數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用 課件 第4章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論

第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論主要內(nèi)容4.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述4.3系統(tǒng)規(guī)劃階段4.4需求分析階段4.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.7物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.8數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施4.9數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)4.10本章小結(jié)第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論4.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論4.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論4.1.1問(wèn)題引入對(duì)于任何管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)而言，其核心技術(shù)都要涉及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，而要設(shè)計(jì)出一個(gè)性能良好的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)并非一件簡(jiǎn)單的工作。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織化和結(jié)構(gòu)化的過(guò)程，核心問(wèn)題是關(guān)系模型的設(shè)計(jì)。關(guān)系模式設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的成敗，而關(guān)系規(guī)范化理論則是指導(dǎo)關(guān)系模式設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。44.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論例如，某學(xué)校要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)以描述學(xué)生選修課程的情況。由現(xiàn)實(shí)世界的已知事實(shí)可以得到如下對(duì)應(yīng)關(guān)系：每一名學(xué)生可以選修多門課程，每一門課程可以被多名學(xué)生所選修；每一名學(xué)生選修一門課程都會(huì)有一個(gè)成績(jī)。針對(duì)上述情況可能設(shè)計(jì)出以下兩種關(guān)系模式。1．只產(chǎn)生一個(gè)關(guān)系模式學(xué)生選課關(guān)系模式（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，系別，課程號(hào)，課程名，教師名，學(xué)分，成績(jī)）。2．產(chǎn)生三個(gè)關(guān)系模式學(xué)生關(guān)系模式（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，系別）；課程關(guān)系模式（課程號(hào)，課程名，教師名，學(xué)分）；選課關(guān)系模式（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）。54.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論比較分析這兩種關(guān)系模式，發(fā)現(xiàn)第一種設(shè)計(jì)方法可能帶來(lái)如下問(wèn)題：1．?dāng)?shù)據(jù)冗余

2．修改異常3．插入異常4．刪除異常64.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論4.1.2函數(shù)依賴數(shù)據(jù)依賴是一個(gè)關(guān)系內(nèi)部屬性與屬性之間的一種約束關(guān)系，這種約束關(guān)系是通過(guò)屬性間值的相等與否體現(xiàn)出來(lái)的數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系。數(shù)據(jù)依賴有多種類型，常用的數(shù)據(jù)依賴有函數(shù)依賴和多值依賴，其中函數(shù)依賴是最重要也是最基本的一種數(shù)據(jù)依賴。74.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論1．函數(shù)依賴的定義

函數(shù)依賴普遍地存在于現(xiàn)實(shí)生活中，它反映屬性或?qū)傩越M合之間相互依存、相互制約的關(guān)系。函數(shù)依賴的定義為：設(shè)R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式，X與Y是U的子集，r是R(U)的任意一個(gè)可能的關(guān)系（即一個(gè)二維表）。如果對(duì)于r中的任意兩個(gè)元組（即兩個(gè)記錄，或兩行數(shù)據(jù)）t和s，由t[X]=s[X]導(dǎo)致t[Y]=s[Y],則稱X函數(shù)決定Y，或稱Y函數(shù)依賴于X，記作X→Y。函數(shù)依賴的相關(guān)術(shù)語(yǔ)和記號(hào)如下：若X→Y，則稱X為決定因素。若X→Y,Y→X，則記作X←→Y。84.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論2．函數(shù)依賴的分類關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中函數(shù)依賴主要有以下幾類：（1）平凡函數(shù)依賴和非平凡函數(shù)依賴設(shè)R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式，若對(duì)于任何X、Y∈U，有X→Y且Y不包含于X，則稱X→Y是非平凡的函數(shù)依賴。反之，如果Y包含于X，則稱X→Y是平凡的函數(shù)依賴。例如，在學(xué)生關(guān)系模式（學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，所在系別）中，

學(xué)號(hào)→性別，（學(xué)號(hào)，姓名）→年齡，均為非平凡函數(shù)依賴。

（學(xué)號(hào)，姓名）→姓名，為平凡函數(shù)依賴。94.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論

104.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論（3）傳遞函數(shù)依賴設(shè)R(U)是屬性集U上的關(guān)系模式，如果X→Y，Y→Z，并且不存在Y→X，則稱X→Z是一個(gè)傳遞函數(shù)依賴，即Z傳遞函數(shù)依賴于X。例如，在職工關(guān)系模式（職工編號(hào)，姓名，所在車間，車間主任）中，職工編號(hào)→所在車間，所在車間→車間主任，并且不存在所在車間→職工編號(hào)，則車間主任傳遞函數(shù)依賴于職工編號(hào)。注意上述定義中的條件不存在Y→X。如果不加上這一限制，當(dāng)X→Y時(shí)允許Y→X，則X←→Y。而在X←→Y的條件下，Y→Z就等于X→Z。這樣X(jué)就直接函數(shù)決定Z，而不是通過(guò)Y傳遞決定Z了，即非傳遞函數(shù)依賴。114.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論4.1.3范式在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，關(guān)系模式設(shè)計(jì)的好壞取決于它的函數(shù)依賴是否滿足特定的要求。滿足特定要求的模式稱為范式，滿足不同程度要求的為不同范式。一般地，關(guān)系模式R為第幾范式就可以寫成R∈xNF。對(duì)于各種范式之間的聯(lián)系有5NF4NFBCNF3NF2NF1NF成立。通過(guò)關(guān)系模式分解，可以將一個(gè)低一級(jí)范式的關(guān)系模式轉(zhuǎn)換為若干個(gè)高一級(jí)范式的關(guān)系模式的集合，這種過(guò)程就叫規(guī)范化。124.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論1．第一范式

如果關(guān)系模式R中的每一個(gè)屬性都是不可分解的，則稱R屬于第一范式，記作R∈1NF。例如，設(shè)關(guān)系模式R（系別名稱，高級(jí)職稱人數(shù)）表示某學(xué)校系別的基本信息，假設(shè)系別信息狀況如表4.1所示。134.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論從表4.1中可以看出，“高級(jí)職稱人數(shù)”屬性是可以分解的，所以R不滿足1NF。解決問(wèn)題的辦法是：將“高級(jí)職稱人數(shù)”屬性拆開(kāi)，形成關(guān)系模式R1（系別名稱、教授人數(shù)、副教授人數(shù)）。形式如表4.2所示。顯然，此時(shí)關(guān)系模式R1中的每一個(gè)屬性列都是不可再分的，所以R1∈1NF。144.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論2．第二范式

如果關(guān)系模式R∈1NF，且每一個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于候選碼，則稱R屬于第二范式，記作R∈2NF。例如，設(shè)關(guān)系模式R（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，設(shè)備號(hào)，數(shù)量，地點(diǎn)）表示倉(cāng)庫(kù)設(shè)備的存儲(chǔ)情況。候選碼是（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，設(shè)備號(hào)）屬性組合，由于關(guān)系模式R中的每一個(gè)屬性都不可再分，所以R∈1NF。因?yàn)榉侵鲗傩浴皵?shù)量”完全函數(shù)依賴于候選碼。非主屬性“地點(diǎn)”部分函數(shù)依賴于候選碼。即有（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，設(shè)備號(hào)）→地點(diǎn)，倉(cāng)庫(kù)號(hào)→地點(diǎn)，所以R不滿足2NF。154.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論關(guān)系模式R中存在異常，比如某一個(gè)倉(cāng)庫(kù)只有一種設(shè)備，當(dāng)這種設(shè)備被移走后，在刪除此設(shè)備信息的同時(shí)將這個(gè)倉(cāng)庫(kù)的信息也刪除了。解決問(wèn)題的辦法是：用投影分解把關(guān)系模式R分解為兩個(gè)關(guān)系模式。將部分函數(shù)依賴關(guān)系的決定方屬性和非主屬性從關(guān)系模式中提出，單獨(dú)構(gòu)成一個(gè)關(guān)系模式；將余下屬性加上碼（仍要保留部分函數(shù)依賴的決定方屬性）構(gòu)成另一關(guān)系模式。按照上述方法分解，將關(guān)系模式R分解為R1(倉(cāng)庫(kù)號(hào),設(shè)備號(hào)，數(shù)量)和R2(倉(cāng)庫(kù)號(hào)，地點(diǎn))兩個(gè)關(guān)系模式。此時(shí)，R1和R2均屬于第二范式。164.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論3．第三范式如果關(guān)系模式R∈2NF，且每一個(gè)非主屬性都不傳遞函數(shù)依賴于候選碼，則稱R屬于第三范式，記作R∈3NF。例如，設(shè)關(guān)系模式R（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，倉(cāng)庫(kù)面積，所在城市，所在?。┍硎静煌瑐}(cāng)庫(kù)在各省市分布情況。候選碼是倉(cāng)庫(kù)號(hào)，由于關(guān)系模式R中的每一個(gè)屬性都不可再分，所以R∈1NF。又因?yàn)镽中每一個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于候選碼，所以R∈2NF。又因?yàn)楹瘮?shù)依賴有倉(cāng)庫(kù)號(hào)→所在城市，所在城市→所在省，所以倉(cāng)庫(kù)號(hào)→所在省，R中存在傳遞函數(shù)依賴，所以R不滿足3NF。174.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論關(guān)系模式R中存在異常，比如要在遼寧省大連市設(shè)立一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，此時(shí)想先存入有關(guān)所在城市的信息，但由于沒(méi)有倉(cāng)庫(kù)號(hào)，主碼為空，則插入是失敗的。解決問(wèn)題的辦法是：用投影分解把關(guān)系模式R分解為兩個(gè)關(guān)系模式，將傳遞函數(shù)依賴的屬性分解出來(lái)，消除傳遞函數(shù)依賴。按照上述方法分解，將關(guān)系模式R分解為R1（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，倉(cāng)庫(kù)面積，所在城市）和R2（所在城市，所在?。﹥蓚€(gè)關(guān)系模式。此時(shí)，R1和R2均屬于第三范式。184.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論4．BCNF（修正的第三范式）如果關(guān)系模式R∈3NF，且沒(méi)有一個(gè)屬性部分函數(shù)依賴或傳遞函數(shù)依賴于候選碼，則稱R屬于修正的第三范式，記作R∈BCNF。規(guī)范化的基本思想是，逐步消除數(shù)據(jù)依賴中不合理的部分，使每一個(gè)關(guān)系模式更趨于完美。但并不是范式越高越好，范式越高，模式分解的越多，我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)查詢的時(shí)候往往要進(jìn)行許多張表的連接，系統(tǒng)開(kāi)銷較大，查詢效率較低。所以，在進(jìn)行關(guān)系模式規(guī)范化的過(guò)程中，關(guān)系模式一般分解到3NF就認(rèn)為是比較好的了。194.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論例題4.1在銀行管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，有一關(guān)系模式為R（BNO，SSNO，BNAME，ADDRESS，CITY，SNAME，SEX，AGE，ACCOUNT），其中屬性分別表示銀行編號(hào)，身份證號(hào)，銀行名稱，銀行所在地點(diǎn)，銀行所在城市，顧客姓名，性別，年齡，賬戶號(hào)。寫出該關(guān)系模式的主碼，并判斷此關(guān)系模式是否滿足3NF，若不滿足請(qǐng)對(duì)其進(jìn)行規(guī)范化，以達(dá)到3NF。204.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論例題解析：該關(guān)系模式R的主碼為（BNO，SSNO）。由于關(guān)系模式R中的每個(gè)分量都是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，所以R滿足1NF。關(guān)系模式R中存在以下函數(shù)依賴：（BNO，SSNO）→BNAME，BNO→BNAME，（BNO，SSNO）→ADDRESS，BNO→ADDRESS，（BNO，SSNO）→CITY，ADDRESS→CITY，（BNO，SSNO）→ACCOUNT，BNO→CITY，（BNO，SSNO）→SNAME，SSNO→SNAME，（BNO，SSNO）→SEX，SSNO→SEX，（BNO，SSNO）→AGE，SSNO→AGE，214.1關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論首先，關(guān)系模式R滿足1NF，但存在部分函數(shù)依賴，所以，R不滿足2NF,將其分解為：R1（BNO，SSNO，ACCOUNT）∈2NF；R2（BNO，BNAME，ADDRESS，CITY）∈2NF；R3（SSNO，SNAME，SEX，AGE）∈2NF；其次，關(guān)系模式R1、R3均已滿足第三范式，但關(guān)系模式R2存在傳遞函數(shù)依賴，R2不滿足第三范式，將R2分解為：R4（BNO，BNAME，ADDRESS）∈3NF；R5（ADDRESS，CITY）∈3NF；最后，R1、R3、R4、R5滿足第三范式，總結(jié)為：R1（BNO，SSNO，ACCOUNT）；R3（SSNO，SNAME，SEX，AGE）；R4（BNO，BNAME，ADDRESS）；R5（ADDRESS，CITY）。22第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述4.2.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的方法早期數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)主要采用手工與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法。設(shè)計(jì)的質(zhì)量往往與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)與水平有直接的關(guān)系，設(shè)計(jì)質(zhì)量難以保證。人們通過(guò)運(yùn)用軟件工程的思想和方法，提出了各種數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，以及各種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和規(guī)程，這些都屬于規(guī)范設(shè)計(jì)方法。例如：（1）關(guān)系模式的設(shè)計(jì)方法（2）新奧爾良（NewOrleans）方法（3）基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法（4）3NF（第三范式）的設(shè)計(jì)方法（5）基于抽象語(yǔ)法規(guī)范的設(shè)計(jì)方法（6）計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法244.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述4.2.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟從數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的全過(guò)程來(lái)考慮，一般將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟分為七個(gè)階段：1．系統(tǒng)規(guī)劃階段2．需求分析階段3．概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段4．邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段5．物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段6．實(shí)施階段7．運(yùn)行和維護(hù)階段25第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論4.3系統(tǒng)規(guī)劃階段4.3系統(tǒng)規(guī)劃階段4.3.1系統(tǒng)規(guī)劃的任務(wù)系統(tǒng)規(guī)劃階段的主要任務(wù)就是進(jìn)行系統(tǒng)的必要性和可行性分析。包括明確應(yīng)用系統(tǒng)的基本功能，劃分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)支持的范圍；規(guī)劃人力資源調(diào)配；擬定設(shè)備配置方案；選擇合適的操作系統(tǒng)、DBMS和其他軟件；設(shè)備配置方案要在使用要求、系統(tǒng)性能、購(gòu)置成本和維護(hù)代價(jià)各方面綜合權(quán)衡；對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)的成本作出估算；預(yù)測(cè)系統(tǒng)效益的期望值；擬定開(kāi)發(fā)進(jìn)度計(jì)劃，還要對(duì)現(xiàn)行工作模式如何向新系統(tǒng)過(guò)渡作出具體安排。274.3系統(tǒng)規(guī)劃階段4.3.2系統(tǒng)規(guī)劃的成果規(guī)劃階段的工作成果是寫出詳盡的可行性分析報(bào)告和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃書。內(nèi)容應(yīng)包括：系統(tǒng)的定位及其功能、數(shù)據(jù)資源及數(shù)據(jù)處理能力、人力資源調(diào)配、設(shè)備配置方案、開(kāi)發(fā)成本估算、開(kāi)發(fā)進(jìn)度計(jì)劃等。

可行性分析報(bào)告和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃書經(jīng)審定立項(xiàng)后，成為后續(xù)開(kāi)發(fā)工作的總綱。28第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論4.4需求分析階段4.4需求分析階段4.4.1需求分析的任務(wù)需求分析是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的步驟之一，是后續(xù)各階段的基礎(chǔ)。需求分析的主要任務(wù)是通過(guò)詳細(xì)調(diào)查所要處理的對(duì)象，包括某個(gè)組織、某個(gè)部門、某個(gè)企業(yè)的業(yè)務(wù)管理等，充分了解原手工或原計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作狀況以及工作流程，明確用戶的各種需求，生成業(yè)務(wù)流程圖和數(shù)據(jù)流圖，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能，并撰寫系統(tǒng)說(shuō)明書。新系統(tǒng)不能只按當(dāng)前應(yīng)用需求來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，必須充分考慮今后可能的擴(kuò)充和改變。304.4需求分析階段4.4.2需求分析的步驟調(diào)查、收集和分析用戶要求的具體步驟如下：1．調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況調(diào)查這個(gè)組織由哪些部門組成，各部門擔(dān)當(dāng)?shù)穆氊?zé)是什么。2．調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況調(diào)查各部門所需輸入和使用的數(shù)據(jù)，如何加工處理這些數(shù)據(jù)，輸出什么信息，輸出到哪個(gè)部門，輸出結(jié)果的格式等。314.4需求分析階段3．協(xié)助用戶明確對(duì)新系統(tǒng)的各種要求進(jìn)一步明確用戶對(duì)數(shù)據(jù)管理中的信息要求、處理要求、安全性與完整性要求。4．確定新系統(tǒng)的邊界確定哪些功能由計(jì)算機(jī)完成或?qū)?lái)準(zhǔn)備讓計(jì)算機(jī)完成，哪些功能由人工完成。由計(jì)算機(jī)完成的功能就是新系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能。324.4需求分析階段4.4.3需求分析的調(diào)查方法根據(jù)不同的問(wèn)題和條件，調(diào)查方法也可以不同。常用的調(diào)查方法有以下幾種。1．跟班作業(yè)通過(guò)親身參加業(yè)務(wù)工作來(lái)了解業(yè)務(wù)活動(dòng)的情況，這種方法可以比較準(zhǔn)確地了解用戶的需求，但比較耗費(fèi)時(shí)間。2．開(kāi)調(diào)查會(huì)通過(guò)與用戶座談的方式來(lái)了解業(yè)務(wù)活動(dòng)情況及用戶需求。3．請(qǐng)專人介紹通過(guò)邀請(qǐng)熟悉業(yè)務(wù)的專業(yè)人士來(lái)了解業(yè)務(wù)活動(dòng)情況。334.4需求分析階段4．詢問(wèn)對(duì)調(diào)查中的某些問(wèn)題，可以找專人詢問(wèn)。5．設(shè)計(jì)調(diào)查表請(qǐng)用戶填寫如果調(diào)查表設(shè)計(jì)合理，這種方法易于用戶接受并且會(huì)很有效。6．查閱記錄查閱與原系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄，包括原始的單據(jù)、報(bào)表等。當(dāng)需求分析完成后，最終產(chǎn)生階段性的成果：系統(tǒng)需求說(shuō)明書，包括數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)表格、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖和必要的說(shuō)明。344.4需求分析階段4.4.4數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖(DataFlowDiagram,簡(jiǎn)記為DFD)是用圖形方式來(lái)表達(dá)系統(tǒng)的邏輯功能，以及數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)部的邏輯流向和邏輯變換過(guò)程。任何一個(gè)系統(tǒng)都可以抽象為圖4.1所示的數(shù)據(jù)流圖形式。354.4需求分析階段1．?dāng)?shù)據(jù)流圖的基本符號(hào)→：箭頭，表示數(shù)據(jù)流；□：方框，表示數(shù)據(jù)的源點(diǎn)或終點(diǎn)；○：圓或橢圓，表示加工或處理；＝：雙杠，表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。364.4需求分析階段（1）數(shù)據(jù)流：是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳播的路徑，因此由一組成分固定的數(shù)據(jù)組成。例如訂票單由旅客姓名、年齡、單位、身份證號(hào)、日期、目的地等數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。由于數(shù)據(jù)流是流動(dòng)中的數(shù)據(jù)，所以必須有流向，除了與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)流不用命名外，數(shù)據(jù)流應(yīng)該用名詞或名詞短語(yǔ)命名。（2）數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn)：代表系統(tǒng)之外的實(shí)體，可以是人、物或其他軟件系統(tǒng)。（3）對(duì)數(shù)據(jù)的加工（處理）：是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的單元，它接收一定的數(shù)據(jù)輸入，對(duì)其進(jìn)行處理，并產(chǎn)生輸出。（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：表示信息的靜態(tài)存儲(chǔ)，可以代表文件、文件的一部分、數(shù)據(jù)庫(kù)的元素等。374.4需求分析階段2．在畫數(shù)據(jù)流圖時(shí)須注意的原則（1）一個(gè)加工的輸出數(shù)據(jù)流不應(yīng)與輸入數(shù)據(jù)流同名，即使它們的組成成分相同。（2）保持?jǐn)?shù)據(jù)守恒，即一個(gè)加工的所有輸出數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)必須能從該加工的輸入數(shù)據(jù)流中直接獲得。（3）每個(gè)加工必須既有輸入數(shù)據(jù)流，又有輸出數(shù)據(jù)流。（4）所有的數(shù)據(jù)流必須以一個(gè)加工開(kāi)始，或以一個(gè)加工結(jié)束。384.4需求分析階段3．?dāng)?shù)據(jù)流圖的實(shí)例如圖4.2是一個(gè)飛機(jī)機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖，它反映的功能是：旅行社把預(yù)訂機(jī)票的旅客信息

(姓名、年齡、性別、身份證號(hào)碼、旅行時(shí)間、目的地等)輸入機(jī)票預(yù)訂系統(tǒng)。系統(tǒng)為旅客安排航班，打印出取票通知單(附有應(yīng)交的賬款)。旅客在飛機(jī)起飛的前一天憑取票通知單交款取票，系統(tǒng)檢驗(yàn)無(wú)誤，輸出機(jī)票給旅客。394.4需求分析階段404.4需求分析階段4.4.5數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集合，是對(duì)數(shù)據(jù)流圖中包含的所有元素的定義的集合。數(shù)據(jù)存放于物理數(shù)據(jù)庫(kù)中，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。數(shù)據(jù)字典有助于對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)一步管理和控制，為設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行階段控制有關(guān)數(shù)據(jù)提供一定的依據(jù)。數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過(guò)程五個(gè)部分。（1）數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，是不可再分的數(shù)據(jù)單位。包括項(xiàng)名、含義說(shuō)明、別名、數(shù)據(jù)類型、長(zhǎng)度、取值范圍、與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系等。414.4需求分析階段（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，也可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，或由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名、說(shuō)明、組成等。（3）數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂?。包括?shù)據(jù)流名、說(shuō)明、數(shù)據(jù)流來(lái)源、數(shù)據(jù)流去向、組成、平均流量、高峰期流量等。（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)說(shuō)明數(shù)據(jù)流中需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名、說(shuō)明、流入數(shù)據(jù)流、流出數(shù)據(jù)流、組成、數(shù)據(jù)量、存取頻度、存取方式等。（5）處理過(guò)程的具體處理邏輯通常用判定表或判定樹(shù)來(lái)描述。包括處理過(guò)程名、說(shuō)明、輸入數(shù)據(jù)流、輸出數(shù)據(jù)流、處理簡(jiǎn)要說(shuō)明等。42第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論4.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5.1概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法通常有以下四種。自頂向下：先定義全局概念結(jié)構(gòu)E-R模型的框架，再逐步細(xì)化。自底向上：先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)E-R模型，然后將它們集成，得到全局概念結(jié)構(gòu)E-R模型。逐步擴(kuò)張：先定義最重要的核心概念E-R模型，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)E-R模型，直至總體概念結(jié)構(gòu)?；旌喜呗裕涸摲椒ú捎米皂斚蛳潞妥缘紫蛏舷嘟Y(jié)合的方法，先自頂向下定義全局框架，再以它為骨架集成自底向上方法中設(shè)計(jì)的各個(gè)局部概念結(jié)構(gòu)。444.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5.2E-R設(shè)計(jì)方法的介紹描述概念模型的有力工具是E-R模型。有關(guān)E-R模型的基本概念已經(jīng)在第一章介紹過(guò)了，下面將用E-R模型來(lái)描述概念結(jié)構(gòu)。1．E-R方法的基本術(shù)語(yǔ)E-R方法是“實(shí)體—聯(lián)系方法”（Entity-RelationshipApproach）的簡(jiǎn)稱。它是描述現(xiàn)實(shí)世界概念結(jié)構(gòu)模型的有效方法。用E-R方法建立的概念結(jié)構(gòu)模型稱為E-R模型，或稱為E-R圖。

454.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)E-R圖的三要素是實(shí)體、屬性和聯(lián)系。

（1）實(shí)體：用矩形框表示，框內(nèi)標(biāo)注實(shí)體名稱。如圖4.3所示。（2）屬性：用橢圓形框表示，框內(nèi)標(biāo)注屬性名稱。如圖4.4所示。

464.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）聯(lián)系：用菱形框表示，框內(nèi)標(biāo)注實(shí)體之間的關(guān)系。有1:1，1:n和m:n三種聯(lián)系類型。例如系主任領(lǐng)導(dǎo)系，學(xué)生選修課程，教師講授課程，工人生產(chǎn)產(chǎn)品，這里“領(lǐng)導(dǎo)”、“選修”、“講授”、“生產(chǎn)”表示實(shí)體之間的聯(lián)系，可以作為聯(lián)系名稱。聯(lián)系用菱形框表示，框內(nèi)標(biāo)注聯(lián)系名稱。如圖4.5所示。474.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2．E-R圖的表示在E-R圖的描述中，用矩形表示實(shí)體，用橢圓表示屬性，用菱形表示聯(lián)系。在各框圖內(nèi)標(biāo)注它們的名稱，它們之間用無(wú)向線連接，表示聯(lián)系時(shí)需在線上標(biāo)明屬于哪種類型的聯(lián)系。如圖4.6所示。484.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5.3局部概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要根據(jù)需求分析得到的結(jié)果（數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典等）對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象，設(shè)計(jì)各個(gè)局部E-R模型。在系統(tǒng)需求分析階段，最后得到了多層數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典和系統(tǒng)分析報(bào)告。建立局部E-R模型，就是根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個(gè)適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，作為設(shè)計(jì)局部E-R圖的出發(fā)點(diǎn)，讓這組圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用。在前面選好的某一層次的數(shù)據(jù)流圖中，每個(gè)局部應(yīng)用都對(duì)應(yīng)了一組數(shù)據(jù)流圖，局部應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)字典中?，F(xiàn)在就是要將這些數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)字典中抽取出來(lái)，參照數(shù)據(jù)流圖，確定每個(gè)局部應(yīng)用包含哪些實(shí)體，這些實(shí)體又包含哪些屬性，以及實(shí)體之間的聯(lián)系及其聯(lián)系類型。局部E-R模型設(shè)計(jì)的步驟如圖4.7所示。494.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)504.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題4.2以工廠管理為例，描述局部E-R圖的設(shè)計(jì)。從技術(shù)科獲知，每種產(chǎn)品由多種零件組成，每種零件可用在不同的產(chǎn)品上，每種產(chǎn)品由一定數(shù)量的零件組成。從供應(yīng)科獲知，每種零件使用多種材料制成，每種材料也可應(yīng)用在不同的零件上，每種零件在使用材料上有一個(gè)使用量；每個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以存放多種材料，每種材料只能放在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)里，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)存放材料有一個(gè)庫(kù)存量。根據(jù)E-R圖的建立過(guò)程：第一步，確定實(shí)體類型。產(chǎn)品、零件、材料和倉(cāng)庫(kù)四個(gè)實(shí)體類型。第二步，確定聯(lián)系類型。產(chǎn)品和零件之間是m:n組成的聯(lián)系，零件和材料之間是m:n使用的聯(lián)系，倉(cāng)庫(kù)和材料之間是1:m存放的聯(lián)系。514.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三步，確定實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性。在技術(shù)科中，產(chǎn)品實(shí)體的屬性有：產(chǎn)品號(hào)、產(chǎn)品名、性能參數(shù)等。在技術(shù)科中，零件實(shí)體的屬性有：零件號(hào)、零件名、價(jià)格等。在供應(yīng)科中，零件實(shí)體的屬性有：零件號(hào)、規(guī)格等。在供應(yīng)科中，材料實(shí)體的屬性有：材料號(hào)、價(jià)格等。在供應(yīng)科中，倉(cāng)庫(kù)實(shí)體的屬性有：倉(cāng)庫(kù)號(hào)、倉(cāng)庫(kù)名、地址等。產(chǎn)品和零件之間m:n組成的聯(lián)系屬性是零件數(shù)，零件和材料之間m:n使用的聯(lián)系屬性是使用量，倉(cāng)庫(kù)和材料之間1:m存放的聯(lián)系屬性是庫(kù)存量。第四步，根據(jù)實(shí)體類型和聯(lián)系類型畫出局部E-R圖，如圖4.8、圖4.9所示。第五步，用下劃線標(biāo)注出實(shí)體的碼。524.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)534.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)544.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.5.4全局概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全局概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是把局部概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所有的局部概念模型統(tǒng)一起來(lái)，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)模型。全局E-R模型的設(shè)計(jì)過(guò)程如圖4.10所示。554.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)564.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全局E-R模型的建立過(guò)程如下：1．合并將局部概念模型整理合并成全局概念模型。（1）先找出具有相同實(shí)體的兩個(gè)E-R圖。（2）以該相同實(shí)體為基準(zhǔn)進(jìn)行合并。（3）如果還有相同實(shí)體的E-R圖，再次合并。（4）這樣一直下去，直到所有的具有相同實(shí)體的局部E-R圖都被合并，從而得到全局的E-R圖。574.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2．消除沖突解決各種局部E-R圖之間的沖突問(wèn)題，生成初步E-R圖。（1）屬性沖突屬性值的類型、取值范圍及取值單位不一致造成的沖突。如：生日和年齡，厘米和米，學(xué)生編號(hào)的方式等。（2）結(jié)構(gòu)沖突如在某局部E-R圖中系主任是屬性，而在另一個(gè)局部E-R圖中系主任是實(shí)體等。（3）命名（實(shí)體、屬性、聯(lián)系）沖突同名異義：教室和宿舍均稱為房間；異名同義：如教材和課本。584.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將例題4.2中技術(shù)科和供應(yīng)科的兩個(gè)局部E-R圖合并成全局E-R圖。圖4.11是工廠管理中的兩個(gè)局部E-R圖按照相同的實(shí)體“零件”合并后得到的全局E-R圖。594.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一個(gè)好的全局E-R模型除了能準(zhǔn)確、全面地反映用戶功能外，還應(yīng)滿足下列條件：實(shí)體類型的個(gè)數(shù)盡可能少、實(shí)體類型所含屬性的個(gè)數(shù)盡可能少、實(shí)體間聯(lián)系的冗余最小。模型優(yōu)化的目的是消除不必要的冗余，使其保持最小冗余度。優(yōu)化全局E-R模型的幾個(gè)原則：（1）實(shí)體類型的合并（2）冗余屬性的消除，如生日和年齡。（3）冗余聯(lián)系的消除604.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將圖4.13、圖4.14所示的兩個(gè)局部E-R圖合并成一個(gè)全局E-R圖，并進(jìn)行優(yōu)化。614.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)624.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)63局部E-R模型設(shè)計(jì)完成之后，根據(jù)全局E-R模型的建立步驟，將上述兩個(gè)局部E-R模型合并成全局E-R模型如圖4.15所示。4.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上例中對(duì)全局E-R模型進(jìn)行優(yōu)化，消除冗余，得到優(yōu)化后的概念模型如圖4.16所示。644.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題4.3一個(gè)圖書借閱信息管理系統(tǒng)有如下信息：每一個(gè)借書人可以借閱多本圖書，每一本圖書可以被多個(gè)借書人借閱；借書人每借閱一本圖書都有一個(gè)借書日期和還書日期；每一個(gè)出版社可以出版多本圖書，每一本圖書只能在一個(gè)出版社出版。其中，借書人的屬性有：借書證號(hào)、姓名、單位、電話；圖書的屬性有：圖書編號(hào)、書名、位置；出版社的屬性有：出版社名、地址、郵編、電話。根據(jù)需求畫出E-R圖，并在E-R圖中注明實(shí)體的屬性、聯(lián)系的類型以及實(shí)體的碼。圖書借閱信息管理系統(tǒng)E-R圖，如圖4.17所示。654.5概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)66第4章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化理論4.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.6.1邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程如圖4.18所示。684.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.6.2E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則關(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)際上就是要將實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的關(guān)系模式，下面具體介紹轉(zhuǎn)換的規(guī)則。（1）一個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬

性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼。694.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題4.4將圖4.19中學(xué)生實(shí)體和課程實(shí)體分別轉(zhuǎn)換成兩個(gè)關(guān)系模式。學(xué)生實(shí)體和課程實(shí)體分別轉(zhuǎn)換成如下兩個(gè)關(guān)系模式：學(xué)生關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別)，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。課程關(guān)系模式(課程號(hào)，課程名，學(xué)分)，課程號(hào)為關(guān)系模式的主碼。704.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式。與該聯(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。例題4.5將圖4.20中學(xué)生選課E-R模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式。714.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將上述E-R模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式，先將學(xué)生和課程兩個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，再將這兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，如下：學(xué)生關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別)，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。課程關(guān)系模式(課程號(hào)，課程名，學(xué)分)，課程號(hào)為關(guān)系模式的主碼。選課關(guān)系模式（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)），學(xué)號(hào)和課程號(hào)的組合碼為關(guān)系模式的主碼。724.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）一個(gè)1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，則與該聯(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，而該關(guān)系的碼為n端實(shí)體的碼。如果與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，則只需要將聯(lián)系本身的屬性和1端實(shí)體的碼加入到n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式中即可。例題4.6將圖4.21中班導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生的E-R模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式。734.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將上述E-R模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式，先將班導(dǎo)師和學(xué)生兩個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，再將這兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，如下：方法一：產(chǎn)生獨(dú)立的關(guān)系模式學(xué)生關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別)，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。班導(dǎo)師關(guān)系模式(職工號(hào)，姓名，性別，電話)，職工號(hào)為關(guān)系模式的主碼。指導(dǎo)關(guān)系模式（學(xué)號(hào)，職工號(hào)），學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。方法二：與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并學(xué)生關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，年齡，性別，職工號(hào))，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。班導(dǎo)師關(guān)系模式(職工號(hào)，姓名，性別，電話)，職工號(hào)為關(guān)系模式的主碼。744.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）一個(gè)1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，則與該聯(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，每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼。如果與某一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性。754.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題4.7將圖4.22中的E-R模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式。將上述E-R模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式，先將班級(jí)和班長(zhǎng)兩個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，再將這兩個(gè)實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，如下：764.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一：產(chǎn)生獨(dú)立的關(guān)系模式班級(jí)關(guān)系模式(班級(jí)號(hào)，人數(shù))，班級(jí)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。班長(zhǎng)關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡)，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。任職關(guān)系模式（班級(jí)號(hào)，學(xué)號(hào)），班級(jí)號(hào)為關(guān)系模式的主碼，也可以選學(xué)號(hào)作為關(guān)系模式的主碼。方法二：與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并班級(jí)關(guān)系模式(班級(jí)號(hào)，人數(shù))，班級(jí)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。班長(zhǎng)關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，班級(jí)號(hào))，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。或者班級(jí)關(guān)系模式(班級(jí)號(hào)，人數(shù)，學(xué)號(hào))，班級(jí)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。班長(zhǎng)關(guān)系模式(學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡)，學(xué)號(hào)為關(guān)系模式的主碼。774.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)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。（6）同一實(shí)體集的實(shí)體間的聯(lián)系，即自聯(lián)系，也可按上述1:1、1:n和m:n三種情況分別處理。（7）具有相同碼的關(guān)系模式可合并。784.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題4.8每個(gè)工廠生產(chǎn)多種產(chǎn)品，且每種產(chǎn)品可以在多個(gè)工廠中生產(chǎn)，每個(gè)工廠按照固定的計(jì)劃數(shù)量生產(chǎn)產(chǎn)品；每個(gè)工廠聘用多名職工，且每個(gè)職工只能在一個(gè)工廠工作，工廠聘用職工有聘用期和工資。工廠的屬性有工廠編號(hào)、廠名、地址，產(chǎn)品的屬性有產(chǎn)品編號(hào)、產(chǎn)品名、規(guī)格，職工的屬性有職工號(hào)、姓名。（1）根據(jù)需求畫出E-R圖，并在E-R圖中注明實(shí)體的屬性、聯(lián)系的類型以及實(shí)體的碼。（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，并用下畫線標(biāo)出每個(gè)關(guān)系模式的主碼。794.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題解析：（1）根據(jù)題意，建立全局E-R圖如圖4.23所示：804.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）將上述E-R圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的關(guān)系模式為：工廠（工廠編號(hào)，廠名，地址）產(chǎn)品（產(chǎn)品編號(hào)，產(chǎn)品名，規(guī)格）職工（職工號(hào)，姓名，工廠編號(hào)，工資，聘用期）生產(chǎn)（工廠編號(hào)，產(chǎn)品編號(hào)，計(jì)劃數(shù)量）814.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題4.9某影院管理中心有如下信息：影院內(nèi)有多個(gè)放映廳，每個(gè)放映廳只屬于一個(gè)影院；每個(gè)放映廳可以放映多部影片，每部影片可以在不同的放映廳放映，每部電影在放映廳放映時(shí)有放映時(shí)間；每個(gè)觀眾可以觀看多部影片，每部影片也可以被多名觀眾觀賞，每個(gè)觀眾觀賞影片時(shí)都有觀看時(shí)間。其中，影院的屬性有：影院名、地址、電話；放映廳的屬性有：廳名、規(guī)模；電影的屬性有：許可證號(hào)、電影名、類型、時(shí)長(zhǎng)；觀眾的屬性有：身份證號(hào)、姓名、年齡。（1）根據(jù)需求畫出E-R圖，并在E-R圖中注明實(shí)體的屬性、聯(lián)系的類型以及實(shí)體的碼。（2）將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，并用下畫線標(biāo)出每個(gè)關(guān)系模式的主碼。824.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)例題解析：（1）根據(jù)題意，建立全局E-R圖如圖4.24所示：834.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）將上述E-R圖轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的關(guān)系模式為:影院（影院名，地址，電話）放映廳（廳名，規(guī)模，影院名）電影（許可證號(hào)，電影名，類型，時(shí)長(zhǎng)）觀眾（身份證號(hào)，姓名，年齡）放映（廳名，許可證號(hào)，放映時(shí)間）觀看（身份證號(hào)，許可證號(hào)，觀看時(shí)間）844.6邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.6.3數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化方法為：（1）確定數(shù)據(jù)依賴。（2）對(duì)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。

（3）按照數(shù)據(jù)依賴的理論對(duì)關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析，考查是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等，確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。

（4）按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，分析對(duì)于這樣的應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，確定是否要對(duì)它們進(jìn)行合并或分解。

（5）對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必