逻辑结构设计

逻辑结构设计
• 考虑有参与限制（ Participation Constraints ）的 问题
– Must every department have a manager? • If yes, this is a participation constraint
– All Departments entities must participate in the Manages relationship set (total participation).
name ssn
cost
pname
age
Employees
Policy
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Dependents
SLIDE 16
逻辑结构设计 • ISA Hierarchies to Tables
CREATE TABLE employees ( ssn CHAR(11), name CHAR(20), lot INTEGER, PRIMARY KEY (ssn))
逻辑结构设计
6.4 逻辑结构设计
1. 逻辑结构设计的任务： 数据库逻辑设计的任务是将概念结构
转换成特定DBMS所支持的数据模型的过程 －“Map ER Diagram to Relational Tables” 2. 设计步骤： 1) 初始关系模式设计 2) 关系模式规范化 3) 模式的评价与改进
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SLIDE 7
逻辑结构设计
Relationship Sets to Tables
name ssn
since
Employees
Works_In
dname
did
budget
Departments
CREATE TABLE Works_In( ssn CHAR(11), did INTEGER, since DATE, PRIMARY KEY (ssn, did), FOREIGN KEY (ssn) REFERENCES Employees, FOREIGN KEY (did) REFERENCES
场。
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SLIDE 19
逻辑结构设计
–一个leg instance是一个flight leg的实例，怎样 才算一个实例？必须指定事件发生的真实时间和真实 的地点 （departure_airport_code,dep_time,arrival_air port_code,arr_time）。还要包括每个航程（leg instance）可提供的座位数量和对应的飞机 (airplane_id)。
⒊ 按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析， 考查是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、 多值依赖等，确定各关系模式分别属于第几范 式。
⒋ 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理 的要求，分析对于这样的应用环境这些模式是 否合适，确定是否要对它们进行合并或分解。
例如，如果经常要查询某个班级的班主任姓 名，则将管理联系与教师关系合并更好些。
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SLIDE 13
逻辑结构设计
5. 三个或三个以上实体间的一个多元联系转换 为一个关系模式。
关系的属性：与该多元联系相连的各实体的码以及联 系本身的属性
Departments)
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SLIDE 8
逻辑结构设计
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。
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SLIDE 9
–Schema defines column heads of the table. –Instance contains the data rows (called tuples or records) of the table. –an attribute or a column
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DELETE CASCADE)
name
ssn
lot
Employees
hours_worked ISA contractid
Hourly_Emps
Contract_Emps
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SLIDE 17
逻辑结构设计
（6）注意not null 的使用 （7）弱实体的转换 （8）ISA的转换
SLIDE 20
逻辑结构设计
Airport_code
AIRPORT
DEP_AIRPOTT
Scheduled_dep_time Scheduled_arr_time
Leg_no FLIGHT_LEG
ARR_AIRPORT
INSTANCE_OF
Date
No_avail_seats
LEGS
FLGHT
Number
–考虑一个航线（flight）会包括若干个segments
（飞行段），我们叫做flight legs,例如
flightnoCO1223是从纽约到洛杉机的航班，其中包含
2个fight legs：leg1 从纽约到休斯敦；leg2 从休
斯敦到洛杉机。并且每一个fight leg都有起飞和着
地的时间安排(scheduled_time)，及其相应的指定机
CREATE TABLE hourly_emps (
hourly_wages INTEGER,
hourly_wages
hours_worked INTEGER,
ssn CHAR(11),
PRIMARY KEY (ssn)
FOREIGN KEY (ssn) REFERNECES employees ON
name ssn
Employees
cost Policy
pname
age
Dependents
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SLIDE 15
逻辑结构设计
• CREATE TABLE Dependent_Policy ( pname CHAR(20), age INTEGER, cost REAL, ssn CHAR(11) NOT NULL, PRIMARY KEY (pname, ssn), FOREIGN KEY (ssn) REFERENCES Employees ON DELETE CASCADE)
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SLIDE 3
逻辑结构设计
• 转换原则 1. 一个实体集转换为一个关系模式。
– 关系的属性：实体集的属性 – 关系的码：实体集的码
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。
name
ssn
lot
Employees
since Manages
dname
did
budget
Departments
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SLIDE 10
逻辑结构设计
CREATE TABLE Department( did INTEGER; dname CHAR(20), budget REAL, ssn CHAR(11) NOT NULL, // must have one! since DATE, PRIMARY KEY (did), FOREIGN KEY (ssn) REFERENCES Employees)
SLIDE 5
逻辑结构设计
Entity Sets to Tables(举例)
key attribute attributes
name
ssn
sal
Employees
CREATE TABLE Employees (ssn CHAR(11), name CHAR(20), sal FLOAT, PRIMARY KEY (ssn))
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SLIDE 4
逻辑结构设计
sid name
login
age gpa
53666 Jones jones@cs
18 3.4
53688 Smith smith@eecs 18 3.2
53650 Smith smith@math 19 3.8
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SLIDE 18
逻辑结构设计
• 举例
–要求设计一个关于机场航班信息的数据库，保存机场 唯一代码，机场名称，以及机场坐落的城市和洲 （city，state）
–每一个航线（flight）有唯一代码，还包括航线计划 （scheduled）起飞的日子,例如周一到周六，code就 是X7
name
ssn
lot
Employees
since Manages
dname
did
budget
Departments
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SLIDE 11
逻辑结构设计
⒋ 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。
关系的码：各实体码的组合
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SLIDE 14
逻辑结构设计
• Weak Entity Sets to Table（弱实体关系）
–弱实体没有自己的码，必须依靠有依赖关系的另一方 –必须存在于1：m的关系中 –全部参与（total participation）
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SLIDE 6
逻辑结构设计
⒉ 一个m:n联系转换为一个关系模式。 –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：各实体码的组合 例，“选修”联系是一个m:n联系，可以 将它转换为如下关系模式，其中学号与课 程号为关系的组合码： 选修（学号，课程号，成绩）
AIRPLANE
LEG_INSTANCE
To be continued…
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Airline
Weekdays
SLIDE 21
逻辑结构设计
2) 数据模型的优化
• 数据库逻辑设计的结果不是唯一的。 • 得到初步数据模型后，还应该适当地修改、
调整数据模型的结构，以进一步提高数据 库应用系统的性能，这就是数据模型的优 化。 • 关系数据模型的优化通常以规范化理论为 指导。
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SLIDE 22
逻辑结构设计
⒈ 确定数据依赖
⒉ 对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化 处理，消除冗余的联系。
SLIDE 1
逻辑结构设计
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SLIDE 2
逻辑结构设计
1) 初始关系模式设计：E-R图向关系模型 的转换
• 转换内容 – E-R图由实体、实体的属性和实体之间的联 系三个要素组成 – 关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集 合 – 将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的 属性和实体之间的联系转化为关系模式。
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SLIDE 12
逻辑结构设计
注意：
从理论上讲，1:1联系可以与任意一端对应的关 系模式合并。
但在一些情况下，与不同的关系模式合并效率 会大不一样。因此究竟应该与哪端的关系模式 合并需要依应用的具体情况而定。
由于连接操作是最费时的操作，所以一般应以 尽量减少连接操作为目标。
–旅客可以预定每个航程的座位，需要保存他们的姓名， 电话和预定的座位数目
–另外需要保存飞机和飞机型号的信息；对于型号（比 如，DC-10）需要保留名称，制造公司，最多的座位 数目信息。每个机场允许接受的飞机型号要存放到数 据库中；对于每个飞机来说需要保存它们的id，座位 数量，还有对应的型号。
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