对外经济贸易大学：《管理信息系统》课程教学资源（授课教案，理论部分）第四章数据库设计.pdf

链喇头南餐多六号管理信息系统第4讲数据库设计 4.1数据模型 1.数据模型及其分类数据模型是对现实世界进行抽象的工具。现实世界是复杂多变的，目前任何一种数据建模技术都不可能原样复制实在中存在的对象，只能抽取其局部特征，构造反映现实实体主要特征的数据模型。图3-5描述了数据抽象的基本过程。现实世界第一层抽象概念模型第二层抽象数据模型图3-5客观对象的抽象过程概念模型是对现实世界的第一层抽象，也称信息模型。这一类模型中最著名的是实体联系模型 (ER模型)，它按照用户的观点对数据建模，具有较强的语义表达能力，概念清晰简单，易于理解，是数据库设计人员与用户之间交流的语言。第二层抽象直接面向数据库的逻辑结构，描述了数据之间的逻辑组合，被称为数据模型。例如网状模型、关系模型和层次模型等。这类模型有严格的形式化定义，便于计算机存储和运算。数据模型应满足三方面的要求：一是能比较真实地模拟现实世界的实体：二是易于理解：三是便于在计算机中实现，并进行相关的运算。 2.数据模型的组成要素数据模型包括三部分：数据结构、数据操纵和数据的完整性约束。数据结构是实体对象存储在数据库中的记录集合。例如建立一个人事档案数据库，每个人的基本情况，如姓名、单位、出生年月、工资、工作年限等是数据对象的某个特征，构成数据库的存储框架。其中每一个人属于某一个部门，某一个部门包含多个员工，这些“关系”也要存储在数据库中。数据库数据的结构不同，导致数据模型之间的存在显著差异，常见的数据库数据模型有：层次型、关系型和网状型。数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。例如根据用户的要求，检索、增加、删除、更新数据库中的数据。数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数据及数据关联所遵守的一组通用的完整性规则。它能保证数据库中数据的正确性、一致性。例如，数据库主键值是惟一的，而且不能为空：关系数据库中，每个非空的外键值必须与某一主键值匹配。这类完整性约束是数据模型所必须遵守的通用第2页共9页

管理信息系统第 4 讲数据库设计 4.1 数据模型 1．数据模型及其分类数据模型是对现实世界进行抽象的工具。现实世界是复杂多变的，目前任何一种数据建模技术都不可能原样复制实在中存在的对象，只能抽取其局部特征，构造反映现实实体主要特征的数据模型。图 3-5 描述了数据抽象的基本过程。现实世界概念模型第二层抽象数据模型第一层抽象图 3-5 客观对象的抽象过程概念模型是对现实世界的第一层抽象，也称信息模型。这一类模型中最著名的是实体联系模型（E-R 模型），它按照用户的观点对数据建模，具有较强的语义表达能力，概念清晰简单，易于理解，是数据库设计人员与用户之间交流的语言。第二层抽象直接面向数据库的逻辑结构，描述了数据之间的逻辑组合，被称为数据模型。例如网状模型、关系模型和层次模型等。这类模型有严格的形式化定义，便于计算机存储和运算。数据模型应满足三方面的要求：一是能比较真实地模拟现实世界的实体；二是易于理解；三是便于在计算机中实现，并进行相关的运算。 2．数据模型的组成要素数据模型包括三部分：数据结构、数据操纵和数据的完整性约束。数据结构是实体对象存储在数据库中的记录集合。例如建立一个人事档案数据库，每个人的基本情况，如姓名、单位、出生年月、工资、工作年限等是数据对象的某个特征，构成数据库的存储框架。其中每一个人属于某一个部门，某一个部门包含多个员工，这些“关系”也要存储在数据库中。数据库数据的结构不同，导致数据模型之间的存在显著差异，常见的数据库数据模型有：层次型、关系型和网状型。数据操纵是指对数据库中各种对象实例的操作。例如根据用户的要求，检索、增加、删除、更新数据库中的数据。数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数据及数据关联所遵守的一组通用的完整性规则。它能保证数据库中数据的正确性、一致性。例如，数据库主键值是惟一的，而且不能为空；关系数据库中，每个非空的外键值必须与某一主键值匹配。这类完整性约束是数据模型所必须遵守的通用第 2 页共 9 页

肖好橙份贸多大景管理信息系统的完整性规则。另一类完整性约束是根据数据模型的完整性约束机制自己定义的。例如在流程管理中，经理的审批日期一定是在经办人的申请日期之后。 3.概念模型概念模型实际上是现实世界到计算机世界的一个中间层次。为了把现实世界中的具体事物抽象组织为某一数据库管理系统支持的数据模型，人们常常首先将现实世界抽象为概念模型，然后将概念模型转换为数据模型。也就是说，首先把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统及DBMS,而是依赖于概念模型，然后再把概念模型转换为某 DBMS支持的数据模型。使用概念模型描述现实实体涉及以下主要概念： (1)实体实体是客观存在并以属性区分其差异的具体事物。数据就是客观现实的描述。为了抽象地描述客观现实相同的事情，可以使用实体的概念。实体中的一个具体事情的出现，就是一个实体的实例。常见的实体包括人、位置、对象、事件和概念等。表3-2列出了常见的实体。表3-2常见的实体实体分类实体人学生、教师、客户、部门、雇员、经理、代理人、导师、供应商、摊主、主管、法官、工人、工程师、设计员、分析员、系统分析员、信息系统管理员位置大楼、房间、营地、仓库、分公司、机构、办公室、城市、街道、公路、宾馆、饭店等对象图书、机器、零件、产品、汽车、原材料、软件包、设备、飞机、轮船、计算机、电视机、手机、订单、合同等事件比赛、奖励、认证、分类、查询、飞行、邀请、定购、注册、请求、旅行、销售、预定、采购、运输、考试、评比等概念账户、总账、基金、周期、课程、应收、应付 (2)属性属性是实体所具有的特性，每一特性都称为实体的属性。例如学生的学号、班级、姓名、性别、出生年月等都是学生的属性。每一属性都有一个值域，例如学号的域为7位整数。 (3)实体集具有相同属性的实体集合称为实体集。例如全体教师是一个实体集，全体学生也是一个实体集。 (4)主键主键是能惟一标识一个实体的属性及属性值，主键也可称为关键字。例如，学号是学生实体的键。 (5)联系在现实世界中，实体与实体之间有各种联系，归纳起来，主要有三种情况，见图3-6所示。一对一的关系。这是最简单的一种实体间的联系，它表示了两个实体集中的个体之间存在一种一一对应的关系。例如，每个班级有一个班长，班级实体与班长实体之间的联系是1：1。一对多的联系。实体间存在的另一种联系是一对多的联系。例如，一个班级有许多学生，一所医院有多个部门等，这种联系记为1：M。多对多的联系。实体间更多的是多对多的联系。例如教师和学生之间的联系。一个教师有多名学生，反之，一个学生同时上几个教师的课。多对多的联系表示了多个实体集，其中一个实体集中的第3页共9页

管理信息系统的完整性规则。另一类完整性约束是根据数据模型的完整性约束机制自己定义的。例如在流程管理中，经理的审批日期一定是在经办人的申请日期之后。 3．概念模型概念模型实际上是现实世界到计算机世界的一个中间层次。为了把现实世界中的具体事物抽象组织为某一数据库管理系统支持的数据模型，人们常常首先将现实世界抽象为概念模型，然后将概念模型转换为数据模型。也就是说，首先把现实世界中的客观对象抽象为某一种信息结构，这种信息结构并不依赖于具体的计算机系统及 DBMS，而是依赖于概念模型，然后再把概念模型转换为某一 DBMS 支持的数据模型。使用概念模型描述现实实体涉及以下主要概念：（1）实体实体是客观存在并以属性区分其差异的具体事物。数据就是客观现实的描述。为了抽象地描述客观现实相同的事情，可以使用实体的概念。实体中的一个具体事情的出现，就是一个实体的实例。常见的实体包括人、位置、对象、事件和概念等。表 3-2 列出了常见的实体。表 3-2 常见的实体实体分类实体人学生、教师、客户、部门、雇员、经理、代理人、导师、供应商、摊主、主管、法官、工人、工程师、设计员、分析员、系统分析员、信息系统管理员位置大楼、房间、营地、仓库、分公司、机构、办公室、城市、街道、公路、宾馆、饭店等对象图书、机器、零件、产品、汽车、原材料、软件包、设备、飞机、轮船、计算机、电视机、手机、订单、合同等事件比赛、奖励、认证、分类、查询、飞行、邀请、定购、注册、请求、旅行、销售、预定、采购、运输、考试、评比等概念账户、总账、基金、周期、课程、应收、应付（2）属性属性是实体所具有的特性，每一特性都称为实体的属性。例如学生的学号、班级、姓名、性别、出生年月等都是学生的属性。每一属性都有一个值域，例如学号的域为 7 位整数。（3）实体集具有相同属性的实体集合称为实体集。例如全体教师是一个实体集，全体学生也是一个实体集。（4）主键主键是能惟一标识一个实体的属性及属性值，主键也可称为关键字。例如，学号是学生实体的键。（5）联系在现实世界中，实体与实体之间有各种联系，归纳起来，主要有三种情况，见图 3-6 所示。一对一的关系。这是最简单的一种实体间的联系，它表示了两个实体集中的个体之间存在一种一一对应的关系。例如，每个班级有一个班长，班级实体与班长实体之间的联系是 1：1。一对多的联系。实体间存在的另一种联系是一对多的联系。例如，一个班级有许多学生，一所医院有多个部门等，这种联系记为 1：M。多对多的联系。实体间更多的是多对多的联系。例如教师和学生之间的联系。一个教师有多名学生，反之，一个学生同时上几个教师的课。多对多的联系表示了多个实体集，其中一个实体集中的第 3 页共 9 页

碰男华挂怡贸多产号管理信息系统任一实体与另一实体集中的实体间存在一对多的联系。这种联系记为：MN。图3-6实体之间的联系 4.概念模型及其表示概念模型的表示方法很多，其中最为著名的是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法 (Entity-Relationship Approach)。该方法用E-R图描述了现实世界的概念模型，称为E-R模型。 E-R模型有四个基本成分：矩形表示实体，椭圆形表示实体属性，菱形表示联系，连线表示实体之间以及属性之间的联系。矩形框、椭圆形框、菱形框内要标注实体、属性和联系的名字，连线两头标注联系的类型是一对一、一对多还是多对多的联系。图3-7是一个篮球实体及其属性。篮球品牌型号颜色皮质价格图3-7篮球实体及其属性下面用ER模型来描述某工厂物资管理的概念模型。物资管理所涉及的实体包括：职工、仓库、零部件以及供应商。其中每一个实体都具有相应的属性：职工：属性有职工号、姓名、年龄、岗位。仓库：属性有仓库号、面积、类型。供应商：属性有供应商号、名称、地址、电话、账号、联系人、经理等信息。零件：属性有零件编号、名称、规格、单价、计量单位、质量等级等。以上实体之间的联系如下：一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中，因此，仓库与零件之间具有多对多的联系。库存量表示某种零件在某个仓库中的数量。一个仓库有多个仓库管理员，一个职工只能在某一个仓库工作，仓库与职工之间是一对多的关系。领导与职工之间是一对多的关系，库存经理可以领导多名仓库管理人员。供应商、零件之间是多对多的联系，一个供应商供应多种零部件，某一种零部件可以从多个供应商处采购。依照实体以及实体之间的联系，工厂物资管理的E-R模型如图3-8所示。第4页共9页

管理信息系统任一实体与另一实体集中的实体间存在一对多的联系。这种联系记为：M:N。 A A A 1：1 1：M M：N B B B 图 3-6 实体之间的联系 4．概念模型及其表示概念模型的表示方法很多，其中最为著名的是 P. P. S. Chen 于 1976 年提出的实体-联系方法（Entity-Relationship Approach）。该方法用 E-R 图描述了现实世界的概念模型，称为 E-R 模型。 E-R 模型有四个基本成分：矩形表示实体，椭圆形表示实体属性，菱形表示联系，连线表示实体之间以及属性之间的联系。矩形框、椭圆形框、菱形框内要标注实体、属性和联系的名字，连线两头标注联系的类型是一对一、一对多还是多对多的联系。图 3-7 是一个篮球实体及其属性。品牌型号颜色皮质价格篮球图 3-7 篮球实体及其属性下面用 E-R 模型来描述某工厂物资管理的概念模型。物资管理所涉及的实体包括：职工、仓库、零部件以及供应商。其中每一个实体都具有相应的属性：职工：属性有职工号、姓名、年龄、岗位。仓库：属性有仓库号、面积、类型。供应商：属性有供应商号、名称、地址、电话、账号、联系人、经理等信息。零件：属性有零件编号、名称、规格、单价、计量单位、质量等级等。以上实体之间的联系如下：一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中，因此，仓库与零件之间具有多对多的联系。库存量表示某种零件在某个仓库中的数量。一个仓库有多个仓库管理员，一个职工只能在某一个仓库工作，仓库与职工之间是一对多的关系。领导与职工之间是一对多的关系，库存经理可以领导多名仓库管理人员。供应商、零件之间是多对多的联系，一个供应商供应多种零部件，某一种零部件可以从多个供应商处采购。依照实体以及实体之间的联系，工厂物资管理的 E-R 模型如图 3-8 所示。第 4 页共 9 页

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