数据库设计 - 概念和逻辑结构设计100页PPT文档
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数据库设计PPT模板-2024鲜版
收集和分析用户需求，明确系统功能和性能 要求。
概念设计
建立数据模型，描述数据实体及其关系，形成 概念模型。
逻辑设计
将概念模型转换为数据库逻辑模型，包括表结构 、索引、视图等。
2024/3/28
物理设计
确定数据的物理存储结构，如文件组织、存储设备 等。
优化
对数据库性能进行优化，如查询优化、索引优化 等。
复列。
2024/3/28
第二范式
消除部分函数依赖，使 每个非主属性完全依赖
于主键。
第三范式
优化处理
消除传递函数依赖，减 少数据冗余和更新异常
。
17
根据实际需求，对关系 模式进行合并、分解等
优化操作。
逻辑结构图绘制
01
02
03
04
工具选择
选用合适的数据库设计工具， 如ERwin、PowerDesigner
数据库服务器架构图
01
绘制数据库服务器架构图，展示服务器、存储设备、网络设备
等物理组成。
数据库物理结构图
02
绘制数据库物理结构图，展示表、索引、视图等数据库对象的
物理存储结构。
数据流图
03
绘制数据流图，展示数据在数据库中的流动和处理过程，帮助
理解数据库的物理设计。
22
06
数据库实施与维护
2024/3/28
概念设计
建立数据模型，描述数据实体及其关系，形成 概念模型。
逻辑设计
将概念模型转换为数据库逻辑模型，包括表结构 、索引、视图等。
2024/3/28
物理设计
确定数据的物理存储结构，如文件组织、存储设备 等。
优化
对数据库性能进行优化，如查询优化、索引优化 等。
复列。
2024/3/28
第二范式
消除部分函数依赖，使 每个非主属性完全依赖
于主键。
第三范式
优化处理
消除传递函数依赖，减 少数据冗余和更新异常
。
17
根据实际需求，对关系 模式进行合并、分解等
优化操作。
逻辑结构图绘制
01
02
03
04
工具选择
选用合适的数据库设计工具， 如ERwin、PowerDesigner
数据库服务器架构图
01
绘制数据库服务器架构图，展示服务器、存储设备、网络设备
等物理组成。
数据库物理结构图
02
绘制数据库物理结构图，展示表、索引、视图等数据库对象的
物理存储结构。
数据流图
03
绘制数据流图，展示数据在数据库中的流动和处理过程，帮助
理解数据库的物理设计。
22
06
数据库实施与维护
2024/3/28
《数据库》ppt课件
分布式存储、并行计算、数据挖掘等技术在大数据处理中的应用。
分布式数据库技术
分布式数据库概述
分布式数据库的定义、特点、架构和分类。
分布式数据库的关键技术
数据分区、数据复制、事务管理、负载均衡 等。
分布式数据库的应用场景
云计算、大数据处理、高可用性和可扩展性 应用等。
数据库技术的发展趋势与挑战
数据库技术的发展趋势
数据库性能优化
探讨数据库性能优化的方法和技巧， 如索引优化、查询优化、数据库参数 调整等。
数据库应用开发
讲解如何使用数据库进行应用开发， 包括数据库设计、数据访问层实现、 业务逻辑层实现等。
数据库安全与防护
分析数据库面临的安全威胁和风险， 介绍数据库安全防护的措施和方法， 如数据加密、权限控制、防止SQL注 入等。
数据库管理工具的
使用
介绍如何使用管理工具进行数据 库的创建、表结构的定义、数据 的导入导出、查询优化等操作。
数据库安全性管理
包括用户权限管理、数据加密、 防止SQL注入等安全措施的实施 和管理。
05
数据库安全与保护
数据库安全性概述
数据库安全性的含义
保护数据库，防止因用户非法使用数据库造成数据泄露、更改或 破坏。
分别对应用户视图、逻辑结构和物理存储结构。
数据库管理系统（DBMS）的功能
03
数据库物理设计(共93张PPT)
6.2需求分析 6.2.1任务
• 困难在： 用户缺少计算机知识，无法准确表达自
己的需求，需求往往不断变化 设计人员缺乏用户的专业知识，不易理
解甚至误解用户的需求。 软硬件技术的出现会使用户需求发生变
化
6.2需求分析 6.2.2需求分析的方法（1）
• 调查与初步分析用户需求需四步： 调查组织机构情况：部门组成、职责，为分析信息流
整体概念结构（总E-RT图）必须验 证
• 整体概念结构内部必须具有一致性 • 整体概念结构能准确反映原来的每个视
图结构
• 整体概念结构能满足需求分析阶段所确 定的所有要求
6.4 逻辑结构设计
• 逻辑结构设计的任务
– 概念结构是各种数据模型的共同基础
– 为了能够用某一DBMS实现用户需求，还必 须将概念结构进一步转化为相应的数据模型 ，这正是数据库逻辑结构设计所要完成的任 务。
– 1) 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
• 关系的码：n端实体的码
E-R图向关系模型的转换（续 ）
⒊ 一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以 与n端对应的关系模式合并。
– 2) 与n端对应的关系模式合并 • 合并后关系的属性：在n端关系中加入1端关系
及联系本身的属性
– 关系的码：各实体码的组合
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
需求分析-重点
• 需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数 据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完 整性要求。
– 信息要求 • 用户需要从数据库中获得信息的内容与性质 • 在数据库中需要存储哪些数据
– 处理要求 • 对处理功能的要求 • 对处理的响应时间的要求
需求分析-难点
– 用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算 机究竟能为自己做什么，不能做什么，因此 无法一下子准确地表达自己的需求，他们所 提出的需求往往不断地变化。
要选修了这门课程，且成绩至少为60。 – 一个学生不能注册在相同时间上课的两门课程 – 在一个学期内，一个学生选修课程的学分不能超过
20分，分配给一个课程的教室座位数应该大于等于 该课程的最大学生人数。
教室
教师
教室信息 成绩上课信息
学生
选选课课错误 课表
选课管理
课程信息
开课信息单
选课及成绩
• 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
需求分析-重点
• 需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数 据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完 整性要求。
– 信息要求 • 用户需要从数据库中获得信息的内容与性质 • 在数据库中需要存储哪些数据
– 处理要求 • 对处理功能的要求 • 对处理的响应时间的要求
需求分析-难点
– 用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算 机究竟能为自己做什么，不能做什么，因此 无法一下子准确地表达自己的需求，他们所 提出的需求往往不断地变化。
要选修了这门课程，且成绩至少为60。 – 一个学生不能注册在相同时间上课的两门课程 – 在一个学期内，一个学生选修课程的学分不能超过
20分，分配给一个课程的教室座位数应该大于等于 该课程的最大学生人数。
教室
教师
教室信息 成绩上课信息
学生
选选课课错误 课表
选课管理
课程信息
开课信息单
选课及成绩
数据库的ppt课件
也称为物理模式或存储模式，是数据 的物理结构和存储方式的描写。它由 内模式定义语言定义，并由数据库管 理员管理和控制。
模式
wenku.baidu.com
也称为逻辑模式或概念模式，是数据 库中全部数据的逻辑结构和特征的描 写。它由模式定义语言定义，并由数 据库管理员管理和控制。
数据库管理系统（DBMS）的功能
数据定义语言（DDL）：用于定义数据 库的三级模式结构，包括创建、修改和 删除数据库、表等对象。
数据库设计的进程与方法
数据库设计的进程
数据库设计的进程包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物 理设计四个阶段。每个阶段都有其特定的任务和输出。
数据库设计的方法
常见的数据库设计方法有自底向上、自顶向下和逐步扩大法 等。自底向上法从数据模型动身，逐步抽象出概念模型；自 顶向下法则从概念模型动身，逐步求精到数据模型。
非关系型数据库
不依赖于固定的表格结构，可以灵活地存储数据。常见的 有MongoDB、Redis等。
散布式数据库
将数据分散存储在多个节点上，以提高可扩大性和可用性 。常见的有Cassandra、Couchbase等。
云数据库
基于云计算技术构建的数据库服务，用户可以通过互联网 访问和管理数据。常见的有Amazon RDS、Google Cloud SQL等。
数据库设计实践案例分析
案例一
《数据库设计》ppt课件
分析企业级应用的数据需求和特点，如数据安全性、事务处理等，讲解如何设计稳健的企业级数据库系统。
企业级应用数据库设计
典型案例分析讲解
分组选题
学生自由组队，选择感兴趣的项目主题，如在线教育平台、在线医疗系统等。
需求分析
针对所选项目，进行详细的需求分析，包括功能需求、数据需求等。
数据库设计
根据项目需求，设计相应的数据库结构，包括表结构、索引、存储过程等。
将弱实体集转换为一个关系模式，其属性包括弱实体集自身的属性和标识其所属强实体集的属性。
消除冗余
通过合并、分解等方法消除数据冗余，提高数据一致性。
范式转换
将数据模型逐步转换为更高级别的范式，如第一范式、第二范式、第三范式等，以消除数据依赖和更新异常。
逆规范化
在必要时进行适当的逆规范化操作，以提高查询性能和减少复杂度。
实体型（Entity TypLeabharlann Baidu）
同一类型实体的集合，如全体学生。
实体集（Entity Set）
实体集之间的关联关系，如学生与课程之间的选课关系。
联系（Relationship）
概念模型基本概念
E-R图表示方法
实体型
用矩形表示，矩形框内写明实体名。
属性
用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。
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）。
企业级应用数据库设计
典型案例分析讲解
分组选题
学生自由组队，选择感兴趣的项目主题，如在线教育平台、在线医疗系统等。
需求分析
针对所选项目，进行详细的需求分析，包括功能需求、数据需求等。
数据库设计
根据项目需求，设计相应的数据库结构，包括表结构、索引、存储过程等。
将弱实体集转换为一个关系模式，其属性包括弱实体集自身的属性和标识其所属强实体集的属性。
消除冗余
通过合并、分解等方法消除数据冗余，提高数据一致性。
范式转换
将数据模型逐步转换为更高级别的范式，如第一范式、第二范式、第三范式等，以消除数据依赖和更新异常。
逆规范化
在必要时进行适当的逆规范化操作，以提高查询性能和减少复杂度。
实体型（Entity TypLeabharlann Baidu）
同一类型实体的集合，如全体学生。
实体集（Entity Set）
实体集之间的关联关系，如学生与课程之间的选课关系。
联系（Relationship）
概念模型基本概念
E-R图表示方法
实体型
用矩形表示，矩形框内写明实体名。
属性
用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。
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）。
数据库设计ppt课件
如何将实体、信息转化为相应的数据，并以与 数据库相适合的模式存到数据库中，以实现数据共 享，这是数据库设计的中心任务。因此，数据库设 计的主要任务包括实体的代码设计、实体概念模型 到数据模型的转换以及对数据存储结构的规范化处 理。
完整版PPT课件
7
9.2 概念模型
– 即数据库概念设计，它是针对现实世界，通 过对其中信息实体的收集、分类、聚集和概括，
在系统开发过程中，首先要选择确定信息系统被管理的对象，如物资、 产品、原材料、定额、工序等，这些是客观事物。对客观事物进行分析， 抽取能够表述其特征与行为的属性，需要用到信息范畴的相关概念，我 们常用实体关系模型来表示对这些客观事物的认识和描述。最后，要把 这些信息存储在计算机管理信息系统中，则必须将其转变为数据库中的 相关概念，如关系、记录、字段等概念。
完整版PPT课件
6
9.1.2 数据库设计的主要任务
管理信息系统中对于大量数据的存储与共享， 一信般息都需会要用以到某数 种据方库式的存支储持到，数即据录库入中的，大并量在数数据据或库 管理系统的支持下，对数据进行各种加工处理，以 实现查询、统计等功能。因此，管理信息系统开发 过程中，对于数据库的设计是一种重要的任务。
（6）能唯一标识实体的属性称为主码。一个实体集 中任意两个实体在主码上的取值不能相同。如学号 是学生的实体主码。注意：主码对应数据库中的关 键字域，但在实体-关系图中称码为“主码”，而不 是叫关键字，关键字是数据库中的概念。
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7
9.2 概念模型
– 即数据库概念设计，它是针对现实世界，通 过对其中信息实体的收集、分类、聚集和概括，
在系统开发过程中，首先要选择确定信息系统被管理的对象，如物资、 产品、原材料、定额、工序等，这些是客观事物。对客观事物进行分析， 抽取能够表述其特征与行为的属性，需要用到信息范畴的相关概念，我 们常用实体关系模型来表示对这些客观事物的认识和描述。最后，要把 这些信息存储在计算机管理信息系统中，则必须将其转变为数据库中的 相关概念，如关系、记录、字段等概念。
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6
9.1.2 数据库设计的主要任务
管理信息系统中对于大量数据的存储与共享， 一信般息都需会要用以到某数 种据方库式的存支储持到，数即据录库入中的，大并量在数数据据或库 管理系统的支持下，对数据进行各种加工处理，以 实现查询、统计等功能。因此，管理信息系统开发 过程中，对于数据库的设计是一种重要的任务。
（6）能唯一标识实体的属性称为主码。一个实体集 中任意两个实体在主码上的取值不能相同。如学号 是学生的实体主码。注意：主码对应数据库中的关 键字域，但在实体-关系图中称码为“主码”，而不 是叫关键字，关键字是数据库中的概念。
数据库系统设计PPT课件
数据分析阶段，任何调查研究没有用户的积极参与是寸步难 行的，设计人员应该和用户充分交流，帮助不熟悉计算机的 用户建立数据库环境下的概念，并对设计工作的最后结果承 担共同的责任。因此，用户的参与是设计数据库不可缺少的 环节。调查用户需求的具体步骤如下。
1）了解管理对象的组织机构情况：在系统分析时，要对管理对象所 涉及的行政组织机构进行了解，弄清所设计的数据库系统与哪些部 门相关，这些部门以及下属各个单位的联系和职责是什么。
-
19
前一页 休息
第2章 数据库系统设计
3.2.1 需求分析的任务和方法
3．系统需求调查的方法 计算机工作人员应当在熟悉了相关部门的业务后，协助用户提出对新系
统的各种要求。这些要求包括：信息要求、处理要求、安全性与完整性 要求等。在系统需求调查中，用户的积极参与配合是做好调查的关键。 做需求调查时，往往需要同时采用上述多种方法。
流、数据存储的描述
典中处理过程的描述
概念结构设计 概念模型（E-R）图、数据字典
系统说明书包括：l）新系统要求、方案 和概念图； 2）反映新系统信息流的 数据流程图
逻辑结构设计 某种数据模型：关系或非关系模型 系统结构图（模块结构）
物理结构设计 实施阶段
存储安排、方法选择、存取路径建 立
编写模式、装入数据、数据库试运 行
-
16
前一页 休息
1）了解管理对象的组织机构情况：在系统分析时，要对管理对象所 涉及的行政组织机构进行了解，弄清所设计的数据库系统与哪些部 门相关，这些部门以及下属各个单位的联系和职责是什么。
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第2章 数据库系统设计
3.2.1 需求分析的任务和方法
3．系统需求调查的方法 计算机工作人员应当在熟悉了相关部门的业务后，协助用户提出对新系
统的各种要求。这些要求包括：信息要求、处理要求、安全性与完整性 要求等。在系统需求调查中，用户的积极参与配合是做好调查的关键。 做需求调查时，往往需要同时采用上述多种方法。
流、数据存储的描述
典中处理过程的描述
概念结构设计 概念模型（E-R）图、数据字典
系统说明书包括：l）新系统要求、方案 和概念图； 2）反映新系统信息流的 数据流程图
逻辑结构设计 某种数据模型：关系或非关系模型 系统结构图（模块结构）
物理结构设计 实施阶段
存储安排、方法选择、存取路径建 立
编写模式、装入数据、数据库试运 行
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数据库的设计ppt课件PPT课件
定义。
数据类型、长度及精度选择
01
数据类型选择
根据字段的实际含义选择合适的 数据类型，如整数、浮点数、字 符型等。
02
长度及精度设置
03
默认值及约束条件
根据实际需求设置字段的长度和 精度，确保数据的准确性和存储 效率。
为字段设置默认值、非空约束等 条件，保证数据的完整性和一致 性。
索引、视图及存储过程设计
要点一
实时监控
要点二
历史数据分析
通过专业工具实时监控数据库性能指标，如响应时间、吞 吐量等。
对历史性能数据进行分析，找出性能瓶颈和优化方向。
数据库性能监控及调优措施
SQL优化
优化查询语句，提高查询效率。
VS
索引优化
合理创建和使用索引，减少数据库查询时 间。
数据库性能监控及调优措施
配置调整
调整数据库配置参数，如内存分配、连接池 大小等，以适应应用需求。
表示在某一时刻类的具体实例及其关系。
包图
UML在数据库设计中的应用
表示系统的分层结构，将相关的类组织在 一起。
通过类图描述概念模型，进而转化为数据 库的逻辑结构。
概念结构优化与验证
优化目标
简化结构、减少冗余、提高性能。
验证方法
检查完整性、一致性、可扩展性等，确保概 念模型满足业务需求。
14数据库设计-逻辑结构设计
Ssm
E-R图向关系模型的转换
• 例，“管理”联系为1:1联系，可以有三种转换方法：
¤ 转换为一个独立的关系模式： 管理（职工号，班级号）
或
管理（职工号，班级号）
¤ “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）
¤ “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：
Course PK Cno
Cname Ccredit
Class PK Classno
CCount
ClassRoom PK CRno
CRAddress CRCapability
CC
PK,FK1 Cno PK,FK2 CRno
Ssm
E-R图向关系模型的转换
• 转换原则 • 2. 一个m:n联系转换为一个关系模式。
Ssm
E-R图向关系模型的转换
Sex PK sex
Teacher
PK Tno
Tname Tsex TisBest Tprof
Dorm PK DormNo
DormAddress DormCapability
TS
PK,FK1 Tno PK,FK2 Sno
Document PK Dno
InTime FK1 Sno
Document PK Dno
E-R图向关系模型的转换
• 例，“管理”联系为1:1联系，可以有三种转换方法：
¤ 转换为一个独立的关系模式： 管理（职工号，班级号）
或
管理（职工号，班级号）
¤ “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）
¤ “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：
Course PK Cno
Cname Ccredit
Class PK Classno
CCount
ClassRoom PK CRno
CRAddress CRCapability
CC
PK,FK1 Cno PK,FK2 CRno
Ssm
E-R图向关系模型的转换
• 转换原则 • 2. 一个m:n联系转换为一个关系模式。
Ssm
E-R图向关系模型的转换
Sex PK sex
Teacher
PK Tno
Tname Tsex TisBest Tprof
Dorm PK DormNo
DormAddress DormCapability
TS
PK,FK1 Tno PK,FK2 Sno
Document PK Dno
InTime FK1 Sno
Document PK Dno
《数据库设计》PPT课件
h
8
数据库设计方法简述（续）
计算机辅助设计
– ORACLE Designer 2000 – SYBASE PowerDesigner
h
9
数据库设计的基本步骤
一、数据库设计的准备工作 选定参加设计的人员
1. 数据库分析设计人员 – 数据库设计的核心人员 – 自始至终参与数据库设计 – 其水平决定了数据库系统的质量
2
数据库和信息系统
数据库是信息系统的核心和基础 – 把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来 – 提供存储、维护、检索数据的功能 – 使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获 得所需的信息
数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在一起 以及如何结合的关键所在
数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分
h
10
数据库设计的基本步骤
2. 用户
– 在数据库设计中也是举足轻重的 – 主要参加需求分析和数据库的运行维护 – 用户积极参与带来的好处
加速数据库设计 提高数据库设计的质量
h
11
数据库设计的基本步骤（续）
3. 程序员
– 在系统实施阶段参与进来，负责编制 程序
4. 操作员
– 在系统实施阶段参与进来，准备软硬 件环境
新系统的功能必须能够满足用户的信息要求、处理要 求、安全性与完整性要求。
h
数据库设计ppt课件
E-R模型向关系数据模型的转换 1. 实体类型向关系模型转换 将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为
关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的键。
02.04.2021
可编辑ppt
11 11
3.4 逻辑设计
2. 联系类型向关系模型转换 （1）1:1联系到关系模型的转化
性别
年龄
任职年月
地址
姓名
辑数据库结构研制出一个有效的、可实现的物理数据库结构 的过程。
1. 确定记录存储格式 2. 选择文件的存储结构 3. 决定存取路径 4. 完整性和安全性 5. 程序设计
02.04.2021
可编辑ppt
18 18
3.5 物理设计
物理设计的性能 查询和响应时间 更新事务的开销 报告生成的开销 主存储空间开销 辅助存储空间
产品号
性能参数 零件个数
零件号
价格
M 产品
组成
材料 N
N 零件 M 使用
02.04.2021
材料号
库存量
性能参数
使用量
(c)全局E-R模型 图3.2 局部E-R模可编型辑集pp成t 为全局E-R模型
10 10
3.4 逻辑设计
逻辑设计的步骤 数据库的逻辑设计步骤如下： （1）将E-R图转换为一般的数据模型。 （2）模型评价。 （3）模型修正。
性别
关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的键。
02.04.2021
可编辑ppt
11 11
3.4 逻辑设计
2. 联系类型向关系模型转换 （1）1:1联系到关系模型的转化
性别
年龄
任职年月
地址
姓名
辑数据库结构研制出一个有效的、可实现的物理数据库结构 的过程。
1. 确定记录存储格式 2. 选择文件的存储结构 3. 决定存取路径 4. 完整性和安全性 5. 程序设计
02.04.2021
可编辑ppt
18 18
3.5 物理设计
物理设计的性能 查询和响应时间 更新事务的开销 报告生成的开销 主存储空间开销 辅助存储空间
产品号
性能参数 零件个数
零件号
价格
M 产品
组成
材料 N
N 零件 M 使用
02.04.2021
材料号
库存量
性能参数
使用量
(c)全局E-R模型 图3.2 局部E-R模可编型辑集pp成t 为全局E-R模型
10 10
3.4 逻辑设计
逻辑设计的步骤 数据库的逻辑设计步骤如下： （1）将E-R图转换为一般的数据模型。 （2）模型评价。 （3）模型修正。
性别
相关主题
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实体的表示：用长方形 联系的表示：用菱形，1:1、1:n (m:1)、(m:n) 属性的表示：用椭圆形
10.4 E-R图设计
在数据分析的基础上，就可以着手设 计概念结构。
E-R图设计的步骤：
1. 选择局部应用，设计局部分ER图 2. 综合各局部E-R图，形成总的E-R图，消除冲突和
冗余，得到基本ER图
目前成为数据库设计中通用的工具
E-R模型设计工具
Sybase公司的PowerDesigner DataArchitect 微软公司Microsoft InfoModeler
(VisioModeler)
ERWin
10.2 概念结构设计的方法与步骤
设计概念结构的四类方法
自顶向下
如何区分实体和属性
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”。
例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为 “学生”实体的一个属性，表明一个学生属于哪个 系；而在另一种环境中，由于需要考虑一个系的系 主任、教师人数、学生人数、办公地点等，这时它 就需要作为实体了。
各个分E-R图之间必定会存在许多不一致的地方 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
合并分E-R图，生成初步E-R图（续）
冲突的种类
属性冲突 命名冲突 结构冲突
⒈ 属性冲突
两类属性冲突
属性域冲突：属性值的类型、取值范围或取值集 合不同。
属性取值单位冲突。
设计局部分E-R图（4）
确定实体与属性的原则
属性不能再具有需要描述的性Байду номын сангаас。即属性必须是不 可分的数据项，不能再由另一些属性组成。
属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体 之间。
凡能够作为属性对待的，应尽量作为属性
分E-R图设计实例
实例：P214
分E-R图设计实例1
例1：一个机械制造厂的简单管理系统。
自顶向下
自底向上
逐步扩张
概念结构设计的方法与步骤（续）
常用策略（P211图7.8）
自顶向下地进行需求分析 自底向上地设计概念结构
自底向上设计概念结构的步骤（P211图7.9）
第1步：抽象数据并设计局部视图 第2步：集成局部视图，得到全局概念结构
10.3 E-R图
基本符号
解决方法：通常是把属性变换为实体或把实体变 换为属性，使同一对象具有相同的抽象。变换时 要遵循两个准则。
结构冲突（续）
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。
首先按工厂技术部门和工厂供应部门设计两个 局部E-R图。
工厂技术部门关心的是产品的性能参数，及由哪些 零件组成，零件的材料和耗用量等；
工厂供应部门关心的是产品的价格，使用材料的价 格及库存量等。
分E-R图设计实例2
实例：P214
10.4.2 局部视图集成
各个局部视图即分E-R图建立好后，还需要对 它们进行合并，集成为一个整体的数据概念结 构即总E-R图。
视图的集成方式
视图集成的两种方式
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
首先集成两个局部视图（通常是比较关键的两个 局部视图）
以后每次将一个新的局部视图集成进来
视图的集成过程
一、合并分E-R图，生成初步E-R图
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
首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化
自底向上
首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们 集成起来，得到全局概念结构
设计概念结构的四类方法
逐步扩张
首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩 充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直 至总体概念结构
混合策略
将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策 略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集 成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。
例：在学校环境中，可把张三、李四等对象抽象为学 生实体。
设计局部分E-R图（3）
属性：对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性 。组成成分与对象类型之间是“is part of"的关系。
例：学号、姓名、专业、年级等可以抽象为学生实体 的属性。其中学号为标识学生实体的码。
设计局部分E-R图（4）
10.4.1 设计局部分E-R图
需求分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了 整个系统。
设计分E-R图首先需要根据系统的具体情况，在多层 的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，让这组 图中每一部分对应一个局部应用，然后以这一层次的 数据流图为出发点，设计分E-R图。
10.4.1 设计局部分E-R图
第10讲 数据库设计 —概念和逻辑结构设计
浙江大学宁波理工学院计算机系 肖辉
xiaohuinit.zju.edu
数据库设计过程
数据库设计各阶段描述
10.1 概念结构设计
1976年P.P.S.Chen提出在逻辑结构 设计之前 先设计一个概念模型，并提出了数据库设计的 实体--联系方法Entity--Relationship Approach
任务
标定局部应用中的实体、属性、码，实体间的联 系 将各局部应用涉及的数据分别从数据字典中抽 取出来，参照数据流图，标定各局部应用中的 实体、实体的属性、标识实体的码，确定实体 之间的联系及其类型（1:1，1:n，m:n）
设计局部分E-R图（2）
如何抽象实体和属性
实体：现实世界中一组具有某些共同特性和行为的 对象就可以抽象为一个实体。对象和实体之间是 “is member of"的关系。
⒉ 命名冲突
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
异名同义：同一意义的对象在不同的局部应用中具 有不同的名字
命名冲突可能发生在属性级、实体级、联系级 上。其中属性的命名冲突更为常见。
⒊ 结构冲突
三类结构冲突
同一对象在不同应用中具有不同的抽象 例，“课程”在某一局部应用中被当作实体 在另一局部应用中则被当作属性
10.4 E-R图设计
在数据分析的基础上，就可以着手设 计概念结构。
E-R图设计的步骤：
1. 选择局部应用，设计局部分ER图 2. 综合各局部E-R图，形成总的E-R图，消除冲突和
冗余，得到基本ER图
目前成为数据库设计中通用的工具
E-R模型设计工具
Sybase公司的PowerDesigner DataArchitect 微软公司Microsoft InfoModeler
(VisioModeler)
ERWin
10.2 概念结构设计的方法与步骤
设计概念结构的四类方法
自顶向下
如何区分实体和属性
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”。
例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为 “学生”实体的一个属性，表明一个学生属于哪个 系；而在另一种环境中，由于需要考虑一个系的系 主任、教师人数、学生人数、办公地点等，这时它 就需要作为实体了。
各个分E-R图之间必定会存在许多不一致的地方 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
合并分E-R图，生成初步E-R图（续）
冲突的种类
属性冲突 命名冲突 结构冲突
⒈ 属性冲突
两类属性冲突
属性域冲突：属性值的类型、取值范围或取值集 合不同。
属性取值单位冲突。
设计局部分E-R图（4）
确定实体与属性的原则
属性不能再具有需要描述的性Байду номын сангаас。即属性必须是不 可分的数据项，不能再由另一些属性组成。
属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体 之间。
凡能够作为属性对待的，应尽量作为属性
分E-R图设计实例
实例：P214
分E-R图设计实例1
例1：一个机械制造厂的简单管理系统。
自顶向下
自底向上
逐步扩张
概念结构设计的方法与步骤（续）
常用策略（P211图7.8）
自顶向下地进行需求分析 自底向上地设计概念结构
自底向上设计概念结构的步骤（P211图7.9）
第1步：抽象数据并设计局部视图 第2步：集成局部视图，得到全局概念结构
10.3 E-R图
基本符号
解决方法：通常是把属性变换为实体或把实体变 换为属性，使同一对象具有相同的抽象。变换时 要遵循两个准则。
结构冲突（续）
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。
首先按工厂技术部门和工厂供应部门设计两个 局部E-R图。
工厂技术部门关心的是产品的性能参数，及由哪些 零件组成，零件的材料和耗用量等；
工厂供应部门关心的是产品的价格，使用材料的价 格及库存量等。
分E-R图设计实例2
实例：P214
10.4.2 局部视图集成
各个局部视图即分E-R图建立好后，还需要对 它们进行合并，集成为一个整体的数据概念结 构即总E-R图。
视图的集成方式
视图集成的两种方式
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
首先集成两个局部视图（通常是比较关键的两个 局部视图）
以后每次将一个新的局部视图集成进来
视图的集成过程
一、合并分E-R图，生成初步E-R图
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
首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化
自底向上
首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们 集成起来，得到全局概念结构
设计概念结构的四类方法
逐步扩张
首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩 充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直 至总体概念结构
混合策略
将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策 略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集 成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。
例：在学校环境中，可把张三、李四等对象抽象为学 生实体。
设计局部分E-R图（3）
属性：对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性 。组成成分与对象类型之间是“is part of"的关系。
例：学号、姓名、专业、年级等可以抽象为学生实体 的属性。其中学号为标识学生实体的码。
设计局部分E-R图（4）
10.4.1 设计局部分E-R图
需求分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了 整个系统。
设计分E-R图首先需要根据系统的具体情况，在多层 的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，让这组 图中每一部分对应一个局部应用，然后以这一层次的 数据流图为出发点，设计分E-R图。
10.4.1 设计局部分E-R图
第10讲 数据库设计 —概念和逻辑结构设计
浙江大学宁波理工学院计算机系 肖辉
xiaohuinit.zju.edu
数据库设计过程
数据库设计各阶段描述
10.1 概念结构设计
1976年P.P.S.Chen提出在逻辑结构 设计之前 先设计一个概念模型，并提出了数据库设计的 实体--联系方法Entity--Relationship Approach
任务
标定局部应用中的实体、属性、码，实体间的联 系 将各局部应用涉及的数据分别从数据字典中抽 取出来，参照数据流图，标定各局部应用中的 实体、实体的属性、标识实体的码，确定实体 之间的联系及其类型（1:1，1:n，m:n）
设计局部分E-R图（2）
如何抽象实体和属性
实体：现实世界中一组具有某些共同特性和行为的 对象就可以抽象为一个实体。对象和实体之间是 “is member of"的关系。
⒉ 命名冲突
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
异名同义：同一意义的对象在不同的局部应用中具 有不同的名字
命名冲突可能发生在属性级、实体级、联系级 上。其中属性的命名冲突更为常见。
⒊ 结构冲突
三类结构冲突
同一对象在不同应用中具有不同的抽象 例，“课程”在某一局部应用中被当作实体 在另一局部应用中则被当作属性