目录

一、数据建模概述

二、数据建模工具  E-R图

三、数据建模步骤

四、数据设计概述

 1、需求分析

2、概念设计

3、逻辑设计

（1）实体到关系模式的转换

（2）联系到关系模式的转换

3.【例】将第八讲中的E-R图转换为关系模式

4、物理设计

数据建模是抽象，抽象是理解-区分-命名-表达

现实世界需要理解：现实中的卡片、单据、表格、报表… … 理解的标志是区分：表与表的区分，表内数据项的区分，数据项之间关系的区分，表之间关系的区分？ 区分的标志是命名：命名表、命名数据项、命名表之间的联系 抽象的最终结果是正确的表达：用其他人能理解的表达方法来表达(E-R图/Crow's Foot/IDEF1X)

1.现实世界的个体：

个体是一个实际存在的且可以被识别的事物。

2.信息世界的概念模型

3.机器世界中的关系模型 （1）关系模式：是由概念模型转换得到的。 （2）关系表：是由关系模式+数据的定义域+完整性约束。

学生(学号，姓名，专业名，性别，出生日期，总学分，备注） 课程（课程号，课程名，开课学期，学时，学分） 成绩（学号，课程号，成绩）

还有Crow's Foot，IDEF1X

1.、E-R模型：Entity-Relationship Model 1976年，由美籍华裔计算机科学家陈品山(Peter Chen)发明，这种数据模型典型的用在信息系统设计的第一阶段。 E-R模型是建立在语义基础上的，即语义制造模型，即与时间/历史等有关。 E-R模型的基本观点：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

2、E-R图中的符号约定

3.实体间的联系类型

一元联系：同一实体集合内的实体间的联系 如：班长管理学生；领导管理员工；一个零件由多个零件组成。

多元联系：两个以上不同实体集合的实体间的联系 如：某工程项目需要多个供应商提供多种零件。

4.联系的基数

（1）1:1  联系： 若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1。1:1联系同时起着一个实体集中的实体标识另一个实体集中实体的作用。

（2）1:n  联系：，若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多的联系，记为1:n。

（3）m:n 联系：若对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中有m个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多的联系，记为m:n。

5.完全参与联系与部分参与联系

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..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..1, 0..m)

6.联系的属性

    实体间发生联系时往往会产生中间属性，中间属性属于联系，不属于任何实体。

例题：以下是用户需要分析所得出的语义，请根据语义画出E-R图

（1）一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中；

        仓库有仓库号、仓库类型和面积，零件有零件号、名称、 规格、单价、描述等属性。

（2）一个职工只能在一个仓库工作，一个仓库有多个职工当保管员；         职工有职工号、姓名、性别、职务、出生年月属性。

（3）职工之间有领导与被领导关系，仓库主任领导若干保管员；

（4）一个供应商可以供应若干项目多种零件；而一个项目可以使用不同供应商供应的多种零件；一种零件可由不同供应商供给多个工程项目。供应商有供应商号、姓名、住址、电话、帐号，项目有项目号、预算、开工日期等属性。

1.确定实体：实体往往是需求中的名词

2.确定实体的属性及键（主属性）

3.确定实体的联系

4.确定联系的基数和属性⭐

    数据库应用系统的开发是一项软件工程，但又有自己的特点，所以称为数据库工程。 数据库生存期通常分为七个阶段：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 数据库实施阶段      ⑦ 运行维护阶段

数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。共分四步。

1.需求分析的目标

    对系统的整个应用情况作全面的详细调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能接受的文档。

2.需求分析的任务

    需求分析的任务是调查应用领域，对应用领域中各应用的信息要求和操作要求进行详细分析，找出信息源，形成需求分析说明书。说明书中应包含下述内容： （1）系统名称  （2）开发背景     （3）用户需求  （4）业务分析  （5）新系统的目标          （6）分层的数据流图 （7）数据字典  （8）系统配置建议 （9） 初始数据库规模估算【例】设计一个某学生选课系统数据流图 。   

【例】设计一个某学生选课系统数据流图 。    

数据字典是管理各种分析模型中出现的有关命名描述的一个集合（通常采用卡片集形式）。    

数据库操作定义是用来确切描述在一个数据处理中每一个操作的定义，称为DBIPO图。可以根据此图来编写数据库的测试用例。    

1.概念设计的目标和任务

        概念设计的目标对信息源进行抽象，发现信息(属性)之间的内在本质联系，形成概念设计报告。具体任务有：         （1）实体的发现、划分和定义         （2）实体属性的发现、分析和定义         （3）实体联系的发现、分析和定义         （4）外部视图和概念视图的定义   

2.概念设计方法

采用结构化的分析方法（Structured Analysis，简称SA方法），有自顶向下和自底向上两种：

自顶向下，即先全局后局部。 自底向上，即先局部后全局。（常用的方法）

3.概念设计步骤

4.数据抽象

    在数据库设计中，需要涉及到抽象对象和抽象运算。概念设计的目的就是要定义抽象对象的关系结构。抽象对象有三种形式：分类、聚焦、概括（泛化）。

5.设计过程

【例】：在简单的教务管理系统中，有如下语义约束。     ①一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修；     ②一个教师可讲授多门课程，一门课程可为多个教师讲授；     ③一个系可有多个教师，一个教师只能属于一个系，一个系可有多个学生，一个学生只能属于一个系。        要求：设计局部E-R图，并合并成总E-R图

第一步:设计学生选课局部E-R图                               第二步:设计教师授课局部E-R图

第三步:设计全局局部E-R图

1.逻辑设计的目标和任务

    逻辑设计的任务是把概念设计阶段设计好的基本E-R图转换为具体DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构。      

2.逻辑设计的方法

    设计方法： E-R图向关系模型的转换，分为两个步骤。 （1）实体到关系模式的转换 （2）联系到关系模式的转换

① 分类实体：实体的名和属性就是关系的名和属性，实体的码就是关系的码。但关系的名和属性也可以不同，但意义要相同。

② 聚集实体

③ 概括（泛化）

① 1∶1联系

           一共4种方法，还可以将经理合并到部门中去。

②  1∶n联系

 一共只有2种写法。

②  1∶n联系 一元联系

③  m∶n联系

实际应用时，会再设置一个id作为主码。例如淘宝种 用户，商品，购买联系里设置的订单号。

③  m∶n联系 三元联系

 只有上面这一种转化方式！

实际应用时的处理方式：

第一步：将实体转换为关系模式

第二步：将联系转换为关系模式

第三步：合并关系模式

1.物理设计的定义和目标

    对一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境要求的物理结构的过程，称为数据库的物理设计。物理设计过程需要对存取时间、存储空间利用率和维护代价及各种用户要求进行权衡，其结果可以产生多种方案。在实施数据库前，对这些方案进行细致的评价，以选择一个较优的方案。     数据库物理设计的主要目标是：提高数据库的性能；节省存储容量。

2.物理设计的步骤

   （1）确定数据库的物理结构，在RDBMS中主要指存取方法和存储结构。 确定DBMS选型； 确定关系、索引、视图、存储过程、触发器、日志和备份等； 确定系统环境的配置等。 确定系统的完整性、安全性，选择一个较优的方案。

   （2）对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率。