第二章_数据库设计和ER图(2)剖析

数据库设计及ER图1.数据库设计流程数据库作为数据的一个容器,不但对程序的performance有很大的影响,而且对应用程序的扩展有非常大的影响.所以对应用程序来说,一个具有良好设计的数据库是非常重要的.那么如何才能设计出性能好,又支持扩展的数据库呢?这是我们大家都要去探索的问题.现在有很多版本的数据库设计的流程.然而这也只是目前阶段能设计出一个比较好的数据库的一个途径.更好更优的数据库设计流程是我们追求的目标.但是现在,我们先来了解下目前阶段标准的数据库设计流程.以助于我们在开发应用程序的时候能用到.先来看下一张数据设计流程图上图是数据库设计一个比较标准的流程图.我们就针对这个流程来讲解数据库设计各个阶段.需求分析阶段１我们在需求阶段注意两点:1:考虑到可能的扩充和修改,是设计能易于修改和扩展2:强调客户参与:目的有几个:更好的理解客户的需求,了解客户的对程序安全性和完整性的要求,以及用户的处理需求.概念结构设计阶段在这个阶段我们要设计出能真实反应客观事物的模型,同时让设计的模型能易于理解,易于扩展,能方便的向其他数据库转移.逻辑结构设计1:作为对象信息的属性,必须具有原子性的.也就是.我们在画ER图的时候,对象间的关系必须是实体之间的关系,不能是属性和实体的关系.2:确定数据之间的依赖关系(要极小化出来各个关系,消除冗余),同时要按照数据依赖理论对关系模型进行检查.数据库物理设计阶段数据的存储结构以及配置数据库实施阶段定义数据库的结构,数据的装载,以及数据库的试运行.数据库运行和维护阶段要注意数据的转储和恢复,数据库的安全性和完整性控制.数据库的性能的监督,分析和改造以及数据库的重构2.数据库设计范式第一范式（1NF）：在关系模式R中的每一个具体关系r中，如果每个属性值都是不可再分的最小数据单位，则称R是第一范式的关系。

例：如职工号，姓名，电话号码组成一个表（一个人可能有一个办公室电话和一个家里电话号码）规范成为1NF有三种方法：一是重复存储职工号和姓名。

数据库设计中的ER模型介绍与应用数据库是应用程序中非常重要的一部分，对于企业来说，数据库是财富的积累和管理的重要手段。

在现代化企业信息化建设过程中，数据库的设计显得尤为重要。

ER模型是数据库设计中最流行和最常用的建模方法之一。

下面将逐步介绍ER模型的基本概念、关系对象、ER图以及实体关系设计。

一、基本概念1.1 数据模型数据模型是指对某一事物的相关数据进行的抽象和描述。

在数据库设计中，数据模型是结构化描述实体、联系、属性及它们之间关系的一种方法。

1.2 ER模型ER模型是一种基于实体关系的数据模型。

其核心概念是实体、属性、关系和联系。

这些概念构成了一个数据库系统的基本结构。

这个模型最早是由彼得·钱伯斯于1975年在一篇论文《实体类型和实体关系之图形表示法》中提出的。

1.3 实体(Entity)在ER模型中，实体是指一类现实世界中的对象或概念，其在该类中具有一定的独立性，可以由一个单一的或多个属性来描述。

例如，在一个学生信息管理系统中，学生就是一个实体，其属性可以包括姓名、性别、出生日期、学号等。

1.4 属性(Attribute)属性是指实体具有的特征或性质。

一个实体可以拥有一个或多个属性，属性可以比较简单，也可以非常复杂。

属性还可以用来描述一个实体在现实世界中的状态。

在上述学生信息管理系统中，姓名、性别、出生日期和学号都可以看作是学生的属性。

1.5 关系(Relationship)关系是指实体之间的某种联系或关联。

它是指两个实体之间或多个实体之间的静态或动态连接。

例如，在一个课程成绩管理系统中，学生和课程之间就存在着学生选课这种关系。

1.6 联系(Relationship Instance)联系的实例是指一种具体的关系，即一个实体和另一个实体之间的实际关联。

例如，在学生选课管理系统中，具体的某个学生选了某门课程就是一个联系的实例，它体现了这两个实体之间的关系。

二、关系对象在ER模型中，关系对象主要包括实体、属性、关系三种。

数据库系统E-R图设计知识点汇总数据库系统 ER 图设计知识点汇总在数据库系统的设计中，ER 图（EntityRelationship Diagram，实体联系图）是一种非常重要的工具。

它能够帮助我们清晰地理解和描述系统中各个实体之间的关系，为数据库的构建提供坚实的基础。

下面就让我们一起来详细了解一下数据库系统 ER 图设计的相关知识点。

一、ER 图的基本概念ER 图主要由实体、属性和联系这三个要素组成。

实体是指具有独立存在意义的事物，比如“学生”“课程”“教师”等。

在 ER 图中，实体通常用矩形来表示。

属性则是用来描述实体的特征，比如学生的“学号”“姓名”“年龄”等。

属性在 ER 图中用椭圆来表示。

联系反映了不同实体之间的关系，比如学生与课程之间的“选课”关系。

联系在 ER 图中用菱形来表示，并在菱形中标注联系的名称。

二、ER 图中的实体类型实体可以分为强实体和弱实体。

强实体是指不依赖于其他实体而独立存在的实体，其标识符完全由自身的属性决定。

弱实体则是依赖于其他强实体而存在的实体，它的标识符部分或全部来自于其所依赖的强实体。

三、ER 图中的联系类型联系主要有一对一（1:1）、一对多（1:N）和多对多（M:N）这三种类型。

一对一联系，例如一个人只有一个身份证，一个身份证只对应一个人。

一对多联系，比如一个班级有多个学生，而一个学生只能属于一个班级。

多对多联系，像学生和课程之间，一个学生可以选择多门课程，一门课程也可以被多个学生选择。

四、ER 图的绘制原则在绘制 ER 图时，需要遵循一些原则，以确保图形的清晰和准确。

首先，要明确系统的需求，准确识别出实体、属性和联系。

其次，尽量简化图形，避免出现过于复杂的关系，使读者能够一目了然。

同时，要确保实体和联系的名称具有明确的含义，能够准确反映其代表的对象和关系。

五、ER 图到关系模式的转换这是将 ER 图转化为数据库中可实现的关系模式的关键步骤。

对于实体，通常将其转换为一个关系表，表的列就是实体的属性。

第二章数据库设计和ER模型学习目的与要求：本章总的目的要求是了解和掌握数据库应用系统设计的全过程。

首先掌握ER模型和关系模型的基本概念，然后掌握概念设计中ER模型的设计方法，逻辑设计中ER模型向关系模型转换方法。

考核知识点与考核要求2.1数据库系统生存期（领会）2.2ER模型的基本概念（综合应用）2.3关系模型的基本概念（综合应用）2.4ER模型到关系模型的转换规则（综合应用）2.5ER模型实例分析（简单应用）2.6增强ER模型（简单应用）从软件生存期谈起软件生存期：是指从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护、直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。

它包括六个阶段：( 规需设编试运维 )(1)规划阶段(2)需求分析阶段(3)设计阶段(4)程序编制阶段(5)调试阶段(6)运行维护阶段2.1 数据系统生存期1.什么叫数据库系统生存期？我们把数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间，称为数据库系统生存期。

2.这个生存期一般可划分成以下七个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护。

２.2 ER模型的基本概念1.ER模型的基本元素实体、联系和属性2.属性的分类(简单属性和复合属性、单值属性和多值属性、存储属性和派生属性)3.联系的设计4.ER模型的操作（分裂、合并和增删）5.采用ER模型的数据库概念设计步骤采用ER方法进行数据库概念设计分成三步进行：首先设计局部ER模式然后把各局部ER模式综合成全局ER模式最后对全局ER模式进行优化2.3 关系模型的基本概念１.关系模型定义：用二维表格结构表示实体集、外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。

2.基本术语有：字段(属性)、字段值(属性值)、记录(元组)、二维表格(元组集合、关系或实例)。

在这里，括号中的表述为关系模型中的术语。

它与表格中术语可以一一对应。

还有，关系中属性个数称为元数，元组个数为基数。

mysql数据库设计及E-R图⼀.数据库建模过程需求分析阶段：分析客户的业务和数据处理需求概要设计阶段：设计数据库的E-R模型图，确认需求信息的正确和完整详细设计阶段：应⽤三⼤范式审核数据库结构代码编写阶段：物理实现数据库，编码实现应⽤软件测试阶段：……安装部署：……⼆.设计数据库的步骤1.了解需求与该系统有关⼈员进⾏交流、座谈，充分了解⽤户需求，理解数据库需要完成的任务2.标识实体（Entity）标识数据库要管理的关键对象或实体（名词）3.标识每个实体的属性（Attribute）（名词）4.标识实体之间的关系（Relationship）（动词）tips：在E-R图中，实体⽤矩形表⽰，属性⽤椭圆表⽰，关系⽤菱形表⽰。

三.E-R图设计1.⼀对⼀：x中的⼀个实体最多与y中的⼀个实体关联。

并且y中的⼀个实体最多与x中的⼀个实体关联。

2.⼀对多：x中的⼀个实体可以与y中的任意数量的实体关联，y中的⼀个实体最多与x中的⼀个实体关联。

3.多对多：x中的⼀个实体可以与y中的任意数量的实体关联，反之亦然。

重要1.如果是1：1的关系：那么将实体转换成表，将任意1端实体的主键拿到另⼀端实体做外键。

2.如果是1：N的关系：那么将实体转换成表，关系不成表，将1端实体的主键拿到N端实体做外键。

3.如果是M：N的关系：将实体转换成表，关系形成表，同时将两端实体的主键拿过来作为该表的外键，形成复合主键。

四.数据库设计的三⼤范式为了建⽴冗余较⼩、结构合理的数据库，设计数据库时必须遵循⼀定的规则。

在关系型数据库中这种规则就称为范式。

范式是符合某⼀种设计要求的总结。

要想设计⼀个结构合理的关系型数据库，必须满⾜⼀定的范式。

第⼀范式：要求表的每个字段必须是不可分割的独⽴单元student : name -- 违反第⼀范式张⼩名|狗娃sutdent ： name old_name --符合第⼀范式张⼩名狗娃第⼆范式：在第⼀范式的基础上，要求每张表只表达⼀个意思。

数据库设计中的关系图模型与ER图模型在数据库设计中，关系图模型与实体关系(ER)图模型是两种常用的数据建模方法。

关系图模型使用关系型数据表来表示实体间的联系，而ER图模型使用实体、联系和属性的图形符号表示。

本文将深入探讨这两种模型，并比较它们的特点和适用场景。

1. 关系图模型关系图模型是基于关系代数原理的一种数据建模方法。

在关系图模型中，数据存储在表中，每个表代表一个实体类，而实体类的属性则对应着表中的列。

关系图模型使用外键来表示实体之间的联系，外键是指一个表中的列引用了另一个表的主键。

通过使用关联关系，可以将多个表连接在一起，形成更复杂的数据模型。

优点：1. 结构简单直观：关系图模型使用表格形式表示数据，易于理解和使用。

2. 灵活性高：关系图模型允许在表之间建立复杂的关联关系，方便扩展和修改数据库模型。

3. 数据一致性强：关系图模型通过外键关系确保数据的完整性和一致性。

缺点：1. 难以处理复杂关系：对于多对多关系、继承关系等复杂的数据模型，关系图模型的表格形式可能不够灵活。

2. 性能受限：关系图模型在处理大规模数据集和复杂查询时性能可能受到影响。

适用场景：关系图模型适用于简单的数据模型，例如商店库存管理系统、学生信息管理系统等。

这些系统的数据结构相对简单，关系图模型足以满足其需要。

2. 实体关系(ER)图模型实体关系(ER)图模型在数据库设计中应用广泛。

ER图模型使用图形符号来表示实体、联系和属性之间的关系。

其中，实体代表一种具体的事物，联系表示不同实体之间的关系，属性则是实体和联系的特征或描述。

优点：1. 可视化直观：ER图模型使用图形符号表示实体、联系和属性之间的关系，直观易懂。

2. 表达能力强：ER图模型能够准确地表达实体之间的各种关系，如一对一、一对多、多对多等。

3. 数据结构灵活：ER图模型可以灵活地应对复杂的数据结构，如继承关系、嵌套关系等。

缺点：1. 抽象性强：ER图模型相对于关系图模型较为抽象，需要一定的学习成本。

数据库设计——ER图 E-R图也称实体—联系图，提供了表⽰实体类型、属性和联系的⽅法⽤来描述现实世界的概念模型。

它是描述现实世界关系概念模型的有效⽅法。

是表⽰概念关系模型的⼀种⽅式。

⽤“矩形框”表⽰实体型，矩形框内写明实体名称；⽤“椭圆图框”或圆⾓矩形表⽰实体的属性，并⽤“实⼼线段”将其与相应关系的“实体型”连接起来；⽤“菱形框”表⽰实体型之间的联系成因，在菱形框内写明联系名，并⽤“实⼼线段”分别与有关实体型连接起来，同时在“实⼼线段”旁标上联系的类型（1：1，1：n或m:n）。

构成E-R图的3个基本要素是实体型、属性和联系，其表⽰⽅法为： 实体：⼀般认为，客观上可以相互区分的事情就是实体，实体可以是具体的⼈和物，也可以是抽象的概念与联系。

关键在于⼀个实体能与另⼀个实体相区别，具有相同属性的实体具有相同的特征和性质。

⽤实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体。

在E-R图中⽤矩形表⽰，矩形框内写明实体名；⽐如学⽣张三、学⽣李四都是实体。

如果是弱实体的话，在矩形外⾯再套实线矩形。

属性：实体所具有的某⼀特性，⼀个实体可由若⼲个属性来刻画。

属性不能脱离实体，属性是相对实体⽽⾔的。

在E-R图中⽤椭圆形表⽰，并⽤⽆向边将其与相应的实体连接起来；⽐如学⽣的姓名、学号、性别、都是属性。

如果是多值属性的话，在椭圆形外⾯再套实线椭圆。

如果是派⽣属性则⽤虚线椭圆表⽰。

联系：联系也称关系，信息世界中反映实体内部或实体之间的关联。

实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系；实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。

在E-R图中⽤菱形表⽰，菱形框内写明联系名，并⽤⽆向边分别与有关实体连接起来，同时在⽆向边旁标上联系的类型（1 : 1，1 : n或m : n）。

⽐如⽼师给学⽣授课存在授课关系，学⽣选课存在选课关系。

如果是弱实体的联系则在菱形外⾯再套菱形。

⼀般性约束 实体-联系数据模型中的联系型，存在3种⼀般性约束：⼀对⼀约束（联系）、⼀对多约束（联系）和多对多约束（联系），它们⽤来描述实体集之间的数量约束： （1）⼀对⼀联系（1：1）：对于两个实体集A和B，若A中的每⼀个值在B中⾄多有⼀个实体值与之对应，反之亦然，则称实体集A和B 具有⼀对⼀的联系。

数据库设计的基本步骤（1）需求分析阶段：需求收集和分析，得到数据字典和数据流图。

（2）概念结构设计阶段：对用户需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，用E-R图表示。

（3）逻辑结构设计阶段：将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型。

（4）数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构。

（5）数据库实施阶段：建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，程序试运行。

（6）数据库运行和维护阶段：对数据库系统进行评价、调整与修改。

1 数据库设计概述数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据。

数据库设计的基本步骤：∙需求分析∙概念结构设计∙逻辑结构设计∙物理结构设计∙数据库的建立和测试∙数据库运行和维护。

数据库各阶段设计描述2 概念结构设计在早期的数据库设计，在需求分析阶段后，就直接进行逻辑结构设计。

由于此时既要考虑现实世界信息的联系与特征，又要满足特定的数据库系统的约束要求，因而对于客观世界的描述受到一定的限制。

同时，由于设计时要同时考虑多方面的问题，也使设计工作变得十分复杂。

1976年P.P.S.Chen提出在逻辑结构设计之前先设计一个概念模型，并提出了数据库设计的实体--联系方法(Entity--Relationship Approach)。

这种方法不包括深的理论，但提供了一个简便、有效的方法，目前成为数据库设计中通用的工具。

有许多商业软件支持E-R模型，如Sybase公司的PowerDesigner DataArchitect(最新版本v9.5.1 for Windows)、微软公司Microsoft InfoModeler (VisioModeler)等。

图 S-designer DataArchitect 5.1 设计的E-R模型使用E-R模型来进行概念模型的设计通常分两步进行，首先是建立局部概念模型，然后综合局部概念模型，成为全局概念模型。

数据库设计中的ER图和关系模型在数据库设计中，ER图和关系模型是两个非常重要的概念。

ER图是用于描述实体、关系和属性之间关系的图形化工具，而关系模型则是一种用于表示数据之间关系的模型。

在本文中，我们将探讨ER图和关系模型的基本概念、应用以及设计的一些问题。

1. ER图的基本概念ER图是Entity Relationship Diagram的缩写，中文翻译为实体-关系图。

它是一种用于描述实体、关系和属性之间的关系的图形化工具。

在ER图中，实体可以表示现实世界中的一个人、物品或概念，关系则表示实体之间的联系，属性则是实体的特征或属性。

在ER图中，实体用矩形表示，关系用菱形表示，属性用圆形表示。

实体和关系之间用线段连接，表示它们之间的关系。

例如，一个人可以是一个实体，一个家庭则可以是一个关系。

一个人可能具有姓名、年龄、性别等属性，这些属性则可以表示为圆形。

两个实体之间可能存在关系（如一个家庭有多个人），这些关系则可以表示为菱形。

2. 关系模型的基本概念关系模型是一种用于表示数据之间关系的模型。

它是由基本数据结构（关系）和相关运算组成的。

关系模型的核心是关系，表示一个数据表。

数据表由行和列组成，每一行代表一个记录，每一列代表一个属性。

关系模型有三种运算：选择、投影和连接。

选择运算是指通过指定条件从关系中选择出需要的记录。

例如，选择所有年龄大于18岁的人。

投影运算是指从一个关系中选择出指定的列。

例如，投影一个人的姓名和年龄。

连接运算是指把两个或多个关系中的元组合并成一个关系。

例如，连接一个家庭的所有人员。

3. ER图和关系模型的应用ER图和关系模型都是数据库设计中的重要工具。

在实际应用中，ER图常用于设计数据库模型和分析业务流程，而关系模型则是实现这些模型的主要工具。

在设计数据库模型时，ER图可以帮助分析业务流程，确定需要存储什么数据以及它们之间的关系。

ER图还可以用于创建数据库表、视图和查询语句等。

关系模型可以实现这些表、视图和查询语句。

MySQL中的数据库设计和ER图的使用技巧引言在当今信息时代，数据库的设计变得愈发重要。

MySQL作为最流行的开源关系型数据库管理系统之一，被广泛应用于众多网站和应用程序中。

在进行数据库设计时，ER图（实体关系图）是一个非常有用的工具，它能够帮助开发者更好地理解和规划数据结构。

本文将探讨MySQL数据库设计的关键概念和技巧，并详细介绍ER图的使用方法。

数据库设计的关键概念1. 概念模型在进行数据库设计之前，我们需要根据实际业务需求构建一个概念模型。

概念模型是对现实世界中的实体及其相互关系的抽象。

它包括实体、属性和关系三个核心元素。

2. 实体实体是现实世界中独立存在并可辨识的事物，比如用户、订单、产品等。

在数据库中，每个实体对应一个表。

3. 属性属性是实体具有的特征或性质。

每个实体可能有多个属性，比如用户实体可能有姓名、年龄、性别等属性。

在数据库中，每个属性对应一个字段。

4. 关系关系是实体之间的联系。

关系可以是一对一、一对多或多对多的。

比如用户和订单之间的关系可能是一对多的，一个用户可以拥有多个订单。

MySQL数据库设计技巧规范化是数据库设计中的关键步骤，可以避免数据冗余和数据不一致性的问题。

规范化的目标是将数据结构合理地分解成多个关系，并消除冗余数据。

常用的规范化级别有1NF、2NF、3NF等。

在实际设计中，通常应该在能满足需求的前提下尽可能地达到第三范式。

2. 主键和外键主键是用来唯一标识实体的属性，它的值在整个表中必须唯一。

在MySQL中，通常使用自增长的整数作为主键。

外键是一个表中的字段，它引用了另一个表中的主键。

外键能够建立实体之间的关联，保证数据的完整性和一致性。

3. 索引索引是用来加速对表的查询操作的。

在设计数据库时，合理地选择和创建索引是非常重要的。

通常应该为频繁用于查询条件的字段创建索引，这样可以加快查询的速度。

然而，过多地创建索引也会降低插入和更新操作的性能，因此需要权衡利弊。