数据建模与实体关系模型

数据建模与实体关系模型第1页/共73页了解数据库项目开发的基本步骤理解数据模型的功能和作用了解E-R模型的主要组成部分学习构建E-R模型图【学习目标】第2页/共73页一、数据库开发的基本步骤4.1数据库开发基本过程概念数据模型物理数据模型数据库现实世界抽取转化创建数据库需求分析数据库设计数据库实现数据库开发步骤第3页/共73页二、各阶段主要活动1.需求分析阶段

获取数据表单、报表、查询、业务规则、数据更新说明

分析数据项特征、数据类型、数据取值约束

描述数据关系、数据处理要求

创建数据概念模型2.系统设计阶段

数据库结构设计（数据库系统结构、数据逻辑模型、数据物理模型）

数据库表、视图、查询设计

数据库表关联设计

数据库表约束设计数据库表索引设计第4页/共73页3.数据库实现

数据库模型物理实现

数据库数据上线

数据库系统测试第5页/共73页三、数据库建模1.什么是数据建模

对现实世界中存在的数据对象及其关系进行分析、发掘、描述，并给出其数据关系结构的过程。2.数据库建模层次

概念数据模型——用户能直接理解的数据对象及其业务联系

逻辑数据模型——系统数据对象的逻辑表示、逻辑联系物理数据模型——系统数据对象的物理存贮结构及物理联系

第6页/共73页一、实体关系模型4.2实体-关系模型概念数据模型的理论基础是实体-关系模型（E-R模型），它最早是由P.Chen于1976年提出。此后不断有人对它进行改进，使它现成为比较流行的数据建模方法，并有集成到许多CASE工具中，用于创建数据库的概念数据模型。P.Chen

(陈品山)第7页/共73页二、实体-关系模型的元素在E-R模型中，主要包括实体、属性、标识符和关系等元素。1.实体实体(Entity)是指问题域中存在的人、事、物、地点等客观存在的具体事物以及抽象的概念。即用户希望跟踪的数据对象，如客户、交易、产品、订单等。实体集是指同类实体的集合。如商品（ITEM）实体集。可乐、牙膏、铅笔等是商品实体集的实例。第8页/共73页第9页/共73页2.属性属性是指描述实体特征的数据项。每个实体都具有1个或多个属性。学号姓名身份证号性别专业学生属性第10页/共73页3.标识符标识符是指标识不同实体实例的属性。标识符可以是1个或多个属性。学号姓名身份证号性别专业学生标识符学号课程平时成绩期末成绩实践成绩总成绩成绩表标识符标识符与主键的区别是标识符是一个逻辑概念，标识符不一定唯一。第11页/共73页4.关系关系(Relationship)是指实体之间的关联，如“学生”与“成绩”的联系、“孩子”与“父亲”、“母亲”的联系等。关系中实体集的数目称为关系度数。学生成绩学业评估父亲母亲孩子血缘二元关系三元关系第12页/共73页两个实体之间可能具有如下3种二元关系之一：1对1（1:1）1对多（1:N）多对多（M:N）学生学生证身份标记班学生拥有教师学生教学111NNMa)1对1关系b)1对多关系c)多对多关系第13页/共73页上述实体之间的关系反映了一个给定实体有多少实例与另一实体实例存在的数量对应关系，通常采用术语基数（Cardinality）。学生学生证身份标记班学生拥有教师学生教学111NNM最小基数最大基数第14页/共73页在实体之间除了需要反映了数量对应关系，有时还需要反映关系实体参与的必要性，即可选（optional）或强制（mandatory）。强制可选学生学生证身份标记班学生拥有导师学生指导第15页/共73页一、实体关系图不同版本4.3实体-关系图实体-关系模型图（E-R模型）有如下几个不同版本。Crow’sfeet(鸟足)模型第16页/共73页classic模型第17页/共73页IDEF1X模型第18页/共73页UML模型第19页/共73页二、数据库建模通常使用符号1对多的两个版本E-R模型传统版本E-R模型鸟足版本第20页/共73页多对多的两个版本E-R模型传统版本E-R模型鸟足版本第21页/共73页Crow’feet的符号第22页/共73页三、主流数据库建模工具PowerDesignerPowerDsigner是一种面向软件分析与设计的CASE工具，它基于传统数据库E-R建模、UML建模、业务流程建模、XML等理论，提供软件需求模型、业务流程模型、概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型、面向对象模型、自定义模型的开发支持。概念数据模型第23页/共73页世界最著名的两大CASE

工具RationalRose

和PowerDesigner

PowerDesigner作者王晓昀是一位中国人，在法国SDP

软件公司工作时，由于苦觅一个好用的

CASE

工具未果，自己开发了AMC*Designer。

1995年SDP

被Powersoft

公司收购，同年Powersoft被Sybase

收购，2010年SAP收购SybaseRose

是从UML

面向对象建模，而后再向数据库建模发展。PowerDesigner

先是一个纯粹的数据库建模工具，后来才向面向对象建模，业务逻辑建模及需求分析建模发展第24页/共73页PowerDesigner产品发展第25页/共73页PowerDsigner的数据建模工具特点：具有良好的性价比支持目前30多种流行的数据库管理系统（如Oracle、SYBASE、SQLServer、DB2、DBF等）支持目前多种客户端开发工具（如PB、VB、VC、Delphi等）满足大、中、小型数据库建模的需求第26页/共73页概念数据模型ConceptualDataModel(CDM)从用户角度所建模的系统数据对象及其关系，它帮助用户分析信息系统的数据结构关系。逻辑数据模型LogicDataMode(LDM)从系统分析员角度所建模的系统数据对象逻辑结构关系，它帮助开发人员分析信息系统的逻辑数据结构。物理数据模型PhysicalDataModel(PDM)从系统设计人员角度所建模的系统数据物理存储及结构关系，它针对设计者具体定义信息系统的数据库表结构。PowerDesigner可建立的数据模型第27页/共73页软件开发阶段与数据模型的关系CDMPDM实体关系图ERD——系统数据概念模型需求分析阶段数据库设计图——系统数据物理模型系统设计阶段LDM关系模型图——系统数据逻辑模型第28页/共73页PowerDesigner数据建模:概念级或逻辑级，CDM和LDM代表数据逻辑关系，不考虑在数据库上的物理实现。物理级，PDM指定了物理实现的具体细节，这些细节包括：目标RDBMS的特征、性能和可用性等。CDMSQLServerPDMORACLEPDMSybasePDMSQLServerORACLESybase概念\逻辑级数据模型物理级数据模型LDM第29页/共73页概念数据模型建模案例1:学绩管理第30页/共73页PowerDesigner的窗口布局第31页/共73页PowerDesigner实体第32页/共73页第33页/共73页第34页/共73页PowerDesigner关系第35页/共73页第36页/共73页四、弱实体实体类型可分为：

弱实体

强实体弱实体是指只有依赖其它实体才可以存在于数据库中的实体。强实体弱实体强实体是指非弱实体。第37页/共73页下面哪个是弱实体?哪个是强实体?第38页/共73页标识符(ID)依赖实体强实体弱实体五、ID依赖实体第39页/共73页

只有在创建了强实体的实例后,才能添加标识符依赖实体的实例。在删除强实体前,必须同时删除所有标识符依赖实体的实例。说明:第40页/共73页六、非ID依赖的弱实体非标识符(ID)依赖弱实体第41页/共73页问题:分别说明ORDER、ASSIGNMENT、PRESCRIPTION实体类型非标识符(ID)依赖弱实体标识符(ID)依赖弱实体强实体第42页/共73页七、子类实体子类型实体第43页/共73页八、递归关系递归关系示例第44页/共73页例图书管理系统概念数据模型第45页/共73页一、HeatherSweeney设计公司需求4.4E-R模型设计示例HeatherSweeney是一个室内装潢设计公司老板，其公司除了设计业务外，还在住宅、厨房用品及商店场所开设系列培训课程。收入主要来源销售有关厨房装修书籍、录像商品以及提供设计咨询。需要通过数据库来跟踪客户，发布商品推荐与咨询服务。第46页/共73页二、从培训课客户列表提取实体第47页/共73页第1版本ER图第48页/共73页第2版本ER图第49页/共73页第3版本ER图第50页/共73页三、从客户信函模版补充实体客户信函第51页/共73页含有CONTACT实体的第1版本ER图第52页/共73页含有CONTACT实体的第2版本ER图第53页/共73页含有CONTACT实体的第3版本ER图第54页/共73页四、从销售发货单补充实体销售发货单第55页/共73页含有INVOICE实体的第4版本ER图第56页/共73页含有INVOICE实体的第5版本ER图第57页/共73页含有INVOICE实体的第6版本ER图第58页/共73页五、实体属性说明SEMINAR实体第59页/共73页CUSTOMER实体第60页/共73页CONTACT实体第61页/共73页INVOICE实体第62页/共73页LINE_ITEM实体第63页/共73页PRODUCT实体第64页/共73页一、WMCRM数据库模型4.5使用Access开发原型WMCRM数据库的E-R模型业务规则：每个客户只与一个销售人员联系业务第65页/共73页修改后的E-R模型业务规则：任何客户可以通过任何销售人员联系业务第66页/共73页二、使用ACCESS为原始数据模型创建表单原型原始数据