库逻辑模型设计共95页PPT97页
数据库逻辑模型设计共95页
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比Fra bibliotek 谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比Fra bibliotek 谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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