第七章数据库设计
空间数据库设计
数据结构的描述为： 数据结构 =｛数据结构名， 含义说明，组成：｛数据项或数据结构｝｝．
数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据 结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个 数据结构组成，或由若干数据项和数据结构混合 组成。
数据字典及其表示
➢ 数据流
数据流是数据结构在系统内传输的路径。数据流 的描述通常为：
需求分析
（自顶向下）
概念模式
概念模式
概念模式1
概念模式 概念模式 概念模式2
概念结构设计
（自顶向下）
全局概念模式
３、概念结构设计的步骤：
第一步） 抽象数据并设计局部视图 第二步) 集成局部视图，得到全局的概念结构。
需求分析
数据流图 数据字典
数据抽象、局部 视图的设计
分E-R图
视图集成
总E-R图
No
4.物理数据模型
把数据库的逻辑模型在实际的物理存储设备上 加以实现，从而建立一个有较好性能的物理数 据库。
构造物理数据模型，包含所有的物理实施细节。
➢ 文件结构 ➢ 内存 ➢ 磁盘空间
二、数据字典及其表示
➢ 数据项
数据项是不可再分的数据单位。它的描述为：
数据项=｛数据项名，数据项含义说明，别名， 类型，长度，取值范围，与 其他数据项的逻辑 关系｝．
其中：“取值范围”和“与其他数据项的逻辑关 系”两项定义了数据的完整性约束条件，是设计 数据完整性检验功能的依据。
数据字典及其表示
概念结构设计的方法：
➢ 自顶向下的设计方法。 ➢ 自底向上的设计方法。 ➢ 逐步扩张的设计方法。 ➢ 混合策略设计的方法。
最常采用的策略是自底向上的方法，即顶向下 地进行需求分析，然后再自底向上地设计概念 结构。
第7章 数据库设计-数据库原理及应用-微课视频版-李唯唯-清华大学出版社
主要内容
CONTENTS
1 两个实体集之间的联系 2 多个实体集之间的联系 3 实体集内部的联系 4 用E-R图表示概念模型
1. 两个实体集之间的联系
5. 数据字典--处理过程
• 处理过程描述业务处理的处理逻辑和输入、输出。
• 处理过程描述 ＝｛处理过程编号，处理过程名，说明，输入： ｛数据流｝，输出：｛数据流｝，处理：｛简要说明｝｝
【例】“审核”处理过程的描述如下： 处理过程：审核 说明：审核入库单信息是否合格 输入：入库单 输出：合格或不合格入库单 处理：对采购员提交的入库单进行审核，检查入库单填写是否 符合要求，产品实际入库数量和金额与入库单上填写的数据是 否一致。
• 概念模型的特点 (1)能真实、充分地反映现实世界； (2)易于理解； (3)易于更改； (4)易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
• 描述概念模型的工具 E-R模型
数据库原理及应用
Database Principle and Application
7.3.2 概念模型的E-R表示方法
重庆理工大学 计算机科学与工程学院
1. 需求分析的任务
• 调查的重点是“数据”和“业务处理”。 • 确定业务规则。 • 业务规则：业务处理数据以及产生数据的方法和步骤。
2. 需求信息的搜集
• 需求信息收集步骤 ✓ 业务知识的研究 ✓ 制定调研计划 ✓ 选用调研方法进行调研
• 需求信息的来源 ✓ 客户 ✓ 最终用户 ✓ 管理人员
3. 需求分析的内容
4. 业务及数据分析
业务及数据分析的内容： • 确定业务 • 业务流程分析 • 业务规则分析 • 数据流程分析
5. 数据字典--数据项
• 数据项是是不可再分的数据单位。
数据库课程课件_第7章_数据库设计
数据字典是在需求分析阶段建立，并在数据库设计过程中不 断改进、充实和完善。
⑴ 数据项：
数据项是数据的最小单位。
数据项描述={数据项名，含义说明，类型，长度，取值范围， 与其它数据项的逻辑关系} ⑵ 数据结构： 数据结构反映了数据之间的组合关系。
数据结构描述={数据结构名,含义说明,组成,{数据项或数据结
本章特点：实用性较强。
§1、 数据库设计概述 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，提供一 个确定最优数据模型与处理模式的逻辑设计，以及一个
确定数据库存储结构与存取方法的物理设计，建立起既
能反映现实世界信息和信息联系，满足用户数据要求和 加工要求，又能被某个数据库管理系统所接受，同时能 实现系统目标，并有效存取数据的数据库。
3、数据流图和数据字典
数据流图DFD有四个基本成分： 用箭头表示数据流、用圆圈表示加工或处理， 用双线段表示文件、用方框表示外部实体。
9页
学籍管理数据流图
毕业证书 新生名单 体检表
毕业登记表
宿舍描述
学生档案
毕业登记表
毕业生名单
录取通知
报到证
学生
1.0
2.0
学生基 本情况
3.0
报
到 招生 办公室
同意/不同意 接受 核对通知书 体检结果
审 核
9页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
成绩单 教室安排
课程管理 数据流图
教材 教室
选 用 教 材 教 室 安 排 课 程 介 绍
学 生
教师 课程
任 课 教 师 介 绍
考 场 试 卷 成 绩
考 场 安 排
试 卷
成 绩
数据库系统概论-第七章
7.1.3 数据库设计的基本步骤
一、数据库设计的准备工作
参加数据库设计的人员：
1) 数据库分析设计人员 ，其水平决定了数据库系统的质量 (1) 数据库设计的核心人员 (2) 自始至终参与数据库的设计
2) 管理员和用户 (1) 参与需求分析 (2) 参与数据库的运行维护
3) 程序员和操作员 ，在系统实施阶段参与进来 (1) 负责编制程序 (2) 准备软硬件环境
(E-R)1 (E-R)2
(E-
(E-
R)12
R)3
初步E-R
基本E-R 逐步集成
视图集成的步骤
1. 合并分E-R图，解决冲突，生成初步E-R图
(1) 属性冲突——讨论、协商等解决 1) 属性域冲突：(1) 属性值的类型； (2) 取值范围 2) 属性取值单位冲突
(2) 命名冲突——讨论、协商等解决 1) 同名异义；2) 异名同义
课程管理局部应用的E-R图
教室编号 地址
容量
课程名
学分
课程号
所在系
年级 平均成绩
姓名 学号 性别 年龄
教室
1 开设 1
1
m
课班程级
1
讲授
选修
成绩 n
n 学生
m
教学 n
教科书
教师
书号 书名 价钱
职工号 姓名 性别 职称
7.3.4 视图的集成
(E-R)1 (E-R)2
(ER)n
初步ER
基本E-R
一次集成
描述概念模型的工具： E-R模型
7.3.2 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 ♦ 自底向上 ♦ 逐步扩张 ♦ 混合策略
常用策略：自底向上
数据库课后题答案第7章数据库设计
第7章数据库设计1．试述数据库设计过程。
答：这里只概要列出数据库设计过程的六个阶段：( l ）需求分析；( 2 ）概念结构设计；( 3 ）逻辑结构设计；( 4 ）数据库物理设计；( 5 ）数据库实施；( 6 ）数据库运行和维护。
这是一个完整的实际数据库及其应用系统的设计过程。
不仅包括设计数据库本身，还包括数据库的实施、运行和维护。
设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复。
2 ．试述数据库设计过程各个阶段上的设计描述。
答：各阶段的设计要点如下：( l ）需求分析：准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）。
( 2 ）概念结构设计：通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS 的概念模型。
( 3 ）逻辑结构设计：将概念结构转换为某个DBMS 所支持的数据模型，并对其进行优化。
( 4 ）数据库物理设计：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）。
( 5 ）数据库实施：设计人员运用DBMS 提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。
( 6 ）数据库运行和维护：在数据库系统运行过程中对其进行评价、调整与修改。
3 ．试述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。
答：数据库结构设计的不同阶段形成数据库的各级模式，即：( l ）在概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于各个DBMS 产品的概念模式，在本篇中就是 E 一R 图；( 2 ）在逻辑设计阶段将 E 一R 图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式，然后在基本表的基础上再建立必要的视图( Vi 娜），形成数据的外模式；( 3 ）在物理设计阶段，根据DBMS 特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式。
4 ．试述数据库设计的特点。
答：数据库设计既是一项涉及多学科的综合性技术又是一项庞大的工程项目。
数据库第7章-数据库设计(2)-概念结构设计
第七章 数据库设计
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 数据库设计概述 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 数据库的物理设计 数据库实施 数据库运行与维护 小结
需求分析阶段
调查 机构 情况
熟悉 业务 活动
明确 用户 需求
确定 系统 边界
分析 系统 功能
分析 系统 数据
编写 分析 报告
概念 设计 阶段
数据 流程图 DFD
数据库 设计人员
用户
数据 字典 DD
7.3 概念结构设计
什么是概念结构设计
需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界 的具体需求 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即
概念模型的过程就是概念结构设计
概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数
性别
分配
1
住房
设计分E-R图的步骤
（1）以数据字典为出发点定义E-R图。
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”， 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”实体的属性，表明学生属于哪个系； 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
“is member of”
张英
王平
刘勇
……
赵斌
2. 聚集（Aggregation）
定义某一类型的组成成分 它抽象了对象内部类型和成分之间“is part of”的语义 在E-R模型中若干属性的聚集组成实体型，就是这种抽象
实体型
学 生
第7章 数据库的创建和管理-数据库原理与应用—基于SQL Server 2014-蒙祖强
[ LOG ON { <filespec> [ ,...n ] } ] ] [ COLLATE collation_name ] [ WITH <external_access_option> ] ] [;]
2021/4/30
5
第7章 数据库的创建和管理
• 7.1数据库和数据库文件 • 7.2 数据库的创建 • 7.3 查看数据库 • 7.4 修改数据库 • 7.5 数据库的分离和附加 • 7.6 删除数据库
2021/4/30
6
7.2 数据库的创建
7.2.1 创建数据库的SQL语法
➢ 创建数据库可用CREATE DATABASE语句来完成，其语法如下： CREATE DATABASE database_name
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2
7.1数据库和数据库文件
7.1.1 数据库的组成 数据文件和日志文件可以保存在FAT或NTFS文件系统中。但从安全性角度考虑，一般 使用NTFS文件系统保存这些文件。数据文件名和日志文件名是面向操作系统的，即操作系 统是通过这些名称来访问数据文件和日志文件。
从逻辑结构看，数据库是数据表的集合，此外数据库还包含索引、视图等“附属部件” ，数据表、索引、视图等统称为数据库对象。在创建数据库的时候，我们要给数据库输入 一个合法的字符串作为数据库的名称，这个名称简称为数据库名。
第7章 数据库的创建和管理
• 7.1数据库和数据库文件 • 7.2 数据库的创建 • 7.3 查看数据库 • 7.4 修改数据库 • 7.5 数据库的分离和附加 • 7.6 删除数据库
04735数据库系统原理(2018年版)课后习题参考答案与解析
答案仅供参考第一章数据库系统概述选择题B、B、A简答题1.请简述数据,数据库,数据库管理系统,数据库系统的概念。
P27数据是描述事物的记录符号，是指用物理符号记录下来的，可以鉴别的信息。
数据库即存储数据的仓库，严格意义上是指长期存储在计算机中的有组织的、可共享的数据集合。
数据库管理系统是专门用于建立和管理数据库的一套软件，介于应用程序和操作系统之间。
数据库系统是指在计算机中引入数据库技术之后的系统，包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户。
2.请简述早数据库管理技术中，与人工管理、文件系统相比，数据库系统的优点。
数据共享性高数据冗余小易于保证数据一致性数据独立性高可以实施统一管理与控制减少了应用程序开发与维护的工作量3.请简述数据库系统的三级模式和两层映像的含义。
P31答：数据库的三级模式是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级工程的，对应了数据的三级抽象。
两层映像是指三级模式之间的映像关系，即外模式/模式映像和模式/内模式映像。
4.请简述关系模型与网状模型、层次模型的区别。
P35使用二维表结构表示实体及实体间的联系建立在严格的数学概念的基础上概念单一，统一用关系表示实体和实体之间的联系，数据结构简单清晰，用户易懂易用存取路径对用户透明，具有更高的数据独立性、更好的安全保密性。
第二章关系数据库选择题C、C、D简答题1.请简述关系数据库的基本特征。
P48答：关系数据库的基本特征是使用关系数据模型组织数据。
2.请简述什么是参照完整性约束。
P55答：参照完整性约束是指：若属性或属性组F是基本关系R的外码，与基本关系S的主码K 相对应，则对于R中每个元组在F上的取值只允许有两种可能，要么是空值，要么与S中某个元组的主码值对应。
3.请简述关系规范化过程。
答：对于存在数据冗余、插入异常、删除异常问题的关系模式，应采取将一个关系模式分解为多个关系模式的方法进行处理。
一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式，这就是所谓的规范化过程。
数据库系统原理(2018年版)课后习题参考答案解析
第三代数据库系统必须保持或集成第二代数据库系统技术
第三代数据库系统必须对其他系统开放
2.描述数据仓库粒度的概念P182
粒度是指数据仓库数据单位中保存数据的细化或综合程度
3.描述数据挖掘技术的能P183
概念描述
关联分析
分类与预测
聚类
孤立点检测
趋势和演变分析
视图的内容是由存储在数据库中进行查询操作的SQL语句定义的，它的列数据与行数据均来自于定义视图的查询所引用的基本表。
视图不适宜数据集的形式存储在数据库中的，它所对应的数据实际上是存储在视图所引用的基本表中的。
视图是用来查看存储在别处的数据的一种虚拟表，本身不存储数据。
第五章 数据库编程
简答题
1.请简述存储过程的概念P125
答：参照完整性约束是指：若属性或属性组F是基本关系R的外码，与基本关系S的主码K相对应，则对于R中每个元组在F上的取值只允许有两种可能，要么是空值，要么与S中某个元组的主码值对应。
3.请简述关系规范化过程。
答：对于存在数据冗余、插入异常、删除异常问题的关系模式，应采取将一个关系模式分解为多个关系模式的方法进行处理。一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式，这就是所谓的规范化过程。
数据库系统是指在计算机中引入数据库技术之后的系统，包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户。
2.请简述早数据库管理技术中，与人工管理、文件系统相比，数据库系统的优点。
数据共享性高
数据冗余小
易于保证数据一致性
数据独立性高
可以实施统一管理与控制
减少了应用程序开发与维护的工作量
数据库原理习题与答案 第7章数据库设计
第七章．数据库设计习题：一．填空题1．数据库设计的几个步骤是。
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设计中的设计阶段。
3．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。
4．数据库实施阶段包括两项重要的工作，一项是数据的，另一项是应用程序的编码和调试。
5．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。
6．E-R图向关系模型转化要解决的问题是如何将实体和实体之间的联系转换成关系模式，如何确定这些关系模式的。
二．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．从E-R模型向关系模型转换时，一个M：N联系转换成关系模式时，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4．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5．概念模型独立于。
A.E-R模型B.硬件设备和DBMSC.操作系统和DBMSD.DBMS 三．简答题1．数据字典的内容和作用是什么。
2．什么是数据库的概念结构，试述其特点和设计策略。
3．什么是数据库的逻辑结构设计？试述其设计步骤。
4．试述数据库物理设计的内容和步骤。
四．一个图书借阅管理数据库要求提供下述服务：1）可随时查询书库中现有书籍的品种，数量与存放位置。
所有各类书籍均可由书号唯一标识。
2）可随时查询书籍借还情况。
数据库复习大纲及答案
数据库复习⼤纲及答案第⼀章绪论1.数据的语义数据的解释是对数据含义的说明，数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的2.数据库的定义数据库是长期储存在计算机内，有组织的，可共享的⼤量数据的集合。
数据库中的数据按⼀定的数据模型组织，描述和储存，具有较⼩的冗余度，较⾼的数据独⽴性和易拓展性，并可为各种⽤户共享。
概括的讲，数据库具有永久储存，有组织和可共享三个基本特点3.DBMS的定义、功能定义：数据库管理系统（DBMS）是位于⽤户与操作系统之间的⼀层数据管理软件。
功能（5点）：1.数据定义功能2.数据组织，储存和管理3.数据操控功能4.数据库的事务管理和运⾏管理 5.数据库的建⽴和维护功能4.数据库系统的组成组成：数据库，数据库管理系统，应⽤程序和数据库管理员5.数据管理技术的三个阶段1.⼈⼯管理阶段2.⽂件系统阶段3.数据库系统阶段6.数据库系统的特点1.数据结构化（最重要）2.数据的共享性⾼，冗余度低且易扩充3.数据独⽴性⾼（数据变化，程序不变） 4.数据由数据库管理系统统⼀管理和控制数据控制功能：1.数据的安全性保护2.数据的完整性检查3.并发控制4.数据库恢复7.数据模型的类型第⼀类：概念模型第⼆类：逻辑模型和物理模型8.概念模型的基本概念和表⽰⽅法基本概念：1.实体2.属性3.码 4.实体型 5.实体集6.联系表⽰⽅法：实体-联系⽅法该⽅法⽤E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R法也称E-R模型9.数据模型的组成要素（三要素）重点1.数据结构：数据结构描述数据库的组成对象以及对象之间的联系2.数据操作：数据操作是指对数据库中的各种对象（型）的实例（值）允许执⾏的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
数据库主要有查询和更新（包括插⼊，删除，修改）3.数据的完整性约束条件：数据的完整性约束条件是⼀组完整性规则，它保障了数据的正确，有效和相容。
10.常⽤的逻辑数据模型a.层次模型b.⽹状模型c.关系模型11.关系模型的基本术语a.关系：⼀个关系对应通常说的⼀张表（⼆维表）b.元组：表中的⼀⾏即为⼀个元组c.属性：表中的⼀列即为⼀个属性d.码：也称码键，表中的某个属性组，它可以确定⼀个元组，如学号e.域：域是⼀组具有相同数据类型的值的集合。
物理结构设计
• 查询中很少使用或者参考的列不应该 创建索引。
• 只有很少数据值的列不应该创建索引。 • 定义为text、image和bit数据类型的列
不应该创建索引。
• 当修改性能远远大于检索性能时，不 应该创建索引。
7.5.2 索引存取方法
聚集索引
索引的分类
非聚集索引
数据表的物理顺序与索引顺序 相同的索引，称为聚集索引
索引中的数据排列的顺序与物理 数据页中记录的排列顺序不一致
一个表只能有 一个聚集索引
创建任何非聚 集索引前创建
聚集索引
非聚集索引与 与书中的目录
类似
数据与索引存 储在不同的地
方
7.5.2 索引存取方法 例 了解聚集索引和非聚集索引的区别
员工信息表
员工号 25 24 2 20 13 10 18
员工姓名 郭静 张丽
• 增加存储空间
7.5.2 索引存取方法
创建索引的原则
某些列不创建索引的原则
• 可以在经常需要查询的列上创建索引； • 可以在主键上创建索引； • 可在经常用于连接操作的列上创建索引，
这样会使连接更有效率。 • 可在经常需要根据范围进行搜索的列上
创建索引。 • 可以在经常需要排序的列上创建索引。 • 可以在经常出现在查询条件的列上创建
索引存取方法
索引存取方法是指对关系：
• 哪些列建立索引 • 哪些列建立组合索引 • 哪些列建立主索引、次索引 • 哪些索引要设计为唯一索引 • 哪些索引要设计成聚集索引
7.5.2 索引存取方法
数据库系统是多用户共享的系统，对同一个关系要建立 多条存取路径才能满足多用户的多种应用要求。
物理设计的第一个任务就是要确定选择哪些存取方 法， 即建立哪些存取路径。
第六章-关系数据理论第七章-数据库设计补充复习题附带答案
第6章关系数据理论一．选择题1．对关系模式进行规范化的主要目的是BA．提高数据操作效率B．维护数据的一致性C．加强数据的安全性D．为用户提供更快捷的数据操作2．关系模式中的插入异常是指DA．插入的数据违反了实体完整性约束B．插入的数据违反了用户定义的完整性约束C．插入了不该插入的数据D．应该被插入的数据不能被插入3．如果有函数依赖X→Y，并且对X的任意真子集X’，都有X’Y，则称C A．X完全函数依赖于Y B．X部分函数依赖于YC．Y完全函数依赖于X D．Y部分函数依赖于X4．如果有函数依赖X→Y，并且对X的某个真子集X’，有X’→Y成立，则称B A．Y完全函数依赖于X B．Y部分函数依赖于XC．X完全函数依赖于Y D．X部分函数依赖于Y5．若X→Y和Y→Z在关系模式R上成立，则X→Z在R上也成立。
该推理规则称为CA．自反规则B．增广规则C．传递规则D．伪传递规则6．若关系模式R中属性A仅出现在函数依赖的左部，则A为AA．L类属性B．R类属性C．N类属性D．LR类属性7．若关系模式R中属性A是N类属性，则A DA．一定不包含在R任何候选码中B．可能包含也可能不包含在R的候选码中C．一定包含在R的某个候选码中D．一定包含在R的任何候选码中8．设F是某关系模式的极小函数依赖集。
下列关于F的说法，错误的是B A．F中每个函数依赖的右部都必须是单个属性B．F中每个函数依赖的左部都必须是单个属性C．F中不能有冗余的函数依赖D．F中每个函数依赖的左部不能有冗余属性9．有关系模式：学生（学号，姓名，所在系，系主任），设一个系只有一个系主任，则该关系模式至少属于BA．第一范式B．第二范式C．第三范式D．BC范式10．设有关系模式R(X, Y, Z)，其F={Y→Z, Y→X, X→YZ}，则该关系模式至少属于DA．第一范式B．第二范式C．第三范式D．BC范式11．下列关于关系模式与范式的说法，错误的是DA．任何一个只包含两个属性的关系模式一定属于3NFB．任何一个只包含两个属性的关系模式一定属于BCNFC．任何一个只包含两个属性的关系模式一定属于2NFD．任何一个只包含三个属性的关系模式一定属于3NF12．有关系模式：借书（书号，书名，库存量，读者号，借书日期，还书日期)，设一个读者可以多次借阅同一本书，但对一种书（用书号唯一标识）不能同时借多本。
第七章 数据库设计
ODL（Object Definition Language）方法
面向对象的数据库设计方法
数据库设计工具
可辅助设计人员完成数据库设计过程中的很多任务
Designer 2000
PowerDesigner ERwin4.1
——ORACLE
——Sybase
3、数据库设计的基本步骤
2）概念结构设计阶段
需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求 通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于
具体DBMS的概念模型，该过程就是概念结构设计；
概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独 立于机器、更抽象，从而更加稳定。
概念结构设计是整个数据库设计的关键。
数据存储：数据结构停留或保存的地方；
“学生登记表”可如下描述： 数据存储名：学生登记表 说明： 记录学生的基本情况 流入数据流：来源学生 流出数据流：去向 数据量： 每年3000张 存取频度： …… 存取方式： 随机存取
处理过程：用判定树或判定表来描述；
“分配宿舍”可如下描述： 处理过程名：分配宿舍 说明： 为所有新生分配学生宿舍 输入： 学生，宿舍， 输出： 宿舍安排 处理： 在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。要 求同一间宿舍只能安排同一性别的学生，同一个 学生只能安排在一个宿舍中。每个学生的居住面 积不小于3平方米。安排新生宿舍其处理时间应 不超过15分钟。
数据库设计 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造（设 计）优化的数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立 数据库及其应用系统，使之能够有效地存储和管理数 据，满足各种用户的应用需求，包括信息管理要求和 数据操作要求。 目标：为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施 和高效率的运行环境。
大连海事大学2024年硕士自命题复试大纲 F07 数据库
大连海事大学硕士研究生入学考试大纲考试科目：数据库考试内容（一）要求熟知的章节第一章：绪论第二章：关系数据库第三章：关系数据库标准语言——SQL第四章：数据库安全性控制第五章：数据库完整性第六章：关系数据理论第七章：数据库设计第八章：数据库编程第九章：关系系统及其查询优化第十章：数据库恢复第十一章：并发控制（二）主要内容1、数据管理的发展阶段及每个阶段的特点。
2、数据、数据库、数据库管理系统的概念，DBMS提供的数据控制功能。
3、数据模型的概念，组成数据模型的三要素。
4、概念模型、实体、属性、码、候选码、外码、域、实体型、实体集的概念。
5、实体间的联系及E-R模型。
6、实际的数据库系统支持的主要数据模型，基本层次联系，层次模型、网状模型的数据结构。
7、数据库系统的三级模式结构、两级映象功能、数据的物理独立性和逻辑独立性。
8、数据库系统的组成。
9、关系的定义及关系的特性，关系模式的表示，元组、属性、主属性、码、候选码、非码属性、全码、外码的概念10、关系模型的三类完整性：实体完整性、参照完整性和用户定义完整性11、关系代数的运算：传统的集合运算（并、交、差、笛卡儿积）和专门的关系运算（选择、投影、连接、除法）12、关系数据语言的特点，关系操作的特点。
SQL语言的四个特点13、SQL语言的数据定义功能：包括对基本表、索引和视图的建立修改和删除，语法格式14、掌握查询（SELECT）语句功能和应用（单表、多表连接、嵌套、集函数）。
15、掌握修改（UPDATE）、删除（DELETE）和插入（INSERT）语句的应用16、SQL数据控制功能（GRANT、REVOKE）17、基本表、视图的概念，视图的作用。
18、关系系统查询优化的一般策略19、（平凡与非平凡的）函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖、函数依赖、（平凡与非平凡的）多值依赖20、关系规范化：第一范式、第二范式、第三范式、BC范式、4NF的定义，将一个非规范化的表转化为三范式的表的步骤。
第七章 数据库设计--ER图·设计
n
教师
n
课程
三个实体型之间的多对多关系
2.2.1 基本概念
（8）弱实体集： 在描述实体的过程中，有些实体集的属性可能 不足以形成主码，需要依赖其他实体集中的部分 属性。这样的实体集叫做弱实体集，不需要依赖 其他的实体的实体集称为强实体集。 例如一个单位的员工实体集Employee与工作履 历实体集Career，则工作履历实体集Career是以 职工存在为前提的，即工作履历实体集Career是 弱实体集。
学生选修课程姓名学号系别用椭圆表示实体的属性用椭圆表示实体的属性用无向边把实体与其属性连接起来用无向边把实体与其属性连接起来课程号课程名学分学生课程选修成绩用矩形表示实体用矩形表示实体用菱形表示实体间的联系用菱形表示实体间的联系实体与联系用线段连接并注明类型实体与联系用线段连接并注明类型mn222er图设计er图实例举例
7.2.3 E-R模型
2.2.1 基本概念
(1)实体：现实世界中客观存在并可相互区别的事物。 (2)属性：实体所具有的某一特性称为属性。 (3)码（key）：唯一表示实体的属性集称为码。 (4)域（Domain）：属性的取值范围。 （5）实体集：具有相同特征或能用同样特征描述的实体集合。 组成实体集的各实体称为实体集的外延。 例如：某单位所有员工称为实体集Employee的外延。 （6）实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。 用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体，称为实体 型。 例如：员工（员工编号、姓名、部门、性别、年龄、职称）就 是一个实体型。
部门 1 属于
N
员工
2.2.1 基本概念
• 多对多联系:
–定义：若对于实体集A 中的每一个实体，实体 集B中有n个实体(n≥0) 与之联系，反之，对于 对于实体集B中的每一 个实体，实体集A中也 有m个实体(m≥0)与之 联系，则称实体集A与 实体集B具有多对多联 系，记为m:n。 –例：学生---课程
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第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
❖ 下图是第一层数据流图，虚线部分划出了系统边界
图7.18 销售管理子系统第一层数据流图
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
❖ 上图中把系统功能又分为4个子系统，下面四个图是第二层数据流图
图7.19 接收订单
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
图7.20 处理订单
➢ （2）属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在 实体之间。
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
职称作为一个实体
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
病房作为一个实体
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
［实例］销售管理子系统分E-R图的设计
❖销售管理子系统的主要功能：
处理顾客和销售员送来的订单 工厂是根据订货安排生产的 交出货物同时开出发票 收到顾客付款后，根据发票存根和信贷情况进行应收款
❖ 设计概念结构的四类方法 ▪ 自顶向下
➢ 首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化
自顶向下策略
第七章数据
7.3.2 概念结构设计的方法与步骤
▪ 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
自底向上策略
第七章数据
概念结构设计的方法与步骤（续）
▪ 逐步扩张
➢ 首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第七章 数据库设计(续1)
第七章数据
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 ★ 7.4 逻辑结构设计 ★ 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库实施和维护 7.7 小结
第七章数据
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
图7.21 开发票
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
图7.22 支付过账
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
分E-R图的框架
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
❖ 参照第二层数据流图和数据字典，遵循两个准则，进行如 下调整：
▪ (1) 订单与订单细节是1∶n的联系 ▪ (2) 原订单和产品的联系实际上是订单细节和产品的联系。 ▪ (3) 图7.21中“发票主清单”是一个数据存储，不必作为实体
▪ 概念结构设计是整个数据库设计的关键。
第七章数据
概念结构（续）
现实世界 信息世界 机器世界
需求分析 概念结构设计
现实世界中客观对象的抽象过程
第七章数据
概念结构（续）
❖ 概念结构的特点
(1) 能真实、充分地反映现实世界 (2) 易于理解 (3) 易于更改 (4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换
聚集
第七章数据
数据抽象（续）
▪ 复杂的聚集，某一类型的成分仍是一个聚集
更
3. 概括（Generalization）
▪ 定义类型之间的一种子集联系 ▪ 抽象了类型之间的“is subset of”的语义 ▪ 继承性
第七章数据
数据抽象（续）
概括
第七章数据
局部视图设计
7.3 概念结构设计
7.3.1 概念结构 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成
第七章数据
7.3.1 概念结构
❖什么是概念结构设计 ?
▪ 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念 模型的过程就是概念结构设计。
▪ 概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模 型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。
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
逐步扩张策略
第七章数据
概念结构设计的方法与步骤（续）
▪ 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。
第七章数据
概念结构设计的方法与步骤（续）
❖ 常用策略
第七章数据
7.3.3 数据抽象与局部视图设计
❖ 数据抽象 ❖ 局部视图设计
第七章数据
数据抽象
❖ 抽象是对实际的人、物、事和概念中抽取所关心 的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性 用各种概念精确地加以描述。
▪ 概念结构是对现实世界的一种抽象
第七章数据
数据抽象（续）
❖ 三种常用抽象方法 1. 分类（Classification）
▪ 定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型 ▪ 抽象了对象值和型之间的“is member of”的语义
第七章数据
数据抽象（续）
第七章数据
数据抽象（续）
2. 聚集（Aggregation）
▪ 定义某一类型的组成成分 ▪ 抽象了对象内部类型和成分之间“is part of”的语义
第七章数据
数据抽象（续）
▪ 自顶向下地进行需求分析 ▪ 自底向上地设计概念结构
需求分析
概念结构 设计
第七章数据
概念结构设计的方法与步骤（续）
❖ 自底向上设计概念结构的步骤
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
第七章数据
7.3 概念结构设计
7.3.1 概念结构 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成
设计分E-R图的步骤: ⒈选择局部应用 ⒉逐一设计分E-R图
第七章数据
⒈ 选择局部应用
❖ 在多层的数据流图中选择一个适当层次的数据流 图，作为设计分E-R图的出发点
❖ 通常以中层数据流图作为设计分E-R图的依据
第七章数据
选择局部应用（续）
设计分E-R图的出发点
第七章数据
⒉ 逐一设计分E-R图
❖ 任务
第七章数据
概念结构（续）
❖描述概念模型的工具
▪ E-R模型 性别
性别
职称
教师号
教师
m
n
属于
1 单位
讲授 n
课程
课程号
电话
单位名称
第七章数据
7.3 概念结构设计
7.3.1 概念结构 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成
第七章数据
7.3.2 概念结构设计的方法与步骤
▪ 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）
第七章数据
逐一设计分E-R图（续）
❖两条准则： ★
➢ （1）属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须 是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成。