主題：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)-邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（主講人：張軍）1邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段形成的概念模型（通常是E-R模型）轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)行優(yōu)化的過程。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)從信息世界到機(jī)器世界的轉(zhuǎn)換。2

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換在實(shí)際應(yīng)用中，一般所用的數(shù)據(jù)庫環(huán)境已經(jīng)給定（如SQLServer或Oracle或MySql)。由于目前使用的數(shù)據(jù)庫基本上都是關(guān)系數(shù)據(jù)庫，因此首先需要將E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)是一組關(guān)系模式的集合，而E-R圖則是由實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系三個(gè)要素組成的。所以將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型實(shí)際上就是把實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。實(shí)體型的轉(zhuǎn)換一個(gè)實(shí)體型——一個(gè)關(guān)系模式實(shí)體的屬性——關(guān)系模式的屬性實(shí)體的主碼——關(guān)系模式的主碼2

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換職工（職工編號，姓名，性別，業(yè)績）班級（班級編號，班級名稱，人數(shù)）班長（學(xué)號，姓名，班級編號）或班級（班級編號，班級名稱，人數(shù)，學(xué)號）班長（學(xué)號，姓名）2

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換聯(lián)系的轉(zhuǎn)換一對一聯(lián)系：將一方的主碼添加到另一方中。班級（班級編號，班級名稱，人數(shù)）學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，籍貫，班級編號）2

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換聯(lián)系的轉(zhuǎn)換一對多聯(lián)系：將一方的主碼添加到多方中。學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期，籍貫）課程（課程編號，課程名稱，學(xué)分，學(xué)時(shí)）修選（學(xué)號，課程編號，成績）2

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換聯(lián)系的轉(zhuǎn)換多對多聯(lián)系：聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式，屬性由聯(lián)系的屬性以及雙方實(shí)體的主碼組成。2

E-R模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換聯(lián)系的轉(zhuǎn)換三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的多元聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。與該多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合。具有相同碼的關(guān)系的處理：具有相同碼的關(guān)系可以合并。如果兩個(gè)關(guān)系模式具有相同的主碼，可以考慮將它們合并為一個(gè)關(guān)系模式。合并的方法是將其中一個(gè)關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個(gè)關(guān)系模式中，然后去掉其中的同義屬性，并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序。3

數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化得到初步的數(shù)據(jù)模型后，還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?、調(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能。關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)。數(shù)據(jù)模型優(yōu)化的方法：確定數(shù)據(jù)依賴對于各個(gè)關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式分析對于應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，確定是否要對它們進(jìn)行合并或分解對關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解或合并3

數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化可以通過判斷分解后的模式達(dá)到幾范式來評價(jià)模式的好壞。范式有：1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF和5NF。通常，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，達(dá)到第三范式就可以了。（1）第一范式（1NF）設(shè)R是一個(gè)關(guān)系模式，如果R中的每個(gè)屬性都是不可分解的，則稱R是第一范式，記為R∈1NF。（2）第二范式(2NF）如果關(guān)系模式R是第一范式，且每個(gè)非碼屬性都完全依賴于碼屬性，則稱R是第二范式，記為R∈2NF。（3）第三范式（3NF）如果關(guān)系模式R是第二范式，且沒有一個(gè)非碼屬性傳遞依賴于碼，則稱R是第三范式，記為R∈3NF。4

設(shè)計(jì)用戶外模式外模式是用戶所看到的數(shù)據(jù)模式。在關(guān)系DBMS中，與用戶相關(guān)的基表，加上按需定義的視圖，就構(gòu)成了一個(gè)用戶的外模式。因此，設(shè)計(jì)用戶外模式，就是根據(jù)需要定義視圖。定義外模式時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：盡