第4章 数据库设计
第四章 数据库设计基础——关系运算
3. 交（Intersection） ）
R和S
具有相同的目n 相应的属性取自同一个域
R∩S
仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 R∩S = { t|t ∈ R∧t ∈S } R∩S = R –(R-S）
An Introduction to Database System
交 (续) 续
An Introduction to Database System
(c)
An Introduction to Database System
1. 选择（Selection） 选择（ ）
1) 选择又称为限制（Restriction） 2) 选择运算符的含义 在关系R中选择满足给定条件的诸元组 σF(R) = {t|t∈R∧F(t)= '真'} F：选择条件，是一个逻辑表达式，基本形式为：
学生-课程数据库: 学生关系Student、课程关系Course和选修关系SC
Student
学号 Sno 200215121 200215122 200215123 200215125 姓名 Sname 李勇 刘晨 王敏 张立 性别 Ssex 男 女 女 男 (a) 年龄 Sage 20 19 18 19 所在系 Sdept CS IS MA IS
An Introduction to Database System
(b)
专门的关系运算(续 专门的关系运算 续)
SC
学号 Sno 200215121 200215121 200215121 200215122 200215122 课程号 Cno 1 2 3 2 3 成绩 Grade 92 85 88 90 80
200215121 200215121 200215122 200215122
《数据库第4章》课件
03
SQL语言基础
SQL语言概述
总结词
简洁、高效、标准化的特点
详细描述
SQL（Structured Query Language）是一种用于管理关系数据库的标准编程语言。它以简洁的语法 和高效的性能而著称，被广泛应用于数据查询、更新、管理以及数据库设计和维护。
SQL语言的数据定义功能
总结词
定义、修改、删除数据结构
关系数据库系统的特点
要点一
总结词
关系数据库系统具有数据完整性、标准化、安全性和并发 控制等特点。
要点二
详细描述
数据完整性是指关系数据库中的数据保持准确性和一致性 ，防止错误和无效数据的输入。标准化是指通过规范化的 表格结构和关系，减少数据冗余和保证数据一致性。安全 性是指对数据库的访问进行控制，确保数据的保密性和完 整性。并发控制则是在多用户同时访问数据库时，确保数 据的一致性和避免冲突。
安全对于保护企业资产、个人隐私以及国家安全等方面都具有重要意义
。
数据库的安全性控制
用户身份认证
通过用户名和密码等身份认证方式，确保只 有经过授权的用户才能访问数据库。
访问控制
根据用户的角色和权限，限制用户对数据库 的访问范围和操作权限。
数据加密
对敏感数据进行加密存储，以防止未经授权 的用户获取和利用。
05
数据库安全与保护
数据库安全概述
01
数据库安全定义
数据库安全是指通过采取各种安全措施和技术手段，确保数据库中的数
据不被未经授权的访问、使用、泄露、破坏、修改或销毁。
02
数据库安全威胁
数据库面临的安全威胁包括数据泄露、数据篡改、数据损坏、非授权访
问等。
03
数据库原理与SQL Sever2000第四章 数据库设计
管理01
4.2数据库逻辑设计
描述内部数据：一般从输入端向输出端推进。当经过 使数据流的组成或数值发生变化的地方，用一个“加 工”将其连接起来。要求： 1）不能把相互无关的数据画成一个数据流
2）不能 把作为一个处理单位的数据画成两个数据流。
如“图书管理系统”的内部数据流动图4-6表示：
管理01
4.2数据库逻辑设计
物理设计大部分工作都是由DBMS完成，只有少量的工作 可由用户选择或者干预。
管理01
4.4应用程序与系统的运行和维护
4.4.1应用程序设计
1、应用程序设计以数据库逻辑设计为基础 2、设计方法：
建立工作界面 程序按功能模块化 通过控制模块统一调度各功能模块 追求程序可读性
3、程序编码 4、程序调试
管理01
管理01
4.6信息系统开发
4.6.5系统维护评价阶段（P82）
1.
系统维护的目标
系统能正常运行、系统资源能有效利用；系统不断 完善；系统功能得以扩充；系统效率得到提高
2.
系统维护的任务
维护任务包括：程序、数据文件、代码、机器与设 备等。
3.
系统评价的内容
管理01
4.7小结
系统的开发过程 数据库的设计过程
明确用户要求，是数据库设计的关键。分析用户 要求分四个步骤： 分析用户活动 确定系统范围 分析用户活动所涉及的数据 分析系统数据
管理01
4.2数据库逻辑设计
[例4-1]某图书馆要求数据库支持以下数据处理：办理借 书证、查询馆藏图书、查询逾期读者、丢失图书罚款。 1、分析用户活动
管理01
4.2数据库逻辑设计
图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 可以分解为： 科技图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 文艺图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 外文图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 这样减少了单个数据表中的记录，因此每次操作只需要使 用其中一个表，就可以达到减少单位时间内访问的逻辑 记录的个数。
数据库课件第4章关系数据库(RDB)规范化设计理论
3. 完全函数依赖与部分函数依赖
完全函数依赖： 在关系模式R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一 个真子集X′，都有X′ Y，则称Y完全函数依赖于X， 记作X f Y。 部分函数依赖： 若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依 p Y。 赖于X，记作X
例8： 学生(学号，姓名，所在系，系主任姓名，课程号，成绩) 学生关系模式存在的部分函数依赖： p (学号，课程号) 姓名 p 所在系 (学号，课程号) p (学号，课程号) 系主任姓名
教师姓 名
李林 78号
住址
课程号
C1
课程名
N1
李林
李林 汪佳 吴仪
78号
78号 59号 79号
C2
C3 C4 C5
N2
N3 N4 N5
师帆
76号
C6
N6
⑷当执行数据插入时，DB中的数据不能产生插入 异常现象 所谓“插入异常”是指希望插入的信息由于不 能满足数据完整性的某种要求而不能正常地被 插入到DB中的异常问题。 比如:上例中插入一个尚未安排授课的新进教师 信息. 原因： 因多种信息混合放在一个表中，可能造成因一 种信息被捆绑在其他信息上而产生的信息之间 相互依附存储的问题，使得信息不能独立插入。
第4章
关系数据库(RDB)规范化理论
4.1 关系模式规范化的必要性 4.2 数值依赖 4.3 范式与规范化 、关系分解原则
RDB规范化理论的目的是要设计“好的”RDB模式。要设计 好的关系模式，必须是关系满足一定的约束条件，此约束 形成了规范。 范式(Normal Form)：衡量DB规范的层次或深度，DB规范化 层次由范式来决定。简记作NF. 根据关系模式满足的不同性质和规范化的程度，将关系模 式分为第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、 BC范式、第四范式(4NF)、第五范式(5NF)，范式越高规范 化程度越高。 规范化：低级关系模式通过模式分解转换为若干高级范式 的关系模式集合的过程。 规范化是在RDB中减少数据冗余的过程。
数据库第4章数据库概念模型
数据库第4章数据库概念模型在当今数字化的时代，数据库成为了信息存储和管理的核心工具。
而在深入了解数据库的构建和运作之前，我们首先需要掌握数据库概念模型这一重要的知识领域。
数据库概念模型是对现实世界中各种事物及其之间关系的一种抽象描述。
它的主要目的是帮助我们理解和定义数据库中需要存储和处理的信息。
在数据库概念模型中，最常见的表示方法是实体联系模型（ER 模型）。
实体可以理解为具有独立存在意义的事物，比如一个学生、一本书、一家公司。
而联系则反映了这些实体之间的关系，比如学生与课程之间的选课关系，公司与员工之间的雇佣关系。
为了更清晰地描述实体和联系，我们需要为它们赋予属性。
属性就是实体或联系所具有的特性。
以学生这个实体为例，可能的属性包括学号、姓名、年龄、性别等。
在构建数据库概念模型时，准确识别实体和联系至关重要。
这需要我们对业务需求有深入的理解。
比如在一个在线购物系统中，顾客、商品、订单就是重要的实体，而顾客与订单之间的下单关系，商品与订单之间的包含关系就是关键的联系。
概念模型的建立并非一蹴而就，而是一个反复的过程。
我们可能会在最初的设计中遗漏一些重要的元素，或者对某些关系的理解不够准确。
这时候就需要不断地进行审查和修正，以确保模型能够准确地反映现实世界的情况。
在实际操作中，我们通常会使用一些图形化的工具来绘制概念模型。
这样可以更直观地展示实体、联系和属性之间的关系。
比如，使用矩形表示实体，菱形表示联系，椭圆表示属性，并通过线条将它们连接起来。
数据库概念模型的质量直接影响到后续数据库设计和实现的效果。
一个良好的概念模型应该具有清晰性、准确性和完整性。
清晰性意味着模型的结构和关系易于理解；准确性要求模型能够真实地反映业务场景；完整性则确保了没有重要的信息被遗漏。
当我们完成了概念模型的构建后，就可以将其转换为逻辑模型。
逻辑模型更加接近数据库的实际实现，会涉及到具体的数据结构和关系的定义。
另外，数据库概念模型的设计也需要考虑到未来的扩展性。
数据库原理与设计-第四章
练习：
1、在关系R（R#，RN，S#）和S（S#，SN，SD）中，R的主键
是R#，S的主键是S#，则S#在R中称为 外键
。
2、用户选作元组元组标识的一个侯选键称为 主键
。
3、关系模式的任何属性（ A ）。
A、不可再分
B、可再分
C、命名在该关系模式中可以不惟一 D、以上都不是
4、一个关系数据库文件中的各条记录（ B ）
练习：
1、分别建立表dept1和emp1，并在二者之间定义关联。
表名
列名
数据约束
约束
DEPT1
Dno NAME
Decimal(3) VARCAHR(10)
PRIMARY KEY
LOC
VARCHAR(20)
表名 EMP1
列名 数据类型
Eno
Decimal(4)
NAME VARCHAR(10)
Salary Decimal(6,2)
Dno
Decimal(3)
约束
UNIQUE
FOREIGN KEY 级联删除
2、增加约束
（1）值唯一； （2）可有一个且仅有一个空值。
唯一约束既可以在列级定义，也可以在表 级定义。
【例4-4】示例。
（1）建立employee表，在employee表中定义一个phone字段， 并为phone字段定义指定名称的唯一约束。
CREATE TABLE employee ( empno DECIMAL(2) PRIMARY KEY, name VARCHAR(8), age DECIMAL(3), phone VARCHAR(12), deptno DECIMAL(2), CONSTRAINT emp_phone UNIQUE(phone) );
第4章数据库设计
D,一个1:1联系可以转换为一个独立的关 系模式,也可以与任意一端对应的关系模 式合并.
转换为一个独立的关系模式:
关系的属性:与该联系相连的各实体的码以及联系
本身的属性
关系的候选码:每个实体的码均是该关系的候选码
与某一端对应的关系模式合并:
合并后关系的属性:加入对应关系的码和联系本身
的属性
合并后关系的码:不变
2.转换原则
A,一个实体型转换为一个关系模式.
关系的属性:实体型的属性 关系的码:实体型的码
例:学生实体可以转换为如下关系模式: 学生(学号,姓名,出生日期,所在系, 年级,平均成绩) 性别,宿舍,班级,档案材料,教师,课程, 教室,教科书都分别转换为一个关系模式.
B,一个m:n联系转换为一个关系模式.
例:"管理"联系为1:1联系,可以有三种转换方 法: (1)转换为一个独立的关系模式:
或 管理(职工号,班级号) 管理(职工号,班级号)
(2)"管理"联系与班级关系模式合并,则只需 在班级关系中加入教师关系的码,即职工号: 班级:(班级号,学生人数,职工号)
( 3)"管理"联系与教师关系模式合并, 则只需在教师关系中加入班级关系的码, 即班级号: 教师:(职工号,姓名,性别,职称,班 级号,是否为优秀班主任)
P58图4.3
4.2 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用户的实际 要求,将直接影响到后面各个阶段的设计, 并影响到设计结果是否合理和实用
1.需求分析的任务
通过详细调查现实世界要处理的对象 (组织,部门,企业等),充分了解原系 统(手工系统或计算机系统)工作概况, 明确用户的各种需求 在此基础上确定新系统的功能.新系统 必须充分考虑今后可能的扩充和改变,不 能仅仅按当前应用需求来设计数据库
第四章 数据库规范化理论(第二节)
其中存在非主属性ROOM#对码的传递依赖， 即：
C#→LNAME, LNAME→ROOM# 因此COURSE不属于3NF。
将COURSE分解为：COURSE1(C#, TITLE, LNAME) 和 LECTURE(LNAME, ROOM#),
则关系模式COURSE1和LECTURE中都没有传递函数依赖，
因此 COURSE1 和 LECTURE 都属于3NF。
16
第四章 数据库规范化理论
第二节、 范式理论
三、 第三范式（3NF）
至此，关系模式REPORT分解为下列3个属于3NF的一组关系模式：
REPORT1 (S#, C#, MARKS) COURSE1 (C#, TITLE, LNAME) LECTURE (LNAME, ROOM#)
非第一范式的例子如表4-4，可以转换为第一范式如表4-5。
表4-4
研究生
导师
专业
第一个研究生 第二个研究生
表4-5
导师 专业 第一个研究生 第二个研究生
几乎所有的商用关系DBMS都要求关系为第一范式
4
第四章 数据库规范化理论
第二节、 范式理论
一、 第一范式（1NF）
如果关系仅仅满足第一范式的条件是不够的，可能会存在更新异常。
定义：关系模式R∈1NF，若X→Y，且Y⊈ X 时，X必含有候选码，则R∈BCNF。
即 在关系模式R中，若R的每一个决定因素都包含候选码，则R∈BCNF。
由BCNF的定义可知，一个满足BCNF的关系模式有如下特性：
● 每个非主属性对每个码都是完全函数依赖；
● 所有的主属性对每一个不包含它的码，也是完全函数依赖；
数据库系统及应用(第六版)第4章数据库及表的操作
4.2 数据表操作
4.2.1 表的基本操作
1 表的打开、关闭和浏览
（1）菜单方式
4.2 数据表操作
4.2.1 表的基本操作
1 表的打开、关闭和浏览
（1）菜单方式
4.2 数据表操作
4.2.1 表的基本操作
1 表的打开、关闭和浏览
（2）“数据工作期”方式
4.2 数据表操作
4.2.1 表的基本操作
4.1 数据库操作
4.1.3 创建数据库表
4
修改表结构
（2）打开数据库修改数据表 如果数据库已经打开，则可以使用“数据库设计器”修改当前数据 库内所有的数据表。方法是首先在“数据库设计器”内单击选中某个数 据库表，然后执行【数据库】|【修改】菜单命令。或者右击数据库表 打开快捷菜单，执行【修改】菜单命令。还可以单击“数据库设计器” 工具栏内的“修改表”工具按钮。上述三种操作的目的都是为了打开 “表设计器”。
删除触发器：用于指定一个规则，每当用户对表中的记录进行删 除时触发该规则并进行相应的检查。如果表达式值为“假”，则记录 将不能被删除。
4.1 数据库操作
4.1.3 创建数据库表
4
修改表结构
（1）直接修改数据表 执行【文件】|【打开】菜单命令，打开表文件，然后执行【显示】| 【表设计器】菜单命令。使用这种方式可以在不打开数据库的情况下直接 修改数据库中的表，它等同于使用了以下两条命令： USE<表名> MODIFY STRUCTURE
4.1 数据库操作
4.1.4 添加和移去数据表
1 向数据库中添加表
当一个数据库被打开后，用户可以单击“数据库设计器”工具栏的 【添加表】按钮，或者执行【数据库】|【添加表(A)】菜单命令，显示 “打开”对话框，选择被添加的数据表，然后单击【确定】按钮，将该 表添加到数据库内。用户也可以使用命令方式向当前数据库添加数据表。
chap4 数据库的创建和使用
3) 一对一关系（1：1）
12
4. 永久关系的建立和编辑
1) 建立
a. 建立两张表的索引 b. 在“数据库设计器”中拖动索引标识
2) 编辑
a. 在“数据库设计器”中双击关系连线 b. 单击连线 数据库 编辑关系
3) 删除
1) 单击连线，按[DEL]键 2) 右击连线 删除关系
13
5. 设置参照完整性规则
第4章 数据库的创建和使用 章
1
4.1 VFP数据库概述 数据库概述
1. 数据库是一个包容器，用来组织和联系表。 数据库是一个包容器，用来组织和联系表。 2. 内容： 内容：
1) 2) 3) 4) 5) 表 表之间的关系 连接 视图 存储过程
2
4.2 数据库的创建
1. 创建数据库
1) 利用“项目管理器”创建 2) 文件 新建或“新建”按钮 3) CREATE DATABASE [数据库名|？]
6
3. 字段的验证规则
1) 2) 3) 4) 用来控制用户输入到字段中的信息类型 实现数据库数据的完整性。 在字段值改变时，激活规则。 可在“表设计器”中设置，
4. 记录的验证规则
1) 用来控制用户输入到记录中的信息。 2) 从数据库中移去具有关联规则的表时，所有属于 该表 的字段级和记录级规则都会从数据库中删除。
14
6. 数据完整性综述
1) 三类完整性
a. 实体完整性：字段级、记录级 b. 参照完整性：表级 c. 用户自定义完整性
2) 通过字段级、记录级和表间三级完整性约束， 有效地实现了数据的完整性和一致性。
15
9
7. 在数据库中添加、移去表 在数据库中添加、
1) 一张表只能属于一个数据库。 2) 数据库处于打开状态且为当前数据库时： a. 系统自动将新建的表添加到当前数据库中 b. ADD TABLE 自由表文件名 [NAME 长表名] ：将已存 在的自由表添加到数据库中 c. 项目管理器中操作 3) REMOVE TABLE 表名 [DELETE] ：从数据库中移动表 [DELETE]项是把表从磁盘上删除
第四章数据库建模习题
5.下图所示的E-R图转换成关系模型，可以转 换为____个关系模式。 A．1个 B．2个 C．3个 D ． 4个
6.在数据库设计中，将E-R图转换成关系数据 模型的过程属于____ 。 A. 需求分析阶段 B. 概念设计阶段 C. 逻辑设计阶段 D. 物理设计阶段
7.关系模型中实现实体间 N:M 联系是通过增 加一个____ 。 A. 关系实现 B. 属性实现 C. 关系或一个属性实现 D. 关系和一个属性实现
2. 设计学生管理系统。包括学生的学籍管 理子系统和课程管理子系统两个系统。
(1)学籍管理子系统包括学生、宿舍、班级、 教室、辅导员。这些实体之间的联系有：一个 宿舍可以住多个学生，一个学生只能住在一个 宿舍中。 ① 一个班级有若干学生，一个学生只能属于 一个班。 ② 一个辅导员带若干个学生，一个学生只属 于一个辅导员。一个辅导员带多个班级。 ③ 一个班级在多个教室上课，一个教室有多 个班级来上课。
及联系本身的属性均转换为关系的属
性，而关系的码为n端实体的码。
一个1:1联系可以转换为一个独立的关系 模式，也可以与任意一端对应的关系模 式合并。
如果转换为一个独立的关系模式，则与 该关系相连的各实体的码以及联系本身 的属性均转换为关系的属性，每个实体 的码均是该关系的候选码。 如果与某一端对应的关系模式合并，则 需要在该关系模式的属性中加入另一个 关系模式的码和联系本身的属性。
二.填空
1.数据库设计的几个步骤是 ____,____,____,____,____,____。 答：需求分析，概念设计，逻辑设计，模式求精， 物理设计，应用与安全设计。 2.在数据库设计中，把数据需求写成文档，它是各 类数据描述的集合，包括数据项、数据结构、数 据流、数据存储和数据加工过程等的描述，通常 称为____。 答：数据字典
数据库第四章关系数据库设计理论习题
第四章关系数据库设计理论一、单项选择题1．关系数据库中的关系必须满足：每个属性都是 B 。
A．长度不变的B．不可分解的C．互相关联的D．互不相关的2．若关系模式R(A,B,C,D,E)及其上的FD集F={A→D,B→C,E→A}，则R的候选码为 B 。
A．AB B．BE C．CD D．DE3．2NF的关系模式 B 。
A．可能是1NF B．一定是1NF C．一定是3NF D．一定是BCNF 4．若关系模式R的属性全是主属性，则R的至少应属于 C 。
A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF5．消除了部分函数依赖的1NF关系模式必定是___B___。
A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF6．关系模式的候选码可以有一个或多个，而主码__C____。
A．可以有多个B．可能没有C．只能有一个D．可以有一个或多个7．候选码中的属性可以有 D 。
A．0个或多个B．0个C．1个D．1个或多个8．设关系模式R(A,B,C)的分解ρ={AB, AC}，当R上的FD集F= C 时，ρ为无损分解。
A．{ B→C } B．{ C→B } C．{ A→C } D．{C→A }9．设关系模式R(A,B,C)的分解ρ={AB, AC}，当R上的FD集F= A时，ρ为无损分解且保持函数依赖。
A．{ A→B } B．{ A→B, B→C } C．{ B→A } D．{C→B, B→A } 10．设有关系模式R(S, D, M)，其函数依赖集为F={S→D,D→M}, 则R最高属于 B 。
A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 11．设有关系模式R(A, B, C, D)，其函数依赖集为F={AB→C, C→D}, 则R最高属于B 。
A．1NF B．2NF C．3NF D．BCNF 12．当 B 成立时，称X→Y为平凡函数依赖。
A．X⊆Y B．Y⊆X C．X∩Y=φD．X∩Y≠φ13．在关系模式R中，函数依赖X→Y的语义是 B 。
数据库第4章数据库概念模型
数据库第4章数据库概念模型在当今数字化的时代，数据库成为了信息存储和管理的核心工具。
而数据库概念模型则是数据库设计中的重要环节，它为数据库的构建提供了清晰的蓝图和坚实的基础。
什么是数据库概念模型呢？简单来说，它是对现实世界中数据的一种抽象描述，用于捕捉业务领域中的关键概念、实体以及它们之间的关系。
在数据库概念模型中，最基本的元素是实体。
实体可以理解为具有独立存在意义的事物，比如一个学生、一本书、一家公司等。
每个实体都有自己的属性，这些属性描述了实体的特征。
例如，学生实体可能具有姓名、学号、年龄等属性。
实体之间存在着各种关系。
常见的关系有一对一、一对多和多对多。
一对一关系比较好理解，比如一个人对应一个身份证号码。
一对多关系也很常见，比如一个班级可以有多个学生，但一个学生只能属于一个班级。
多对多关系稍微复杂一些，比如一个学生可以选择多门课程，一门课程也可以被多个学生选择。
通过建立准确的数据库概念模型，可以有效地避免数据冗余和不一致性。
想象一下，如果没有清晰的概念模型，可能会出现同一个学生的信息在不同的地方被重复记录，而且还可能存在不一致的情况，这将给数据的管理和使用带来极大的混乱。
在构建数据库概念模型时，通常会使用一些工具和技术。
其中，ER 图（EntityRelationship Diagram，实体关系图）是最为常用的一种。
ER 图用矩形表示实体，用菱形表示关系，用椭圆形表示实体的属性，并用连线表示实体之间的关系。
通过 ER 图，我们可以直观地看到数据库中各个元素之间的关系，从而更好地理解和设计数据库。
比如说，我们要为一个学校的管理系统设计数据库概念模型。
首先，我们确定了几个主要的实体，如学生、教师、课程、班级。
学生实体具有学号、姓名、性别、年龄等属性；教师实体具有教师编号、姓名、职称等属性；课程实体具有课程编号、课程名称、学分等属性；班级实体具有班级编号、班级名称等属性。
然后，分析这些实体之间的关系。
数据库系统第4章数据库概念模型
互斥继承
在继承关系中，还可以分为互斥性继承关系和非互斥性继 承关系。在互斥性继承联系中，父实体的一个实例只能属 于某个一个子实体。
例如，“帐户”父实体下的“个人账户”与“公司账户” 两个子实体之间的联系是互斥的
非互斥继承
在非互斥性继承关系中，父实体的一个实例可以 属于多个子实体。
完整继承
除了互斥和非互斥的分类外，继承关系还可以分为完整继承 和非完整继承。如果父实体实例必须属于子实体中的某一个 ，则称为完整继承关系；否则是非完整继承关系，也称为标 准继承关系。
?数据库建模的设计过程?er模型定义?er模型设计?使用powerdesigner创建概念模型学习目标一数据库模型类型41数据库模型概述在从现实世界到计算机世界的数据库设计过程中经历了概念层设计逻辑层设计及物理层设计三个阶段其创建的数据模型分别称为概念数据模型逻辑数据模型和物理数据模型
第四章 数据库概念模型设计
比如在人事管理系统中，职工子女的信息就是以职工的 存在为前提的，子女实体是弱实体，子女与职工的联系 是一种依赖联系。
在存在依赖关系的实体中，非弱实体称为强实体。
ID依赖弱实体
根据弱实体在逻辑上对强实体依赖程度的不同，弱实体又分为ID （标识符）依赖弱实体和非ID（标识符）依赖弱实体两类。
如果弱实体的标识符中含有所依赖实体的标识符，则该弱实体称 为ID（标识符）依赖弱实体。
针对图书借阅概念数据模型的关系进行规范化处理。
针对图书借阅概念数据模型进行设计验证，完成基本设 计验证。
创建概念数据模型
创建实体
建立实体间关系
添加新的实体
图书借阅管理概念数据模型
模型验证
本章小结
什么是数据库模型。 关系的基数。 二元关系的三种基本类型。 继承关系。 数据库建模的方法、策略和工具。
mysql数据库设计 习题
第4章数据库设计习题一、选择题1．在数据库设计中，用E-R图来描述信息结构但不涉及信息在计算机中的表示，它是数据库设计的（）阶段。
A．需求分析B．概念设计C．逻辑设计D．物理设计2．在关系数据库设计中，设计关系模式是（）的任务。
A．需求分析阶段B．概念设计阶段C．逻辑设计阶段D．物理设计阶段3．数据库物理设计完成后，进入数据库实施阶段，下列各项中不属于实施阶段的工作是（）。
A．建立数据库B．扩充功能C．加载数据D．系统调试4．在数据库的概念设计中，最常用的数据模型是（）。
A．形象模型B．物理模型C．逻辑模型D．实体联系模型5．从E-R模型关系向关系模型转换时，一个M∶N联系转换为关系模型时，该关系模式的关键字是（）。
A．M端实体的关键字B．N端实体的关键字C．M端实体关键字与N端实体关键字组合D．重新选取其他属性6．当局部E-R图合并成全局E-R图时可能出现冲突，不属于合并冲突的是（）。
A．属性冲突B．语法冲突C．结构冲突D．命名冲突7．概念模型独立于（）。
A．E-R模型B．硬件设备和DBMS C．操作系统和DBMS D．DBMS二、填空题1．数据库设计的几个步骤依次是（）、（）、（）、（）、（）、（）。
2．“为哪些表，在哪些字段上，建立什么样的索引”这一设计内容应该属于数据库（）阶段。
3．在设计分E-R图时，由于各个子系统分别有不同的应用，而且往往是由不同的设计人员设计的，所以各个分E-R图之间难免有不一致的地方，这些冲突主要有（）、（）和（）三类。
三、问答题1．按照数据库设计六个阶段的先后顺序，简述各阶段的主要任务。
2．什么是数据库的概念结构？简述数据库概念结构设计的步骤。
3．什么是数据库的逻辑结构？试述数据库逻辑结构设计的步骤。
4．试述数据库物理设计的内容和步骤。
四、设计题1.某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。
这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。
第4章 数据库的设计与管理
【例4-3】使用SQL Server Management
Studio修改数据库Test的选项，使该数据库 变成只读数据库。 数据库选项用来控制一个数据库的默认行为。 这些设置是从模型数据库继承而来的。通常 情况下，只需改变数据库的修复设置，或使 对数据库的访问仅限于执行管理任务或创建 只读用户数据库等，其他的设置很少修改。
（1）启动SQL Server Management Studio，选择服 务器和数据库。 （2）右击鼠标，然后选择“任务/备份”。打开 “备 份数据库”窗口。 （3）填写适当的参数，单击“确定”按钮。
【例4-12】使用SQL Server Management Studio 向导还原Test数据 库。 实训过程：
4.1 数据库设计概述 4.2 创建数据库 4.3 修改数据库 4.4 删除数据库 4.5 备份和还原数据库
4.1数据库设计概述
数据库设计的方法是一种自顶向下的方法。 这顶向下方法去标识 属性和可能的其他实体和关系。这种自顶向 下的方法被认为是设计简单和复杂数据库都 合适的策略，也是数据库方法学中使用的方 法的基础。
【例4-2】使用T-SQL创建一个名为“Test1”的数 据库，数据库的参数如下表。
4.3修改数据库
在实际的数据库开发过程中，数据库往往 需要改变，通常是改变数据库大小、删除 文件、创建文件组、修改文件组属性、修 改日志文件等。修改数据库有两种方法： 通过SQL Server Management Studio中的 数据库属性对话框进行修改 通过T-SQL中的ALTER DATABASE命令进 行修改。
需求分析阶段 设计一个有效的数据库必须要用系统工程的观点考虑问题。 这一阶段系统分析员和用户双方共同收集数据库所需要的信 息内容和用户对处理的要求。 在需求分析调研中，首先必须了解正在设计中的数据库所管 理的数据将覆盖哪些部门，每个部门的数据来自何处，它们 是依照何种原则处理数据，处理完毕后将输出信息到其他部 门。然后，须和用户经过充分的讨论，确定数据库所要进行 的数据处理的范围，确定哪些工作由人工完成，确定人机接 口的界面。 这一阶段的工作是否能准确反映实际系统的信息流程情况和 用户对系统的要求，影响到以后各阶段的工作，以及数据库 系统将来运行的效率，因此，需求分析阶段的工作是整个数 据库设计的基础。
数据库设计基础题
第四章数据库设计基础习题部分一、选择题(1) 数据库系统的核心是______。
( ) 课后练习题A. 数据模型B. 数据库管理系统C. 软件工具D. 数据库(2) 下列叙述中正确的是______。
( )A. 数据库是一个独立的系统，不需要操作系统的支持B. 数据库设计是指设计数据库管理系统C. 数据库技术的根本目标是要解决数据共享的问题D. 数据库系统中，数据的物理结构必须与逻辑结构一致(3) 下述关于数据库系统的叙述中正确的是______。
( ) 课后练习题A. 数据库系统减少了数据冗余B. 数据库系统避免了一切冗余C. 数据库系统中数据的一致性是指数据类型的一致D. 数据库系统比文件系统能管理更多的数据(4) 数据库、数据库系统和数据库管理系统之间的关系是______。
( )A）数据库包括数据库系统和数据库管理系统B）数据库系统包括数据库和数据库管理系统C）数据库管理系统包括数据库和数据库系统D）三者没有明显的包含关系(5) 下列有关数据库的描述，正确的是______。
( )A. 数据库是一个DBF文件B. 数据库是一个关系C. 数据库是一个结构化的数据集合D. 数据库是一组文件(6) 应用数据库的主要目的是______。
( )A）解决数据保密问题B）解决数据完整性问题C）解决数据共享问题D）解决数据完整性问题(7) 数据库的故障恢复一般是由______。
( )A）数据流图完成的B）数据字典完成的C）DBA完成的D）PAD图完成的(8) 在数据管理技术的发展过程中，经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
其中数据独立性最高的阶段是______。
( ) 课后练习题A. 数据库系统B. 文件系统C. 人工管理D. 数据项管理(9) 在数据管理技术发展过程中，文件系统与数据库系统的主要区别是数据库系统具有______。
( )A. 数据无冗余B. 数据可共享C. 专门的数据管理软件D. 特定的数据模型(10) 相对于数据库系统，文件系统的主要缺陷有数据关联差、数据不一致性和______。
数据库 第4章 查询设计_习题
第4章查询设计_习题一、选择题1．以下关于查询的叙述，正确的是（）。
CA．只能根据数据表创建查询 B．只能根据已建查询创建查询C．可以根据数据表和已建查询创建查询 D．不能根据已建查询创建查询2．若用“学生”表中的“出生日期”字段计算每个学生的年龄（取整〉，那么正确的计算公式为（）。
AA．Year(Date())-Year([出生日期]) B．(Date()-[出生日期])/365C．Date()-[出生日期]/365 D．Year([出生日期])/365 3．如果在“学生”表中查找姓“李”学生的记录，则查询条件是（）。
C A．Not "李*" B．Like "李" C．Like "李*" D．"李××"4．查询设计视图窗口中通过设置（）行，可以让某个字段只用于设定条件，而不出现在查询结果中。
BA．排序B．显示C．字段 D．条件5．若统计“学生”表中各专业学生人数，应在查询设计视图中，将“学号”字段“总计”单元格设置为（）。
BA．Sum B．Count C．Where D．Total6．在Access查询中，（）能够减少源数据表的数据。
DA．选择查询 B．生成表查询 C．追加查询 D．删除查询7．在查询设计视图中，如果要使表中所有记录的“价格”字段的值增加10%，应使用（）表达式。
CA．[价格]+10% B．[价格]*10/100C．[价格]*(1+10/100) D．[价格]*(1+10%)8．在查询设计视图中（）。
AA．可以添加表，也可以添加查询 B．只能添加表C．只能添加查询 D．表和查询都不能添加9．在Access中，删除查询操作中被删除的记录属于（）。
BA．逻辑删除 B．物理删除 C．可恢复删除D．临时删除10．如果用户希望根据某个可以临时变化的值来查找记录，则最好使用的查询是（）。
CA．选择查询B．交叉表查询C．参数查询 D．操作查询二、填空题1．若要查找最近20天之内参加工作的职工记录，查询条件为。
数据库系统原理与设计(万常选版)第四章练习题和详细答案
数据库系统原理与设计（万常选版）第四章练习题和详细答案第四章关系系统及其优化一、选择题1.概念模型是现实世界的第一层抽象，这一类最著名的模型是（）。
A.层次模型B. 关系模型C. 网状模型D. 实体-关系模型2.区分不同实体的依据是（）。
A. 名称B. 属性C. 对象D. 概念3.关系数据模型是目前最重要的一种数据模型，它的三个要素分别为（）。
A.实体完整、参照完整、用户自定义完整B.数据结构、关系操作、完整性约束C.数据增加、数据修改、数据查询D.外模式、模式、内模式4.在（）中一个结点可以有多个双亲，节点之间可以有多种联系。
A.网状模型B. 关系模型C.层次模型D. 以上都有5.（）的存取路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性、更好的安全保密性，也简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作。
A.网状模型B. 关系模型D.层次模型 D. 以上都有6.在关系数据库中，要求基本关系中所有的主属性上不能有空值，其遵守的约束规则是（）。
A.数据依赖完整性规则B. 用户定义完整性规则C.实体完整性规则D. 域完整性规则选择题答案：二、简答题1.试述关系模型的三个组成部分。
答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2.试述关系数据语言的特点和分类。
答：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言例如ISBL关系演算语言（元组关系演算语言例如APLHA，QUEL 和域关系演算语言例如QBE）具有关系代数和关系演算双重特点的语言例如SQL这些关系数据语言的共同特点是，具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。
3. 定义并理解下列术语，说明它们之间的联系与区别:（1）域，关系，元组，属性答：域：域是一组具有相同数据类型的值的集合。
关系：在域D1，D2，…，Dn上笛卡尔积D1×D2×…×Dn的子集称为关系，表示为R（D1，D2，…，Dn）元组：关系中的每个元素是关系中的元组。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.1 E-R模型的基本概念
������完全参与联系，即该端实例至少有一个参与到联系中, 最
小基数为1(1..m)； ������部分参与联系，即该端实例可以不参与联系，最小基数为 0(0..m)
2.2 E-R模型的图示化方法
2.2 E-R模型的图示化方法
箭头直线：由联系指向1端 无箭头直线：由联系指向多端
余数据，则应把数据字典中数据关联的说明 作为完整性约束条件。
一种更好的方法是把冗余数据定义在视图中
目录
1 设计过程概述 2 实体-联系模型 3 转换为关系模式 4 数据库设计实例
E-R模型中的实体转换为关系 E-R模型中的实体的属性转换为关系的属性
图书(书号,书名,出版日期,出版社) 读者(借书证号,姓名,年龄,性别,家庭住址) 书架(书架号,房间号)
2.消除冗余的方法
分析方法
例，教师工资单中包括该教师的基本工资、各种补贴、
应扣除的房租水电费以及实发工资。 由于实发工资可以由前面各项推算出来，因此可以去掉 ，在需要查询实发工资时根据基本工资、各种补贴、应扣除 的房租水电费数据临时生成。
消除冗余的方法(续)
如果是为了提高效率，人为地保留了一些冗
---- 数据模型与概念模型
数据模型是一组相互关联且已严格定义的概念集合，是用于刻画或描述 现实世界、信息世界或计算机世界的模型 数据模型分不同的层次：描述计算机世界的称数据模型；描述信息世界 或现实世界的称概念数据模型，简称概念模型
现实世 界
认识 抽象
现实世界 概念模型 数据库设计人员完成
确定实体之间的联系类型
例：学籍管理局部应用中主要涉及的实体包括学生、 宿舍、 档案材料、班级、班主任。 实体之间的联系：
• 由于一个宿舍可以住多个学生，而一个学生只能住在某一个宿舍中 ，因此宿舍与学生之间是1:n的联系。 • 由于一个班级往往有若干名学生，而一个学生只能属于一个班级， 因此班级与学生之间也是1:n的联系。 • 由于班主任同时还要教课，因此班主任与学生之间存在指导联系， 一个班主任要教多名学生，而一个学生只对应一个班主任，因此班 主任与学生之间也是1:n的联系。 • 而学生和他自己的档案材料之间，班级与班主任之间都是1:1的联系 。
双直线：完全参与联系；单直线：部分参与联系
2.2 E-R模型的图示化方法
或者采用：
直线旁标1：由联系指向1端
直线旁标m或n：由联系指向多端
直线旁标1..1, 0..1, 1..m, 0..m：完全参与联系还是部分参与联系, 1开始
的，为完全联系，即该端实例至少有一个参与到联系中；0开始的，为 部分参与联系，即该端实例可以不参与联系
第四章 数据库设计
目录
1 设计过程概述 2 实体-联系模型 3 转换为关系模式 4 数据库设计实例
什么是数据库设计？
为什么要进行数据库设计？
数据库设计过程
---- 数据库设计中的抽象
现实世界==>(抽象为)信息世界==> (转换为)计算机世界 现实(客观存在) ==> 认识与抽象(概念) ==> 计算机中(用计算机实现)
属性冲突
(1) 属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不
同。
例如：属性“零件号”有的定义为字符型，有的为数 值型。
(2) 属性取值单位冲突。
例如：属性“重量”有的以克为单位，有的以公斤为 单位。
命名冲突
(1) 同名异义。
不同意义对象相同名称。
(2) 异名同义（一义多名）。
特点
• 世界是由一组称作实体的基本对象和这些对象之间的联系构成的 • 概念建模 • 语义模型
2.1 E-R模型的基本概念
E-R图模型给出了一组概念，用这组概念可以描述信息世界
• 实体 • 属性 • 联系
2.1 E-R模型的基本概念
实体
实体：客观存在并可相互区分的事物 实体有类(实体)和个体(实体的实例)的概念
•
若联系一方全部参与(1..1) ，则将联系另一方的码作为全部参与一 方的属性 职工(职工号, …) 部门(部门号, 部门名, 职工号)
一对多联系：
将单方参与实体的码作为多方参与实体的属性
一位同学可以选学多门课程，一门课程可由多个人来选学
2.1 E-R模型的基本概念
联系的基数（Cardinalities）：实体实例之间的联系的数量
，即一个实体的实例通过一个联系能与另一实体中相关联的 实例的数目
常见的映射基数如上，有一对一的（1:1），一对多的（1:m
），多对多的（m:n）几种情况
合并、修改与重构 关键：消除各分E-R图的冲突
对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚
集），形成
实体 实体的属性，标识实体的码 确定实体之间的联系类型(1:1，1:n，m:n)
E-R模型的设计
用实体集还是属性
实体与属性是相对而言的。同一事物，在一种应用 环境中作为“属性”，在另一种应用环境中就必 须作为“实体”。
m
零件
m
（E—R）12
2-2)修改与重构
基本任务
• 消除不必要的冗余，设计生成基本E-R 图
分E-R图
合并
初步E-R图 消除不必要的冗余 基本E-R图 可能存在冗余的数据 和冗余的实体间联系
修改与重构（续）
1．冗余 2.消除冗余的方法
1．冗余
冗余的数据是指可由基本数据导出的数据，
• 符合上述两条特性的事物一般作为属性对待。 • 为了简化E-R图的处置，现实世界中的事物凡能 够作为属性对待的，应尽量作为属性。
E-R模型的设计
用实体集还是属性
举例 • 例1：“学生”由学号、姓名等属性进一步描述 ，根据准则１，“学生”只能作为实体，不能作 为属性。 • 例2：职称通常作为教师实体的属性，但在涉及 住房分配时，由于分房与职称有关，也就是说职 称与住房实体之间有联系，根据准则２，这时把 职称作为实体来处理会更合适些.
2.1 E-R模型的基本概念
单值属性和多值属性
• 多值属性示例： 电话号码，一个人可能有多个电话号码 • 在关系模型中，多值属性一定要转化为单值属性(关系的第1范式)
可空值属性和非空值属性：每个实例的该属性值可以是或不
能是空值
导出属性
• 由其他属性计算而得 • 例如由“出生年份” 可以得出“年龄”
（2）同一实体在不同局部视图中所包含的属性不完 全相同，或者属性的排列次序不完全相同。 产生原因：不同的局部应用关心的是该实体的不 同侧面。
解决方法：使该实体的属性取各分E-R图中属性 的并集，再适当设计属性的次序。
结构冲突（续）
例： 学生 姓名 平均成绩
学生 政治面貌 学号
学号
姓名 性别
冗余的联系是指可由其他联系导出的联系。
冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据
库维护增加困难
并不是所有的冗余数据与冗余联系都必须加以消除，有
时为了提高某些应用的效率，不得不以冗余信息作为代 价。
冗余（续）
设计数据库概念结构时，哪些冗余信息必须消除， 哪些冗余信息允许存在，需要根据用户的整体需求 来确定。 消除不必要的冗余后的初步E-R图称为基本E-R图。
(b)在局部应用B中 学生
(a)在局部应用A中
姓名 学号 出生日期所在系 年级 (c)在局部应用C中
结构冲突（续）
学生
学号 姓名 出生 政治 所在系 年级 性别 平均 日期 面貌 成绩 (d)合并后
结构冲突（续） （3）实体之间的联系在不同局部视图中呈现 不同的类型
例1， 实体E1与E2在局部应用A中是多对多联系， 而在局部应用B中是一对多联系 例2， 在局部应用X中E1与E2发生联系，而在局部 应用Y中E1、E2、E3三者之间有联系。
2.1 E-R模型的基本概念
实体用属性来描述 属性，实体所具有的某一方面特性
2.1 E-R模型的基本概念
实体中的每一实例如何区分？关键的属性：关键字 关键字/码，实体中能够用其值唯一区分每一实例的属性或
属性组合
2.1 E-R模型的基本概念
简单属性和复合属性
• 复合属性示例： 家庭住址：省份, 详细住址 • 在关系模型中，复合属性一定要转化为单一属性(关系的第1范式)
集成局部E-R图的步骤
• 1. 合并 • 2. 修改与重构
各分Ｅ－Ｒ图存在冲突
• 各个局部应用所面向的问题不同 由不同的设计人员进行设计
各个分E-R图之间必定会存在许多不一致的地方（冲突） • 合并分E-R图的主要工作与关键所在：合理消除各分E-R 图的冲突
冲突的种类• 属Fra bibliotek冲突 • 命名冲突 • 结构冲突
信息世界
概念模型
概念模型 逻辑模型 数据库设计人员完成 逻辑模型 物理模型 由DBMS完成
机器世界
DBMS支持的数据模型
现实世界中客观对象的抽象过程
目录
1 设计过程概述 2 实体-联系模型 3 转换为关系模式 4 数据库设计实例
2.1 E-R模型的基本概念
历史
• E-R模型：Entity-Relationship Model • 1976年，P.P.S.Chen提出E-R模型，用E-R图来描述概念模型
2.2 E-R模型的图示化方法
带组合、多值和导出属性的E-R图
直线上标记有文字：联系的角色
实例
E-R模型的设计 1）抽象数据并设计局部E-R图
在多层的数据流图中选择一个适当层次的（经验很重 要）数据流图，以该层次的数据流图为出发点，设计分 E-R图
2）集成E-R图，生成基本E-R图