....《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》學號：姓名：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論14級電氣信息工程系計算機科學與技術(shù)120236月數(shù)據(jù)庫應用特點據(jù)安全以及高效地檢索數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。隨著計算機技術(shù)與網(wǎng)絡通信技術(shù)的進展軟件技術(shù)，是網(wǎng)絡信息化治理系統(tǒng)的根底。以處理為中心性。只適合科學計算，不適合數(shù)據(jù)密集型的事務處理系統(tǒng)。以數(shù)據(jù)為中心承受以數(shù)據(jù)為中心的應用模式。數(shù)據(jù)庫設計方法〔1〕功能驅(qū)動方法:據(jù)庫相關(guān)的各種信息類?！?〕E-R建模方法：上數(shù)據(jù)庫設計步驟七1〔〕內(nèi)2〔〕〔〕DBMSDBMSDBMSDBMS〔〕6〔1〕〔2〕〔3〕DBMS7〔1〕〔2〕〔3〕〔4〕統(tǒng)141課程設計任務創(chuàng)立維護的數(shù)據(jù)庫設計就是把所學原理，方法應用到數(shù)據(jù)庫課程設計中去在數(shù)據(jù)庫的設計應用中，經(jīng)過初步的綜合訓練E-R方法設計數(shù)據(jù)庫的概念數(shù)據(jù)模型E-R圖注明數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)關(guān)系，E-R圖是概念設計的最終成果，是規(guī)律設計的依據(jù)，對數(shù)據(jù)庫的影響很大一般方法：E-R方法，如何設計概念模型的一般方法E-R方法是在初步業(yè)務處理調(diào)查的根底上分析提取出每個業(yè)務依靠的信息類綜合出各業(yè)務領(lǐng)域信息類的結(jié)合，消退重合，消退沖突對應用領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫概念模型設計方法的分析和對策分析對策：當應用領(lǐng)域范圍較大時，依據(jù)業(yè)務主題分別設計主題相關(guān)E-RE-RE-R圖的綜合集成，消退沖突，重合，得E-R圖。1．E-R模型的根本元素E-R模型的根本元素包括實體、聯(lián)系和屬性，圖2-4顯示了它們的圖形符號。實體屬性多值屬性聯(lián)系實體屬性多值屬性聯(lián)系2-4E-R模型根本元素的圖形符號實體：在E-R圖中用矩形表示，并將對實體的命名寫于矩形中。屬性：在E-R圖中用橢圓表示〔對于多值屬性用雙橢圓表示〕，并將對屬性的命名寫于其中。聯(lián)系：用來標識實體之間的關(guān)系，在E-R圖中用菱形表示，聯(lián)系的名稱置于菱形內(nèi)。需要說明的是，除了實體具有假設干個屬性外，有的聯(lián)系也具有屬性。在E-R圖中，除了上述三種根本的圖形之外，還有將屬性與相應的實體或聯(lián)系連接起系的類型〔1:1，1:nm:n〕2-5為表示部門和部門主任之間聯(lián)系的E-R圖。2-5部門和部門主任之間聯(lián)系的E-R圖在E-R圖中，加下劃線的屬性〔或?qū)傩越M〕2-5中，部門編號是部門實體的碼，人員編號是部門主任實體的碼。2.1現(xiàn)有圖書治理的信息如下：圖書信息包括：書號、書名、作者、出版社、所屬類別、單價。出版社信息包括：社號、社名、地址、。讀者信息包括：借書證號、姓名、性別、所屬院系。責任編輯。一個讀者可以借閱多本圖書，一本圖書可以有多個人借閱。借閱信息包括：借書日期、還書日期。依據(jù)以上信息，要求完成以下任務：確定實體及其包含屬性，以及各實體的碼。確定各實體之間的聯(lián)系，并設計圖書治理狀況的E-R圖。解：〔1〕本例包括圖書、出版社、讀者三個實體，其中圖書實體包含書號、書名、作64個屬性，其中社號為碼；讀者實體包含借書證號、姓名、性別、所屬院系4個屬性，其中借書證號為碼?！?〕出版社與圖書兩個實體之間為1:n聯(lián)系，聯(lián)系名為出版，該聯(lián)系含有出版日期和責任編輯兩個屬性；讀者與圖書兩個實體之間為m:n聯(lián)系，聯(lián)系名為借閱，該聯(lián)系含有借2個屬性。圖書治理狀況的E-R2-6所示。圖2-6 2．E-R模型的一些變換操作E-R模型方法進展數(shù)據(jù)庫概念設計時，有時需要對E-R模型作一些變換操作。引入弱實體。所謂弱實體，是指一個實體對于另一個〔些〕實體具有很強的依靠聯(lián)系，而且該實體碼的局部或全部從其父實體中獲得。在E-R模型中，弱實體用雙線矩形框表示，與弱實體直接相關(guān)的聯(lián)系用雙線菱形框表示〔如圖2-7所示〕2-7中，“教師簡歷”實體與“教師”實體具有很強的依靠聯(lián)系，“教師簡歷”實體是依靠于“教師”實體而存在的，而且教師簡歷的碼從教師中獲得。因此“教師簡歷”是“弱實體”。2-7“弱實體”例如多值屬性的變換。對于多值屬性，假設在數(shù)據(jù)庫的實施過程中不作任何處理，將會產(chǎn)生大量冗余數(shù)據(jù)，而且使用時有可能造成數(shù)據(jù)的不全都。因此要對多值屬性進展變換。幾個的屬性，并在原E-R圖中用分解后的屬性替代原多值屬性。例如，對于“教師”實體，除了“姓名”、“性別”、“年齡”等單值屬性外，還有多值屬性“畢業(yè)院?！薄踩?-8所示〕，變換時可將“畢業(yè)院?！狈纸鉃椤氨究飘厴I(yè)院校”士畢業(yè)院?！?個單值屬性，變換后的E-R2-9所示。2-8多值屬性例如2-9多值屬性的變換—分解例如〔如圖2-10中的“教育經(jīng)受”〕，1：1E-R圖如圖2-10所示。2-10多值屬性的變換—增加弱實體例如復合屬性的變換。對于復合屬性可以用層次構(gòu)造來表示。例如“地址”作為公司實體的一個屬性，它可以進一步分為多層子屬性〔如圖2-11所示〕。復合屬性不僅準確模獨使用各子屬性時，屬性的復合構(gòu)造不僅格外必要，而且格外重要。2-11復合屬性的變換例如分解變換。假照實體的屬性較多，可以對實體進展分解。例如，對于雇員實體，擁有編號、姓名、性別、生日、部門號、職務、工資、獎金等屬性〔其E-R2-12所示E-R2-13所示。2-12E-R圖2-13E-R圖3E-R模型方法進展數(shù)據(jù)庫概念設計利用E-R模型對數(shù)據(jù)庫進展概念設計，可以分成三步進展：第一步設計局部E-R模型，E-R圖，其次步把各局部E-R模型綜合成一個全局E-R模型，第三步對全局E-R模型進展優(yōu)化，得到最終的E-R模型，即概念模型。設計局部E-R模型。局部概念模型設計可以以用戶完成為主，也可以以數(shù)據(jù)庫設計者完成為主。假設是以用戶為主，則局部構(gòu)造的范圍劃分就可以依據(jù)用戶進展自然劃分，也大的不同，各局部用戶信息需求的反響就是局部概念E-R模型。假設以數(shù)據(jù)庫設計者為主，則可以依據(jù)數(shù)據(jù)庫供給的效勞來劃分局部構(gòu)造的范圍，每一類應用可以對應一類局部E-R模型。確定了局部構(gòu)造范圍之后要定義實體和聯(lián)系。實體定義的任務就是從信息需求和局部間的關(guān)系。實體與聯(lián)系確定下來后，局部構(gòu)造中的其他語義信息大局部可用屬性描述。確定屬性時要遵循兩條原則：第一，屬性必需是不行分的，不能包含其他屬性；其次，雖然實體間可以有聯(lián)系，但是屬性與其他實體不能具有聯(lián)系。下面舉一個設計局部E-R模型的例子。2.2設有如下運動隊和運動會兩個方面的實體集：運動隊方面：運動隊：隊編號、隊名、教練名運發(fā)動：姓名、性別、工程其中，一個運動隊有多個運發(fā)動，一個運發(fā)動僅屬于一個運動隊，一個隊一般有一個教練。運動會方面：運發(fā)動：編號、姓名、性別工程：工程名、競賽場地其中，一個工程可由多個運發(fā)動參與，一個運發(fā)動可參與多個工程，一個工程在一個競賽場地進展。要求：分別設計運動隊和運動會兩個局部E-R圖解：運動隊局部E-R2-14所示，運動會局部E-R2-15所示。2-14E-R圖2-15E-R圖集成全局E-R模型。全局概念構(gòu)造不僅要支持全部局部E-R模型，而且必需合理地表示一個完整、全都的數(shù)據(jù)庫概念構(gòu)造。經(jīng)過了第一個步驟，雖然全部局部E-R模型都的應用也不同，所以局部E-R模型之間可能存在很多沖突和重復，主要有屬性沖突、構(gòu)造E-RE-R模型，解決這些沖突。屬性沖突。屬性沖突又包括屬性域沖突和屬性取值單位沖突。屬性域沖突主要指屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同。例如學號有的定義為字符型，有的定義為整型單位。命名沖突。主要指屬性名，實體名，聯(lián)系名之間的沖突。主要有兩類：同名異義，即不同意義的對象具有一樣的名字；異名同義，即同一意義的對象具有不同的名字。如例2.2中兩個局部E-R圖中對工程名這一一樣對象具有不同的屬性名。解決以上兩種沖突比較簡潔，只要通過爭論，協(xié)商全都即可。構(gòu)造沖突。構(gòu)造沖突又包括兩種狀況：一種是指同一對象在不同應用中具有不同的抽為屬性。在例2.2中，工程在運動隊概念模式中被表示為屬性，而在運動會概念模式中被表具體問題具體分析。另一種構(gòu)造沖突是指同一實體在不同的局部E-R圖中所包含的屬性個2.2E-R圖中所包含的屬性個數(shù)與運動會局部E-R圖中所包含的屬性個數(shù)不同。解決這種沖突的方法是讓該實體的屬性為各局部E-R圖中的屬性的并集。約束沖突。主要指實體之間的聯(lián)系在不同的局部E-R應用中被定義為多對多聯(lián)系，而在另一應用中則被定義為一對多聯(lián)系。集成全局E-R模型的其次步是確定公共實體類型。在集成為全局E-R模型之前，首先要E-R模型是由不同的設計人員確定的，因而對同一現(xiàn)實世界的對象可能賜予不同的描述。在一E-RE-R模型中就可能被作為聯(lián)系類型或?qū)傩?。即使都表示成實體類型，實體類型名和碼也可能不同。鍵的實體類型，將其作為公共實體類型的另一類候選。E-R模型的最終一步是合并局部E-RE-R模型有多種方法，的局部構(gòu)造，并且合并從公共實體類型開頭，最終再參加獨立的局部構(gòu)造。E-RE-R模型合并成為能夠被全系統(tǒng)中全部用戶共同理解和承受的統(tǒng)一的概念模型。2.32.2中的局部E-R圖合并為一個全局E-R圖。解：合并時存在命名沖突和構(gòu)造沖突。構(gòu)造沖突：工程在兩個局部E-R圖中，一個作為屬性，一個作為實體，解決的方法是消退運發(fā)動實體中的工程屬性，轉(zhuǎn)化為實體。運發(fā)動實體在兩個局部E-R圖中所包含的屬性個數(shù)不同，健也不同，解決的方法是讓該實體的屬性為兩個局部E-R圖中的屬性的并集，4個屬性，并將隊員編號作為健。合并后的E-R2-16所示。2-162.2的兩個局部E-RE-R圖優(yōu)化全局E-R模型。優(yōu)化全局E-R模型有助于提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的效率，可從以下幾個方面考慮進展優(yōu)化：第一，合并相關(guān)實體，盡可能削減實體個數(shù)。其次，消退冗余。在合并后的E-R模型中，可能存在冗余屬性與冗余聯(lián)系。這些冗余發(fā)動實體中的隊編號屬性。運動隊與工程中的聯(lián)系也可刪除〔優(yōu)化后的E-R圖如圖2-17所示〕〔詳見第三章〕來消退冗余。冗余信息允許存在，需要依據(jù)用戶的整體需求來確定。2-17E-R圖下面結(jié)合一個綜合實例，說明利用E-R圖對數(shù)據(jù)庫進展概念設計的過程。例2.4統(tǒng)，各子系統(tǒng)涉及的實體如下：人員治理子系統(tǒng)具有以下實體：院系：屬性有院系編號，院系名稱，負責人，人數(shù)，辦公室。教研室：屬性有教研室號，教研室名，主任姓名，人數(shù)。教師：屬性有教師號，姓名，性別，年齡，學歷，工齡，職稱，任職時間。教師簡歷：屬性有起始時間，終止時間，工作單位，任職。班級：屬性有班級號，專業(yè)，教室，班主任。學生：屬性有學號，姓名，性別，年齡，聯(lián)系。含多個學生，每個學生只屬于一個班級；每一教師有多條簡歷，每條簡歷只屬于一個教師。教師任課子系統(tǒng)具有以下實體：課程：屬性有課程編號，課程名，課程類別，總課時，學分。教師：屬性有教師號，姓名，性別，職稱。期同一班級每門課只有一名教師任教。教師科研子系統(tǒng)具有以下實體：科研工程：屬性有工程編號，工程名稱，工程來源，工程經(jīng)費。教師：屬性有教師號，姓名，性別，職稱?？蒲谐晒簩傩杂泄こ叹幪枺こ堂Q，完成時間，完成工作。，教師參與科研工作包括擔當工作。學生學習子系統(tǒng)具有以下實體：課程：屬性有課程編號，課程名，課程類別，總課時，學分。學生：屬性有學號，姓名，班級。每門課可以有多名學生學習，每個學生可以選多門課程，選課包括時間和成績。要求：畫出系統(tǒng)的E-R圖。解：〔1〕先畫出各個子系統(tǒng)的局部E-R2-18~2-23所示，其中各局部E-R圖均省略了實體的屬性。2-18人員治理子系統(tǒng)各實體的E-R圖2-19人員治理子系統(tǒng)的局部E-R圖2-20教師任課子系統(tǒng)的各實體的E-R圖及其局部E-R圖2-21教師科研子系統(tǒng)的各實體的E-R圖2-22教師科研子系統(tǒng)的局部E-R圖2-23學生學習子系統(tǒng)的各實體的E-R圖及其局部E-R圖合并局部E-R圖。首先解決以下幾種沖突：習時間”屬性以及教師任課子系統(tǒng)中的“任課”聯(lián)系中的“任課時間”同義不同名，解決的方法是將它們統(tǒng)一為“課時”。構(gòu)造沖突：“班級”在學生學習子系統(tǒng)的局部E-R圖中作為屬性，而在人員治理子系統(tǒng)的局部E-R性，轉(zhuǎn)化為實體?！敖處煛?、“學生”實體在不同的局部E-R圖中所包含的屬性個數(shù)不同，解決的方法是讓該實體的屬性為有關(guān)局部E-R圖中的屬性的并集。解決完各種沖突后即可合并局部E-R圖，合并后的E-R2-24所示〔省略了實體與聯(lián)系的屬性〕。2-24E-R圖優(yōu)化全局E-R圖。例如學生學習子系統(tǒng)中“學習”聯(lián)系的“學習時間”是冗余屬性，應當消退。引言：計供給數(shù)據(jù)構(gòu)造的框架。E-R用，我們可以做出這個簡潔例子的關(guān)系模式：〕班級〔編號，名稱〕“學生.班級”為外鍵，參照“班級.編號”取值。2.2這些閱歷總結(jié)成一些規(guī)章，以供轉(zhuǎn)換使用。轉(zhuǎn)換規(guī)章一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式實體的碼就是關(guān)系的碼。一個1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應的關(guān)系模式合并。2.2〔2〕，有三種轉(zhuǎn)換方式。聯(lián)系單獨作為一個關(guān)系模式以選擇與該聯(lián)系相連的任一實體的碼屬性作為該關(guān)系的碼。結(jié)果如下：職工〔工號，姓名〕產(chǎn)品〔產(chǎn)品號，產(chǎn)品名〕負責〔工號，產(chǎn)品號〕其中“負責”這個關(guān)系的碼可以是工號，也可以是產(chǎn)品號。與職工端合并工號，姓名，產(chǎn)品號〕產(chǎn)品〔產(chǎn)品號，產(chǎn)品名〕 職工〔工號，姓名〕〕其中“產(chǎn)品.負責人工號”為外碼。一個1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與n端對應的關(guān)系模式合并。假設單獨作為一個關(guān)系模式n顧客〔顧客號，姓名〕訂單〔訂單號，……〕〕n顧客〔顧客號，姓名〕訂單〔訂單號，……，顧客號〕一個m:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式。的碼組成關(guān)系碼或關(guān)系碼的一局部。〕學生〔學號，姓名〕〕一個多元聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式。各實體的碼組成關(guān)系的碼或關(guān)系碼的一局部。具有一樣碼的關(guān)系模式可以合并。有些1：n的聯(lián)系，將屬性合并到n端后，該屬性也作為主碼的一局部第四章物理構(gòu)造設計模式確定是否允許空值等屬性，并且，為關(guān)系模式定義完整性約束。4.14.2物理模型截圖1、數(shù)據(jù)庫名稱Book_Borrow2、關(guān)系表列名lbdm列名lbdm數(shù)據(jù)類型nvarchar長度2允許空備注類別代碼lbmcnvarchar10類別名稱kjytstinyint1可借閱天數(shù)kjysltinyint1可借閱數(shù)量cqfkesmallmoney4超期罰款額主鍵：lbdmReader(讀者表)列名數(shù)據(jù)類型長度允許空備注khnvarchar20卡號xmnvarchar16姓名xbnchar1性別bmnvarchar30部門bkrqdatetime8辦卡日期kztchar1卡狀態(tài)lbdmnvarchar2類別代碼主鍵：kh索引：xm(升序)checkdefaultBook(圖書表)列名數(shù)據(jù)類型長度允許空備注shnvarchar8書號smnvarchar40書名zznvarchar16作者cbsnvarchar20出版社jgsmallmoney4價格kcsltinyint1庫存數(shù)量主鍵：sh索引：①sm(升序)②cbs(升序)+zz(升序)Borrow(借還表)列名數(shù)據(jù)類型長度允許空備注khnvarchar20卡號shnvarchar8書號jsrqdatetime8