1、1/29/202322本章内容本章内容n 2.1 关系数据库基本概述关系数据库基本概述n 2.2 关系代数的基本原理关系代数的基本原理n 2.3 关系模式的分解关系模式的分解n 2.4 关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束n 2.5 数据库的设计方法数据库的设计方法1/29/202331/29/202341/29/202351/29/202361/29/202371/29/202381/29/2023992.2 关系代数的基本原理关系代数的基本原理3集合的笛卡尔乘积集合的笛卡尔乘积设设A1、A2、An为任意集合，为任意集合，A1、A2、An的笛的笛卡尔乘积记做：卡尔乘积记做：A1A2An,
2、并且定义并且定义D=A1A2An=(a1，a2，an)|aiAi，i=1，2，n，其中，其中(a1，a2，an)是一个元组，它的每个元素是一个元组，它的每个元素ai取取自对应的集合自对应的集合Ai。例如，设例如，设A=1，2，B=a，b，则，则AB=(1，a)，(1，b)，(2，a)，(2，b)。4关系关系关系是一个集合，其组成元素是元组而不是组成元组的关系是一个集合，其组成元素是元组而不是组成元组的元素。元素。1/29/202310102.2 关系代数的基本原理关系代数的基本原理n 关系运算关系运算 一种数据模型既要提供描述现实世界的数据结构，也要提供提一种数据模型既要提供描述现实世界的数据
3、结构，也要提供提供对数据的操作运算手段。在关系数据库中就是要提供对二维表格供对数据的操作运算手段。在关系数据库中就是要提供对二维表格进行运算的机制。进行运算的机制。1并并设设A、B同为同为n元关系，则元关系，则A、B的并也是一个的并也是一个n元关系，记作元关系，记作AB。2交交设设A、B同为同为n元关系，则元关系，则A、B的交也是一个的交也是一个n元关系，记作元关系，记作AB。AB包含了所有同属于包含了所有同属于A、B的元组。的元组。3差差设设A、B同为同为n元关系，则元关系，则A、B的差也是一个的差也是一个n元关系，记作元关系，记作A-B。A-B包含了所有属于包含了所有属于A但不属于但不属于
4、B的元组。的元组。1/29/202311112.2 关系代数的基本原理关系代数的基本原理例例2-1 设设A=(湖南，长沙湖南，长沙)，(河北，石家庄河北，石家庄)，(陕西，西陕西，西安安)，B=(湖北，武汉湖北，武汉)，(广东，广州广东，广州)，(广东，深圳广东，深圳)，(陕陕西，西安西，西安)，求，求 AB、AB、A-B。显然，显然，A、B是表示城市和所在省的关系。是表示城市和所在省的关系。AB=(湖南，长沙湖南，长沙)，(河北，石家庄河北，石家庄)，(陕西，西安陕西，西安)，(湖北，武汉湖北，武汉)，(广东，广州广东，广州)，(广东，深圳广东，深圳)AB=(陕西，西安陕西，西安)A-B=(
5、湖南，长沙湖南，长沙)，(河北，石家庄河北，石家庄)1/29/202312122.2 关系代数的基本原理关系代数的基本原理4连接连接设设A是一个包含是一个包含m个元组的个元组的k1元关系，元关系，B是一个包含是一个包含n个个元组的元组的k2元关系，则元关系，则A、B的连接是一个包含的连接是一个包含mn个元组的个元组的k1+k2元关系，记作元关系，记作AB。5投影投影设设 R=R(A1，A2，An)是一个是一个n元关系，元关系，i1，i2，im是是1，2，n的一个子集，并且的一个子集，并且 i1i2im，定义：，定义：称称(R)是是R在上的一个投影。在上的一个投影。6选择选择设设 R=(a1，a
6、2，an)是一个是一个n元关系，元关系，S是关于是关于(a1，a2，an)的一个条件，的一个条件，R中所有满足中所有满足S条件的元组组成的条件的元组组成的子关系子关系S(R)，称为，称为R的一个选择。的一个选择。),()(21miiiAAAR1/29/202313132.2 关系代数的基本原理关系代数的基本原理例例2-2 设设 R1=R1(姓名姓名,性性别别)=(钱达理钱达理,男男)，(东东方牧方牧,男男)，R2=R2(所所在单位，住址在单位，住址)=(总总经理办经理办,东风路东风路78号号)，(销售部销售部,五一北路五一北路25号号)，求，求(1)R=R1R2。(2)R在在(姓名，所姓名，所
7、在单位，住址在单位，住址)的投影。的投影。(3)根据表根据表2-1，求，求R关系的一个选择。关系的一个选择。解：解：(1)R=(钱达理钱达理,男男,总经理办总经理办,东风路东风路78号号)，(钱达理钱达理,男男,销售部销售部,五一北路五一北路25号号)，(东方牧东方牧,男男,总经理办总经理办,东东风路风路78号号)，(东方牧东方牧,男男,销售部销售部,五一北路五一北路25号号)。R是一个包含是一个包含4个元组的个元组的4元关系。元关系。(2)根据投影的定义，只需对上面得到的根据投影的定义，只需对上面得到的R关系的每关系的每个元组删掉性别属性即可，所以个元组删掉性别属性即可，所以(R)=(钱达理
8、钱达理,总经理办总经理办,东风路东风路78号号)，(钱达理钱达理,销销售部售部,五一北路五一北路25号号)，(东方牧东方牧,总经理办总经理办,东风路东风路78号号)，(东方牧东方牧,销售部销售部,五一北路五一北路25号号)(3)根据表根据表2-1，钱达理是总经理办的，住在东风路，钱达理是总经理办的，住在东风路78号，东方牧也是总经理办的，住在五一北路号，东方牧也是总经理办的，住在五一北路25号，号，R关系中只有一个元组反映的情况正确，其余元组关系中只有一个元组反映的情况正确，其余元组数据错误，应删掉，根据该条件数据错误，应删掉，根据该条件(即符合表即符合表2-1的描的描述述)所得到的一个选择是
9、：所得到的一个选择是：R(S)=(钱达理钱达理,总经理办总经理办,东风路东风路78号号)1/29/20231414 设计数据库重要的环节是设计一个二维表的表头及其约束条件，设计数据库重要的环节是设计一个二维表的表头及其约束条件，也就是其关系模式，设计过程中既要考虑所提供的信息能否全面支也就是其关系模式，设计过程中既要考虑所提供的信息能否全面支持应用系统所要求的功能，也要考虑处理数据的方便，更能快速的持应用系统所要求的功能，也要考虑处理数据的方便，更能快速的进行信息的删除、插入、更新等操作。进行信息的删除、插入、更新等操作。2.3 关系模式的分解关系模式的分解n 引例：表引例：表2-2关系模型存
10、在如下关系模型存在如下3方面的问题。方面的问题。插入异常插入异常 删除异常删除异常数据冗余与更新异常数据冗余与更新异常供应商代码供应商代码供应商名称供应商名称联系人联系人商品名称商品名称订货数量订货数量单价单价S001 华科电子有限华科电子有限公司公司施宾彬施宾彬笔记本计算机笔记本计算机109800.00S001 华科电子有限华科电子有限公司公司施宾彬施宾彬激光打印机激光打印机52800.00S002 湘江计算机外湘江计算机外设公司设公司方胜力方胜力笔记本计算机笔记本计算机510200.00S003 韦力电子实业韦力电子实业公司公司周昌周昌 喷墨打印机喷墨打印机5480.00S003 韦力电子
11、实业韦力电子实业公司公司周昌周昌 交换机交换机28500.00表表 2-2 一个不好的关系模式一个不好的关系模式1/29/202315152.3 关系模式的分解关系模式的分解要解决上述要解决上述3个问题，需要把表个问题，需要把表2-2进行分解，表中前进行分解，表中前3列列独立建立一个表，指定供应商代码作为关键字，并删除相同独立建立一个表，指定供应商代码作为关键字，并删除相同的行；后的行；后3列独立，引入供应商代码列作为外键，并增加一列独立，引入供应商代码列作为外键，并增加一个订货日期列，供应商代码和订货日期的组合作为第个订货日期列，供应商代码和订货日期的组合作为第2个表个表的关键字。经过这样处
12、理后，上述异常问题就完全解决了。的关键字。经过这样处理后，上述异常问题就完全解决了。1/29/202316162.3 关系模式的分解关系模式的分解n函数依赖的基本概念函数依赖的基本概念定义定义1：设一个关系为设一个关系为R(U)，X和和Y为属性集为属性集U上的子集，若对于上的子集，若对于X上上的每个值都有的每个值都有Y上的一个唯一值与之对应，则称上的一个唯一值与之对应，则称X和和Y具有函数依赖关系，具有函数依赖关系，并称并称X函数决定函数决定Y，或称，或称Y函数依赖于函数依赖于X，记作，记作XY，称，称X为决定因素。为决定因素。例如：设一个职工关系为（例如：设一个职工关系为（职工号职工号，姓名
13、，性别，年龄，职务），姓名，性别，年龄，职务），职工号用来标识每个职工，选作为该关系的主码。对于该关系中每个职职工号用来标识每个职工，选作为该关系的主码。对于该关系中每个职工的职工号，都对应着姓名属性中的唯一值，即该职工的姓名，或者说工的职工号，都对应着姓名属性中的唯一值，即该职工的姓名，或者说一个职工的姓名由其职工号唯一确定，所以称职工号函数决定姓名，或一个职工的姓名由其职工号唯一确定，所以称职工号函数决定姓名，或称姓名函数依赖于职工号，记作称姓名函数依赖于职工号，记作“职工号职工号姓名姓名”，职工号为该函数依，职工号为该函数依赖的决定因素。同理，当一名职工的职工号被确定之后，它所对应的性赖
14、的决定因素。同理，当一名职工的职工号被确定之后，它所对应的性别、年龄、职务等属性值就被唯一确定下来了，所以职工号函数决定性别、年龄、职务等属性值就被唯一确定下来了，所以职工号函数决定性别、年龄、职务等描述职工特征的每个属性，可以分别记作为别、年龄、职务等描述职工特征的每个属性，可以分别记作为“职工号职工号性别性别”、“职工号职工号年龄年龄”、“职工号职工号职务职务”。1/29/202317172.3 关系模式的分解关系模式的分解定义定义2：设一个关系为设一个关系为R(U)，X和和Y为属性集为属性集U上的子集，上的子集，若存在若存在XY，同时，同时X的一个真子集的一个真子集X也能够函数决定也能够
15、函数决定Y，即，即存在存在XY，则称，则称XY的函数依赖为部分函数依赖，或者说，的函数依赖为部分函数依赖，或者说，X部分函数决定部分函数决定Y，Y部分函数依赖于部分函数依赖于X；否则若在；否则若在X中不存中不存在一个真子集在一个真子集X，使得，使得X也能够函数决定也能够函数决定Y，则称，则称X完全函完全函数决定数决定Y，或，或Y完全函数依赖于完全函数依赖于X。XY的部分函数依赖也的部分函数依赖也称为局部函数依赖。称为局部函数依赖。1/29/202318182.3 关系模式的分解关系模式的分解例如：在上面介绍的职工关系中，职工号同其他每个属例如：在上面介绍的职工关系中，职工号同其他每个属性之间的
16、函数依赖都是完全函数依赖，因为职工号是一个单性之间的函数依赖都是完全函数依赖，因为职工号是一个单属性决定因素，它不可能再包含其他任何属性，也就不可能属性决定因素，它不可能再包含其他任何属性，也就不可能存在真子集函数决定其他每个属性的情况存在。另外，如存在真子集函数决定其他每个属性的情况存在。另外，如“（职工号，性别）（职工号，性别）”的值虽然能够函数决定相应职工的年的值虽然能够函数决定相应职工的年龄，但其中的真子集职工号就能够函数决定其年龄，所以龄，但其中的真子集职工号就能够函数决定其年龄，所以（职工号，性别）到年龄之间的函数依赖为部分函数依赖。（职工号，性别）到年龄之间的函数依赖为部分函数依
17、赖。即在即在“（职工号，性别）（职工号，性别）年龄年龄”的函数依赖中存在着的函数依赖中存在着“职职工号工号年龄年龄”的函数依赖。的函数依赖。定义定义3 设设X，Y，Z是关系模式是关系模式R的不同属性集，若的不同属性集，若XY(并且并且YX不成立不成立)，YZ，称，称X传递决定传递决定Z，或称，或称Z传传递函数依赖于递函数依赖于X。1/29/202319192.3 关系模式的分解关系模式的分解n关系的规范化关系的规范化 1.主属性与非主属性主属性与非主属性候选关键属性和关键属性候选关键属性和关键属性定义定义4 设关系模式设关系模式R(A1,A2,An)，A1,A2,An是是R的属性，的属性，X是
18、是R的一个属性集，如果的一个属性集，如果X(A1,A2,An)，对于对于X的任意真子集的任意真子集X1，X1(A1,A2,An)都不成立，都不成立，则称属性集则称属性集X是关系模式是关系模式R的一个候选关键属性。的一个候选关键属性。如果关系模式如果关系模式R只有一个候选关键属性，称这惟一的候选关键属性为只有一个候选关键属性，称这惟一的候选关键属性为关键属性，否则，应从多个候选关键属性中指定一个作为关键属性。关键属性，否则，应从多个候选关键属性中指定一个作为关键属性。习惯上把候选关键属性称为候选关键字，关键属性称为关键字。习惯上把候选关键属性称为候选关键字，关键属性称为关键字。主属性和非主属性主
19、属性和非主属性定义定义5 设设Ai是关系模式是关系模式R的一个属性，若的一个属性，若Ai属于属于R的某个候选关键属的某个候选关键属性，称性，称Ai是是R的主属性，否则，称的主属性，否则，称Ai为非主属性。为非主属性。1/29/202320202.3 关系模式的分解关系模式的分解2.第第1范式范式对关系模式的规范化要求分成从低到高不同的层次，分对关系模式的规范化要求分成从低到高不同的层次，分别称为第别称为第1范式、第范式、第2范式、第范式、第3范式、范式、Boyce-Codd范式、第范式、第4范式和第范式和第5范式。范式。定义定义6 当关系模式当关系模式R的所有属性都不能分解为更基本的数的所有属
20、性都不能分解为更基本的数据单位时，称据单位时，称R是满足第是满足第1范式的，简记为范式的，简记为1NF。例如，如果关于员工的关系中有一个工资属性，而工资例如，如果关于员工的关系中有一个工资属性，而工资又由更基本的两个数据项基本工资和岗位工资组成，则这个又由更基本的两个数据项基本工资和岗位工资组成，则这个员工的关系模式就不满足员工的关系模式就不满足1NF。满足第满足第1范式的关系模式还会存在插入、删除、修改异常范式的关系模式还会存在插入、删除、修改异常的现象，要消除这些异常，还要满足更高层次的规范化要求。的现象，要消除这些异常，还要满足更高层次的规范化要求。1/29/202321212.3 关系
21、模式的分解关系模式的分解3.第第2范式范式定义定义7 如果关系模式如果关系模式R满足第满足第1范式，并且范式，并且R的所有非主属性都完全的所有非主属性都完全依赖于依赖于R的每一个候选关键属性，称的每一个候选关键属性，称R满足第满足第2范式，简记为范式，简记为2NF。R=R（读者编号，工作单位，图书编号，借阅日期，归还日期）（读者编号，工作单位，图书编号，借阅日期，归还日期）满满足足1范式范式如果进一步假设，每个读者只能借阅同一种书号的图书一次，（读如果进一步假设，每个读者只能借阅同一种书号的图书一次，（读者编号，图书编号）就是一个一个候选关键属性，则者编号，图书编号）就是一个一个候选关键属性，
22、则“工作单位工作单位”部分部分函数依赖于该候选关键属性。函数依赖于该候选关键属性。不满足不满足2范式，更新异常。范式，更新异常。4.第第3范式范式定义定义8 设设R是一个满足第是一个满足第1范式条件的关系模式，范式条件的关系模式，X是是R的任意属性集，的任意属性集，如果如果X非传递依赖于非传递依赖于R的任意一个候选关键字，称的任意一个候选关键字，称R满足第满足第3范式，简记范式，简记为为3NF。定理定理 若关系模式若关系模式R符合符合3NF条件，则条件，则R一定符合一定符合2NF条件。条件。1/29/202322222.3 关系模式的分解关系模式的分解5.Boyce-Codd范式范式定义定义9
23、 设设R是一个关系模式，若是一个关系模式，若R的每一个函数依赖关系的每一个函数依赖关系的左部都是的左部都是R的一个候选关键字，称的一个候选关键字，称R满足满足Boyce-Codd范式，范式，简记为简记为BCNF。可以证明，可以证明，BCNF是比是比3NF更强的规范更强的规范(证明略证明略)，即符合，即符合BCNF条件的关系模式一定符合条件的关系模式一定符合3NF条件，但反过来却不成条件，但反过来却不成立。立。1/29/202323232.3 关系模式的分解关系模式的分解n 关系的分解关系的分解 1.关系模式分解的一般问题关系模式分解的一般问题所谓关系模式的分解，就是对原有关系在不同的属性上所谓
24、关系模式的分解，就是对原有关系在不同的属性上进行投影，从而将原有关系分解为两个或两个以上的含有较进行投影，从而将原有关系分解为两个或两个以上的含有较少属性的多个关系。少属性的多个关系。2.3NF分解分解(1)如果如果R不满足不满足1NF条件，先对其分解，使其满足条件，先对其分解，使其满足1NF。对对R进行进行1NF分解的方法不是采用投影，而是直接将其复分解的方法不是采用投影，而是直接将其复合属性进行分解，用分解后的基本属性集取代原来的属性，合属性进行分解，用分解后的基本属性集取代原来的属性，以获得以获得1NF。1/29/202324242.3 关系模式的分解关系模式的分解例例2-3 将将R(员
25、工号员工号,姓名姓名,工资工资)进行分解，使其满足进行分解，使其满足1NF条条件。件。假定假定R的工资属性由基本工资和岗位工资组成，直接用属的工资属性由基本工资和岗位工资组成，直接用属性集性集(基本工资基本工资,岗位工资岗位工资)取代工资属性，得到新关系取代工资属性，得到新关系R_NEW(员工号员工号,姓名姓名,基本工资基本工资,岗位工资岗位工资)，R_NEW满足满足1NF。(2)R符合符合1NF条件但不符合条件但不符合2NF条件时，分解条件时，分解R使其满足使其满足2NF。1/29/202325252.4 关系模型的完整性约束关系模型的完整性约束n 实体完整性实体完整性所谓实体完整性，就是一
26、个关系模型中的所有元组都是所谓实体完整性，就是一个关系模型中的所有元组都是惟一的，没有两个完全相同的元组，也就是一个二维表中没惟一的，没有两个完全相同的元组，也就是一个二维表中没有两个完全相同行，也称为行完整性。有两个完全相同行，也称为行完整性。n 域完整性域完整性域完整性就是对表中列数据的规范，也称列完整性，用域完整性就是对表中列数据的规范，也称列完整性，用于限制列的数据类型、格式以及取值范围。于限制列的数据类型、格式以及取值范围。n 参照完整性参照完整性 当一个数据表中有外部关键字当一个数据表中有外部关键字(即该列是另外一个表的关即该列是另外一个表的关键字键字)时，外部关键字列的所有值，都
27、必须出现在其所对应时，外部关键字列的所有值，都必须出现在其所对应的表中，这就是参照完整性的含义的表中，这就是参照完整性的含义。n 用户定义完整性用户定义完整性1/29/202326262.5 数据库的设计方法数据库的设计方法n 数据库设计过程数据库设计过程 数据库设计过程一般包括：数据库设计过程一般包括：(1)需求分析需求分析(2)概念设计概念设计(3)逻辑设计逻辑设计(4)物理设计物理设计(5)实施与维护实施与维护1/29/202327272.5 数据库的设计方法数据库的设计方法n E-R模型及其到关系模型的转化模型及其到关系模型的转化 E-R模型模型关系模型关系模型对问题进行分析对问题进行
28、分析转化转化图图2-2 E-R模型到关系模型的转化过程模型到关系模型的转化过程1独立实体到关系模型的转化独立实体到关系模型的转化一个独立实体转化为一个关系模型一个独立实体转化为一个关系模型(即一张关系表即一张关系表)，实体，实体码转化为关系表的关键属性，其他属性转化为关系表的属性，码转化为关系表的关键属性，其他属性转化为关系表的属性，注意根据实际对象属性情况确定关系属性的取值域。注意根据实际对象属性情况确定关系属性的取值域。1/29/202328282.5 数据库的设计方法数据库的设计方法例：例如对于图例：例如对于图2-3所示的学生实体，应将其转化为关系：所示的学生实体，应将其转化为关系：学生
29、学生(学号学号,姓名姓名,民族民族,籍贯籍贯)其中下划线标注的属性表示关键字。其中下划线标注的属性表示关键字。学学 生生学学 号号民民 族族籍籍 贯贯姓姓 名名图图2-3 学生实体的学生实体的E-R图图1/29/202329292.5 数据库的设计方法数据库的设计方法21:1联系到关系模型的转化联系到关系模型的转化11经经 理理公公 司司领领 导导姓姓 名名住住 址址出生年出生年月月电电 话话民民 族族名名 称称电电 话话类类 型型注册地注册地图图2-4 1:1 联系到关系模型的转化联系到关系模型的转化1/29/202330302.5 数据库的设计方法数据库的设计方法对图对图2-4模型转化为关
30、系模型：模型转化为关系模型：经理经理(姓名姓名,民族民族,住址住址,出生年月出生年月,电话电话,名称名称)公司公司(名称名称,注册地注册地,类型类型,电话电话,姓名姓名)其中名称和姓名分别是其中名称和姓名分别是“公司公司”和和“经理经理”两个关系模两个关系模式的关键字，在式的关键字，在“经理经理”和和“公司公司”两个关系中，为了表明两个关系中，为了表明两者间的联系，各自增加了对方的关键字作为外部关键字，两者间的联系，各自增加了对方的关键字作为外部关键字，当两个表中出现下面的元组时，表明了张小辉是京广实业公当两个表中出现下面的元组时，表明了张小辉是京广实业公司的经理。司的经理。(张小辉张小辉,汉
31、汉,北京前门大街北京前门大街156号号,48,68705633,京广实业公京广实业公司司)(京广实业公司京广实业公司,北京复兴门外大街北京复兴门外大街278号号,有限责有限责任任,65783265,张小辉张小辉)1/29/202331312.5 数据库的设计方法数据库的设计方法31:n联系到关系模型的转化联系到关系模型的转化要转化要转化1:n联系，需要在联系，需要在n方方(即即1对多关系的多方对多关系的多方)实体表实体表中增加一个属性，将对方的关键字作为外部关键字处理即可。中增加一个属性，将对方的关键字作为外部关键字处理即可。1n学学 生生班班 级级属属 于于姓姓 名名学学 号号民民 族族出生
32、年出生年月月名名 称称班班 号号系系年年 级级专专 业业图图2-5 1:n关系到关系模型的转化关系到关系模型的转化1/29/202332322.5 数据库的设计方法数据库的设计方法如图如图2-5所示，所示，“班级班级”与与“学生学生”的联系是的联系是1:n的联系，的联系，学生方是学生方是n方，对图方，对图2-5进行转化，得到关系模型：进行转化，得到关系模型：学生学生(学号学号,姓名姓名,民族民族,出生年月出生年月,班号班号)班级班级(班号班号,名称名称,年级年级,系系,专业专业)在学生表中增加在学生表中增加“班级班级”中的关键字中的关键字“班号班号”作为外部作为外部关键字。关键字。1/29/2
33、02333332.5 数据库的设计方法数据库的设计方法4m:n联系到关系模型的转化联系到关系模型的转化一个一个m:n联系要单独建立一个关系模式，分别用两个实体联系要单独建立一个关系模式，分别用两个实体的关键字作为外部关键字。的关键字作为外部关键字。学学 习习mn学学 生生学学 号号姓姓 名名出生出生年月年月民民 族族课程号课程号课程名课程名学时数学时数课程课程成绩成绩图图2-6 m:n关系到关系模型的转化关系到关系模型的转化 1/29/202334342.5 数据库的设计方法数据库的设计方法图图2-6描述的学生与课程的联系是描述的学生与课程的联系是m:n联系，将联系，将E-R图转化图转化为为3
34、个关系：个关系：学生学生(学号学号，姓名，民族，出生年月，姓名，民族，出生年月)课程课程(课程号课程号，课程名，学时数，课程名，学时数)学习学习(学号学号，课程号课程号，成绩，成绩)1/29/202335352.5 数据库的设计方法数据库的设计方法5多元联系到关系模型的转化多元联系到关系模型的转化所谓多元联系，即是说该联系涉及两个以上的实体。例所谓多元联系，即是说该联系涉及两个以上的实体。例如一个课程表，涉及班级、课程、教师、教室等如一个课程表，涉及班级、课程、教师、教室等4个实体。个实体。例如一个课程表，涉及班级、课程、教师、教室等例如一个课程表，涉及班级、课程、教师、教室等4个实个实体。转
35、化时，应建立一个单独的关系表，将该联系所涉及的体。转化时，应建立一个单独的关系表，将该联系所涉及的全部实体的关键字作为该关系表的外部关键字，再加上适当全部实体的关键字作为该关系表的外部关键字，再加上适当的其他属性，得到关系模式如下：的其他属性，得到关系模式如下：课程表课程表(班号班号,课程号课程号,教师号教师号,教室号教室号,周次周次)。1/29/202336362.5 数据库的设计方法数据库的设计方法6自联系到关系模型的转化自联系到关系模型的转化自联系指同一个实体类中实体间的联系。例如一个公司自联系指同一个实体类中实体间的联系。例如一个公司的所有员工组成的实体类中，员工中存在领导与被领导这样
36、的所有员工组成的实体类中，员工中存在领导与被领导这样的联系，只要分清两部分实体在联系中的身份，其余的情况的联系，只要分清两部分实体在联系中的身份，其余的情况与一般二元关系相同，如图与一般二元关系相同，如图2-7所示。所示。姓姓 名名员工号员工号民民 族族基本工基本工资资职职 务务住住 址址领领 导导员员 工工图图2-7 自联系关系到关系模型的转化自联系关系到关系模型的转化1/29/202337372.5 数据库的设计方法数据库的设计方法对图对图2-7所示所示E-R图转化为关系模型：图转化为关系模型：员工员工(员工号员工号,姓名姓名,住址住址,民族民族,基本工资基本工资,职务职务)领导领导(领导
37、员工号领导员工号,被领导员工号被领导员工号)在领导关系表中，是只反映直接领导关系，还是把非直在领导关系表中，是只反映直接领导关系，还是把非直接领导关系也进行反映，由应用系统的要求确定。接领导关系也进行反映，由应用系统的要求确定。1/29/202338382.5 数据库的设计方法数据库的设计方法n 数据库设计实例数据库设计实例 1问题概述问题概述销售公司销售公司商品商品供应商供应商客户客户采购订单采购订单销售订单销售订单库存文件库存文件图图2-8 某销售公司业务流程图某销售公司业务流程图1/29/202339392.5 数据库的设计方法数据库的设计方法该系统数据模型包含的数据实体有：该系统数据模
38、型包含的数据实体有：(1)供应商供应商(Supplier)：为该公司提供商品的公司。：为该公司提供商品的公司。(2)商品商品(Goods)：该公司经营的商品。：该公司经营的商品。(3)客户客户(Customer)：该公司提供服务的厂家。：该公司提供服务的厂家。(4)员工员工(Employee)：该公司的员工。：该公司的员工。(5)运输商运输商(Transporter)：为该公司提供运输服务的公司。：为该公司提供运输服务的公司。(6)销售订单销售订单(Sell_Order)：该公司与用户签定的销售合同。：该公司与用户签定的销售合同。(7)采购订单采购订单(Purchase_Order)：该公司与
39、供应商签定的：该公司与供应商签定的采购合同。采购合同。1/29/202340402.5 数据库的设计方法数据库的设计方法员工员工销售订单销售订单商品商品采购订单采购订单供应商供应商运输商运输商客户客户图图2-9 数据实体之间的关系数据实体之间的关系1/29/202341412.5 数据库的设计方法数据库的设计方法2数据实体的数据实体的E-R图图这个实例包含的数据实体较多，联系较复杂，如果用一这个实例包含的数据实体较多，联系较复杂，如果用一般的般的E-R图描述，幅面会比较大，对于这种问题，常常用一图描述，幅面会比较大，对于这种问题，常常用一种种E-R图的变形图来描述。在这种变形图中，实体及其属性
40、图的变形图来描述。在这种变形图中，实体及其属性用一个矩形框描述，实体名称标注在矩形框的顶部，实体关用一个矩形框描述，实体名称标注在矩形框的顶部，实体关键字用键字用*标出，并紧跟在实体名称后面，实体属性依次标注。标出，并紧跟在实体名称后面，实体属性依次标注。实体间的联系省略菱形框，只用连线，并在连线的两端标注实体间的联系省略菱形框，只用连线，并在连线的两端标注联系类型。联系类型。1/29/202342422.5 数据库的设计方法数据库的设计方法3数据表设计示例数据表设计示例以员工、销售订单、商品以及部门以员工、销售订单、商品以及部门4个数据实体及其相互个数据实体及其相互间的联系为例，说明这种转换
41、过程。间的联系为例，说明这种转换过程。(1)“员工员工”实体到关系模式的转换实体到关系模式的转换从图从图2-10和图和图2-11中看出，中看出，“员工员工”实体有实体有9个属性，个属性，Employee_ID是其关键属性，该实体与是其关键属性，该实体与“销售订单销售订单”实体间实体间有一个有一个1:n的联系。此外，与的联系。此外，与“部门部门”实体间有一个实体间有一个n:1的联的联系，为描述这种联系，需要增加一个外部关键字系，为描述这种联系，需要增加一个外部关键字Department_ID，转换结果见表，转换结果见表2-8。1/29/202343432.5 数据库的设计方法数据库的设计方法(2
42、)“销售订单销售订单”实体到关系模式的转换实体到关系模式的转换“销售订单销售订单”实体包含实体包含Order_ID1等等7个属性，还与个属性，还与“客客户户”等等4个实体具有个实体具有n:1的联系，为描述这种联系，需要增加的联系，为描述这种联系，需要增加4个外部关键字个外部关键字(实体中已列出了这实体中已列出了这4个外部关键字个外部关键字)。转换结。转换结果见表果见表2-9。(3)“商品商品”实体到关系模式的转换实体到关系模式的转换“商品商品”实体包含实体包含6个属性，关键属性是个属性，关键属性是“商品代码商品代码(Goods_ID)”，“商品商品”实体与实体与“销售订单销售订单”实体及实体及
43、“采购采购订单订单”实体间有实体间有1:n的联系，与的联系，与“商品规格商品规格”实体有实体有n:1的联的联系。转换结果见表系。转换结果见表2-10。(4)“部门部门”实体到关系模式的转换实体到关系模式的转换“部门部门”实体有实体有4个属性，并且与个属性，并且与“员工员工”实体有实体有1:n的的联系，转换结果见表联系，转换结果见表2-11。1/29/20234444本章小结本章小结(1)关系数据库是二维表的集合，这种表的列应满足原子关系数据库是二维表的集合，这种表的列应满足原子特征，即列是不可分解的。特征，即列是不可分解的。(2)关系运算是关系数据库操作的数学基础，通常的关系关系运算是关系数据
44、库操作的数学基础，通常的关系运算包括并、交、差、乘积、选择、投影等运算包括并、交、差、乘积、选择、投影等6种。种。(3)不好的关系模式存在数据冗余、插入异常、删除异常不好的关系模式存在数据冗余、插入异常、删除异常等许多问题，解决这些问题的基本方法是对关系模式进行分等许多问题，解决这些问题的基本方法是对关系模式进行分解。解。(4)数据完整性是保证数据正确性的一组规则。完整性分数据完整性是保证数据正确性的一组规则。完整性分为实体完整性、域完整性、参照完整性和自定义完整性为实体完整性、域完整性、参照完整性和自定义完整性4种。种。(5)数据库应用系统开发有两个任务，一是数据库的设计，数据库应用系统开发有两个任务，一是数据库的设计，二是应用程序的开发。二是应用程序的开发。
