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/sjk 西安航空技术高等专科学校 数据库应用－数据库原理与SQL Server 《数据库应用－数据库原理与SQL Server》 —— 国家级精品课程 西安航空技术高等专科学校 /sjk 主讲：壮志剑 数据库原理与SQL Server 第5课 数据库规范化设计(一) 第5课 数据库规范化设计——数据模型 目标： 了解数据描述的3个阶段 了解数据模型的定义及分类 掌握ER模型 了解关系模型的相关概念 3.3 数据库原理—数据库规范化设计 概念：对于给定应用环境，构造最优数据库模式 目标：结构合理、使用方便、效率较高的数据库 内容：3.3.1 数据模型 3.3.2 关系模型规范化问题 3.3.3 函数依赖 3.3.4 属性集闭包 3.3.5 范式 数据库逻辑结构 数据依赖 评价标准 一、数据描述 数据描述的3个阶段 数据管理 收集 存储 加工 概念设计 逻辑设计 物理设计 概念设计 概念设计：根据用户的需求设计数据库的概念结构 术语 实体： 实体集： 属性： 实体标识符： 客观存在的事物，包括抽象的 同类实体的集合 实体的特性 能唯一标识实体的属性(集) 逻辑设计 逻辑设计：根据概念设计的概念结构设计存储数据的 逻辑结构 术语 字段： 记录： 文件： 关键码： 实体属性的命名单位 字段的有序集合 同类记录的集合 能唯一标识记录的字段(集) 属性 实体 实体集 实体标识符 物理设计 物理设计：据逻辑设计的逻辑结构设计存储数据的物理 结构，即数据库的存储结构 存储介质：高速缓存、内存、快擦写存储器、磁盘、光 盘、磁带 数据描述：Bit、Byte、Word、Block、Bucket、Volume 用户不必关心数据库的物理结构及实现方式 数据描述实例 实例 对“学生”的描述 学生实体集,属性:学号、姓名、性别,实体标识符:学号 学生表,字段:sno、sname、sex,主键:sno 学生文件,d:\example\student.mdf 二、数据模型的定义及分类 数据模型：表示实体类型及实体间联系的模型 数据模型 概念设计 概念模型 ：实体联系模型 逻辑设计 逻辑模型 层次模型 网状模型 关系模型 实体联系模型 ER模型：从现实世界中抽象出实体及实体间联系，用ER图描述 联系：实体之间的相互关系 联系的元数：与联系相关的实体集的个数 二元联系 一对一： 一对多： 多对多： 一个实体至多与一个实体有联系，反之亦然 一个实体可和任意个实体有联系 一个实体可和任意个实体有联系，反之亦然 二元联系实例 实例 班长和班级，班主任与学生，教师与学生，班主任和班级 班长 班级 1 1 1 1 班主任 学生 1 n 1 1 教师 学生 n 1 m 1 班主任 班级 1 1 1 1 班主任 班级 1 n 1 1 ER图 ER图：表示ER模型的工具 基本元素 矩形框：表示实体 椭圆形框：表示属性，实体标识符下加横线 菱形框：表示联系 连线：连接各元素 1∶1 ：一对一 1∶N：一对多 M∶N：多对多 ER图实例（一） 实例 为“学生选课系统”设计ER模型 学生 课程 学号 班级 姓名 性别 出生日期 地址 电话 电子信箱 选课 课程编号 课程名 学分 成绩 M N 1 1 ER图实例（二） 层次模型 概念：用树型结构表示实体及实体间联系的数据模型 树：每个非根结点有且仅有一个父结点 特点：与文件系统相比实现了逻辑数据与物理数据之间的转换 缺点：表示M∶N联系比较复杂（一个M∶N拆成M个1∶N） 代表：1968年，IBM公司的IMS系统 网状模型 概念：用有向图结构表示实体及实体间联系的数据模型 有向图：每个结点可以有多个父结点 特点：表示M∶N联系比较简单（一个M∶N拆成2个1∶N） 缺点：数据结构复杂 代表：1969年，美国数据系统语言协会DBTG报告 关系模型 概念：用二维表表示实体集 特点：数据结构简单，采用关键码（而非指针）导航数据 代表：1970年，美国IBM公司的高级研究员E.F.Cood文章 关系型数据库管理系统（RDBMS）：采用关系模型的DBMS ER模型向关系模型的转换 将实体、联系转换为关系模式，确定关系模式属性和关键码 转换规则 实体： 一个实体转换为一个关系模式 联系 1∶1： 将联系置入任一端实体，再加入另一端实体主键并为外键 1∶N： 将联系置入多端实体，再加入一端实体主键并为外键 M∶N： 建立新关系模式，主