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第二章 数据库设计和ER模型 本章教学概要 教学目的:本章总的要求是了解和掌握数据库应用系统设计过程.首先要掌握ER模型和关系模型的基本概念,然后掌握要领设计中ER模型的设计方法,逻辑设计中ER模型向关系模型转换的方法. 本章的实用性很强,同学们应熟悉掌握若干ER模型实例,学完以后应具有设计数据库结构的能力. 本章教学概要 教学重点:ER模型的基本概念,联系的设计,关系模型的三类完整性规则,ER图转换成关系模式的算法. 教学难点:采用ER模型的概念设计步骤.采用ER模型的逻辑设计步骤. 教学时数:10学时 本章知识结构 2.1 数据库系统生存期 2.2 ER模型的基本概念 2.3 关系模型的基本概念 2.4 ER模型到关系模型的转换 2.5 ER模型实例分析 2.6 增强的ER模型 2.1 数据库系统生存期 定义2.1 我们把数据库应用系统开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间，称为数据库系统生存期. 数据库系统生存期可以划分为以下七个阶段： 1、规划阶段 2、 需求分析阶段 3、概念设计阶段 4、逻辑设计阶段 5、物理设计阶段 6、数据库实现阶段 7、数据库的运行与维护阶段 数据库设计的全过程 一、 规划阶段 规划阶段分以下三个步骤： 1、系统调查 2、可行性分析 3、确定数据库系统的总目标 二、需求分析阶段 这一阶段是计算机人员和用户共同收集数据库所需要的信息内容和用户的处理需求，并以需求分析说明书的形式确定下来。 需求分析的工作主要由以下四步组成： 1、分析用户活动，产生业务流程图 2、确定系统范围，产生系统关联图 3、分析用户活动涉及的数据，产生数据流图 4、分析系统数据，产生数据字典 三、概念设计阶段 概念设计的目标是产生反映用户单位信息需求的数据库要领结构，即概念模型，其是独立于计算机硬件结构，独立于支持数据库的DBMS 概念设计的主要步骤： 1、进行数据抽象，设计局部的概念模型 2、将局部概念模型综合成全局的概念模型 3、评审 四、逻辑设计阶段 逻辑设计的主要目的：把概念设计阶段设计的概念模型转换成与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构。一般是关系模型。 逻辑设计的主要步骤有五步： 1、把概念模型转换成逻辑模型 2、设计外模型 3、设计应用程序与数据库的接口 4、评价模型 5、修正模型 五、物理设计阶段 六、数据库的实现 七、数据库的运行与维护 2.2 ER模型的基本概念 ER模型又称为实体联系模型 一、ER模型的基本元素 定义2.2 实体、实体集、实体类型的定义。 实体：是客观存在的事物 实体集：是指同一类实体构成的集合。 实体类型：是对实体集中实体的定义。 一般情况下，将实体、实体集、实体类型统称为实体。 一、ER模型的基本元素 定义2.3 联系、联系集、联系类型的定义 联系：表示一个或多个实体之间的关联关系 联系集：是指同一类联系构成的集合 联系类型：是对联系集中联系的定义 定义2.4 实体的某一特性称为属性。在一个实体中，能惟一标识实体的属性或属性集称为“实体标识符” 值域：属性的取值范围 二、属性的分类 1、简单属性和复合属性 2、单值属性和多值属性 多值属性用双椭圆表示 将多值属性变换为单值属性的方法 1 在设计ER模型时，需将多值属性进行变换成若干个单值属性来代替。 将原来的多值属性用一个新的实体类型表示 3、存储属性和派生属性 派生属性用虚线椭圆表示 三、联系的设计 1、联系的元数 定义2.5 一个联系所涉及到的实体集个数,称为该联系的元数或度数。 2、联系类型的约束 有两类约束：基数约束与参与约束 定义2.6 基数约束：实体集E1和E2之间有二元联系，则参与一个联系中的实体数目称为映射基数。 例:下面对二元联系的1:1,1:N,M:N三种情况,分别举例说明 单个实体集内各实体间的联系p41 一对多联系 实例 职工实体集内部具有领导与被领导的联系,某一职工（干部）“领导”若干名职工,一个职工仅被另外一个职工直接领导,这是一对多的联系. 一对一联系 多对多联系 单个实体集内各实体间的联系（示例） 例：实体间的多种联系 实体集内部的联系 三、联系的设计 2、联系类型的约束（续） 参与约束：定义2.7 如果实体集E中的每个实体都参与联系集R的至少一个联系中，我们称实体集E“完全参与”联系集R。如果实体集E中只有部分实体参与联系集R的联系中，我们称实体集E“部分参与”联系集R。在ER图表示时，完全参与用双线边表示，部分参与用单线表表示。(一般情况下，为了简化，很少在ER