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第5章 数据库设计 数据库设计方法 规范设计法中比较著名的有新奥尔良方法，它将数据库设计分为四个阶段：需求收集和分析（了解和归纳用户要求）、概念设计（信息分析和定义）、逻辑设计（设计实现）和物理设计（物理数据库设计）。 数据库设计的基本步骤 按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段：需求分析；概念结构设计；逻辑结构设计；物理结构设计；数据库实施；数据库运行和维护。 数据库设计的过程 概念模型设计 逻辑数据库设计 规范化理论的应用 物理数据库设计 概念结构设计 将收集和分析得到的用户需求抽象为概念模型的过程就是概念结构设计。它是整个数据库设计的关键。 概念结构的主要特点是： 概念结构是依据用户信息建立的,完全独立于实现细节，例如使用的DBMS、应用程序、硬件平台等。 能真实、充分反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。 易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。 易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 概念结构设计的方法 使用实体—联系模型（Entity—Relationship, E—R模型）建立概念模型 实体—联系模型的主要元素有： 实体 属性 标识符 联系 概念结构设计步骤 确定实体 确定实体的属性 确定实体的标识属性（关键字） 确定实体间的联系和联系类型 画出表示概念模型的E-R图（利用相应的建模工具） 确定属性间的依赖关系 逻辑结构设计 逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E－R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。 将概念结构转换为关系数据模型并进行优化 5.1实体—联系模型的元素 1.实体 实体实例（实例）—客观世界存在切可相互区别的某一人、物、事。 实体—具有相同特征的可区别的实例的集合。 实体——表 实例——表中一行 E—R图中的表示： 2.属性 用来描述实体的特征。实体的一个特征就称为实体的一个属性。属性有属性名，同一个实体的属性名不能重复。 实体中不同的实例具有不同的属性值。 属性用椭圆表示。 简单属性和组合属性 简单属性：不可再分的属性 组合属性：可再分的属性。例如：电话号码包括 区号和电话。 单值属性和多值属性 单值属性：属性只有单个值。 多值属性：一个属性对应多个值。例如：学生表 中的社会关系。用双线椭圆表示。 3.标识符 可以用来识别或标识实例的属性或属性组。每个实例在这些属性上具有不同的值。（候选键） 一个实体可能有多个标识符，选其中一个做为实体的标识符，并用下划线表出。（主键） 4.联系 表示实体间的关联。它通常表示一个活动，如订购、选课等。 一个订购活动表示了商品、顾客、销售员实体间的关联；一个选课活动表示了学生、课程实体间的关联 联系也可以有属性。如选课有选修时间、选修成绩等。 与联系有关的几个概念 最大基数和最小基数 在每个实体中，参与联系的最小实例数称为最小 基数。参与联系的最大实例数称为最大基数。 部分参与、全部参与 若实体中的实例没完全参与联系称为部分参与 （如最小基数是0的实体）；否则称为全部参与 （如最小基数是0的实体） 。 联系的元 参与联系实体的个数。例如：一元联系（递归联系）、二元联系、三元联系等。 二元联系的类型 （1）一对一联系（1：1）：若对于实体A中的每一个实例，实体B中至多有一个实例与之联系；反之亦然，则称实体A与实体B具有一对一联系，记为1：1 （2）一对多联系（1：n）：若对于实体A中的每一个实例，实体B中有n（n≥0）个实例与之联系；而对于实体B中的每一个实例，实体A中至多有一个实例与之联系，则称实体A与实体B具有一对多联系，记为1：n （3）多对多联系(m:n)：若对于实体A中的每一个实例，实体B中有n（n≥0）个实例与之联系；而对于实体B中的每一个实例，实体A中有m（m ≥0 ）个实例与之联系，则称实体A与实体B具有多对多联系，记为m：n 多元联系 两个或两个以上实体之间存在的联系。 递归联系 同一个实体内部实例之间的联系。 也有三种类型 局部E-R图合并为全局E-R图 在进行E-R图合并时，要注意消除不一致性和冗余。因此，要特别注意以下一些问题： 表示相同事物的实体名和属性名要统一 相同的两个实体在不同的E-R图中可能存在着不同的联系 合并后得到全局E-R图 整体概念模型内部必须具有一致性，不能有相互矛盾的表述； 整体概念模型必须能够准确反映原来的每个局部模型的结构，包括实体、