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第3章 关系数据库 本章主要介绍: 关系数据库设计步骤 概念模型的设计(难点) 逻辑模型的设计(难点) 关系模式的规范化处理(难点) 3.1 数据库设计概述 数据库设计是指对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(包括信息要求和处理要求)。 3.1 数据库设计概述 关系数据库设计分为以下五个阶段： 1)??? 需求分析 2)??? 概念模式设计(E-R模型) 3)??? 逻辑模式设计(RDBMS) 4)???数据库实施 5)???数据库运行和维护 见下图所示。 3.1 数据库设计概述 3.2 概念模式设计 数据库概念模式与计算机实现无关。它是对现实世界的第1层抽象。 直接把现实世界事物及其联系抽象为数据世界的数据模型过于复杂，因此一般是先将现实世界的事物及其联系抽象为信息世界实体及其联系(概念模型)，然后再将其转换为计算机世界的数据模型(关系数据库模式)。 3.2 概念模式设计 3.2.1 实体联系模型 实体-联系模型(Entity-Relationship Model，简称为E-R模型)是1976年美籍华人P.S.Chen(陈平山)提出的。这个模型直接将现实世界中的事物及其之间的联系抽象为实体类型和实体间联系，然后用实体联系图表示数据模型。 3.2.1 实体联系模型 P39 E-R模型是用E-R图表示的。E-R图中有下面四个基本成分： ①矩形框：表示实体型。 ②菱形框：表示联系。 ③椭圆形框：表示实体或联系类型的属性。 ④直线：联系类型与其所涉及的实体之间用直线连接，实体与实体之间用直线连接。 3.2.1 实体联系模型 (1)实体(entity)：客观存在并可相互区别的事物称为实体。实体可以是具体可触及到的对象，如一个大学生、一辆汽车等；也可以是抽象的事件，如一场足球赛，一次借书等。 (2)属性(attribute)：实体所具有的某一特征称为实体的属性。一个实体可由若干属性来刻画。例如，学生实体有学号、姓名、性别、年龄、班级等属性。 3.2.1 实体联系模型 (3)键(key)：也称关键字或码。唯一标识实体的最小的属性集称为实体的键。 例如，学生(学号,姓名,年龄,性别,班级) 键是“学号”； 课程(课号,课名,学分,学时)，键是“课号”； 选课(学号，课号，分数，学年)， 键是(学号,课号) 足球赛(场次，日期，地点)则是全键。 3.2.1 实体联系模型 (4)联系(relationship)：现实世界的事物彼此是有联系的，反映在信息世界就是实体之间的联系。 实体之间的联系有两类：一是不同实体集之间的联系；另一种是同一实体集中不同个体之间的联系。 首先，考察两个实体集之间的联系，可以分为三类： 3.2.1 实体联系模型 ①1:1联系:已知实体集A和B，若其中每个实体集中任一实体至多与另一实体集中的一个实体有联系，则称A和B的联系为“1对1联系”，简记为1:1联系。 3.2.1 实体联系模型 ②1:n联系: 已知实体集A和B，若A中每个实体可与B中任意个实体有联系，而B中每个实体至多与A中的一个实体有联系，则称A和B的联系为“1对多联系”，简记为1:n联系。 3.2.1 实体联系模型 ③m:n联系: 已知实体集A和B，若其中每个实体集中任一实体可与另一实体集中的多个实体有联系，则称A和B的联系为“多对多联系”，简记为m:n联系。 3.2.1 实体联系模型 类似地，我们可以定义多个实体集(三个或三个以上)之间的各种联系，也可以定义同一实体集中不同个体之间的联系。如下所示。 3.2.1 实体联系模型 例如：同一实体集内各实体间联系。如职工实体集内部具有领导与被领导的联系。如下图所示。 3.2.2 子类的设计 子类：定义类型之间的一种子集关系。它抽象了类型之间的“is a”的语义联系。例如： 3.2.3 E-R模型实例 例1：教学管理系统E-R图如下所示。 方法： 1)确定实体类型。 系、学生、教师、研究生、课程 2)确定实体间联系类型。 3)根据实体类型和联系类型画出E-R图。 4)确定实体类型和联系类型的属性。 3.2.3 E-R模型实例 3.3 逻辑模式设计 E-R模型向关系模型转换规则 规则1：每个实体型转换为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性，实体的键就是关系的键。键用下划线标出。 3.3 逻辑模式设计 例如： 3.3 E-R图向关系模型的转换 规则3：若实体的联系是m:n，则将联系转换为一个关系模式。“联系” 两端实体的主键以及“联系”本身的属性转换为该关系的属性。该关系的主键为各实体键的组合。 3.3 E-R图向关系模型的转换 规则4：两个以上实体之间