第一部分：基本概念,主要介绍：数据库理论中的一些基本概念Erwin中用到的一些概念,模型（MODEL）,一种运用图形化呈現设计元件 ，並更加清楚的呈現原本的功能,数据模型（ Data Model）,一种运用一般业务知识來表現业务需求的一种数据结构规则一个实体,算子和连接规则的集合.,数据建模（Data Modeling）,一个结构化的方法，去定义一个信息系統元件的規格說明数据建模采用图形化方法来描述企业的信息需求和业务规则，也就是建立逻辑数据模型(以下简称逻辑模型)，其作用有两个，一是与用户进行沟通，明确需求；另一个作用是作为数据库物理设计的基础，以保证物理数据模型充分满足应用要求，并保证数据的一致性、完整性。,IDEF1X,IDEF1X关系数据库的设计方法Integration DEFinition for Information Modeling起源于美國空軍(1970s),IDEF1X模型的基本结构为：,1)实体(如人、地点、概念、事件等)用方框表示；2)实体之间的关系(联系)，用方框之间的连线表示；3)实体的属性，用方框内的属性名称来表示。,数据库设计,数据库的设计包括两个组成部分：逻辑设计和物理设计。逻辑数据库设计包括使用数据库组件（如表和约束）为业务需求和数据建模，而无须考虑如何或在哪里物理存储这些数据。物理数据库设计包括将逻辑设计映射到物理媒体上、利用可用的硬件和软件功能使得尽可能快地对数据进行物理访问和维护，还包括生成索引。,逻辑模型 ( Logical Model ),一种表示业务信息及业务行为规范的语言结构性呈現独立于DBMS逻辑模型的建立由用户需求驱动，建立逻辑模型的过程首先是分析信息需求、明确业务规则，它是人脑对现实世界进行抽象和加工的过程。,物理数据模型(Physical Data Model),一种描述数据结构 设计 及 实施 的規格依賴于 DBMS利用SQL下的DDL方法來设计与实施对一个给定的逻辑模型选取一个最适合应用环境的物理结构(即物理模型)的过程，称为数据库的物理设计。所谓数据库的物理结构主要是指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法，它与除了考虑逻辑的完美性(如第三范式)外，还必须兼顾物理环境的要求和性能的优化,E-R数据模型,设计E-R数据模型的目标是有效和自然的模拟现实世界 ，而不是它在机器中如何实现，因此，E-R数据模型只包含那些对描述现实世界有普遍意义的抽象概念。三个基本抽象概念：实体、联系、属性。具有相同性质的一类实体的集合称为实体集。,基于E-R图的数据库设计方法,在1976年由Peter P.S.Chen提出，其基本思想是在需求分析的基础上，用E-R图构造一个纯粹反映现实世界实体（集）之间内在联系的组织模式，然后再将此组织模式转换成选定的DBMS上的数据模式。用图（Diagram）管理数据模型具有高效、方便的优点。对于RDBMS，描述数据模型的图通常称为实体关系图（Entity Relationship Diagram，ERD）。用ERD描述数据模型能够帮助你预先精确定义数据需求，使你能够对以后的改动作出有效的规划，能够随着网站的发展方便地改进规划。,实体（ENTITY）,人, 地点, 物, 事件以及任何包含业务活动数据的概念 .每个ENTITY是由一组相似的对象 组成，這些对象称为实例（INSTANCES）每一个INSTANCE必須能单独标识 且須和其它INSTANCE有所别,实体：独立实体，依赖实体,独立实体由方角盒来指定，独立实体不依赖于模型中任何其它实体来标识。依赖实体被指定为圆角盒，依赖实体依存于模型中的其它实体。,属性（ATTRIBUTE）,用來分辨或說明实体的性质与特征 ,亦是数据真正处理的值,两种属性类別,键属性(Key)非键属性(Non Key),Candidate Keys,由一个属性或一组属性组成，可用來唯一认定实体中的每个实例（INSTANCE）,TEACHER,Teacher Last NameTeacher First NameTeacher AddressTeacher CountryTeacher Certificate IdTeacher Mother Maiden NameTeacher Phone NumberTeacher Date of Birth,Teacher,Teacher,Primary Key,PK,实体中所有候选键中被指定为最优先或最常用來唯一标识每个实例的某个属性或一组属性,换用键（Alternate Key）,除PK外的所有候选键以 (AKn)表示假如换用键本身包含好几个属性 , 每个属性后面均需加(AKn),EMPLOYEE,Employee Id,Employee Last Name (AK1)Employee First Name (AK1)Employee Address Employee CityEmployee StateEmployee Zip CodeEmployee Phone Number (AK2)Employee Date of Birth (AK1,AK2),FOREIGN KEY(FK),父实体的PK通过关系加入到子实体中作为PK，此称之为外键（FOREIGN KEY）,角色名(Rolename),rolename是外键属性的新名字，角色名定义一个新属性，它用来描述由关系体现的业务陈述。,球员PLAYER的键属性 “player-team-id.team-id”给我们演示定义和显示角色名的语法，第一半 (点号之前)是角色名，第二半是外来键的原始名称，有时称基本名称。role-name.base-name,Inversion Entries,以 (IEn)表示假如换用键本身包含 好几个属性 , 每个属 性后面均需加(IEn) 利用其余属性来查找 其所需的实体实例但 其结果并不具唯一性,Employee Id,Employee Last Name (AK1,IE2)Employee First Name (AK1)Employee Address Employee City (IE1)Employee State (IE1)Employee Zip CodeEmployee Phone NumberEmployee Date of Birth (AK1),Relationship,两实体间关联性的表示,Relationship的基数性,每一父代能拥有零或一或多个子代,每一父代能拥有一或多个子代,每一父代能拥有零或一个子代,每一父代能拥有N个子代,描述了在一个关系中每个父实体或父表被连接到子实体或子表的实例的数量。,标识关系（Identifying Relationship）,实体主键迁移給子实体作为部分主键(PK)实体須由父实体决定,其存在亦需依附父实体,非标识强制关系（Non-IdentifyingMandatory Relationship）,实体主键迁移給子实体作为非键属性(非PK) , 其表示並不能由父实体來决定子实体为何子实体不須由父实体决定,但其存在仍需依附父实体 (mandatory),非标识非强制关系（Non-IdentifyingNon-Mandatory Relationship）,实体 PK 迁移到子实体当作非主键且与子实体为非标识行 ( Non-Identifying )实体与父实体间的标识为独立存在性实体信息本身不需完全依賴父实体,EMPLOYEE,Employee Id,Department Number (FK)Employee NameEmployee Address,employs/belongs to,多对多关系（Many-to-Many Relationship）,一种不确定关系主键并不迁移给它实体做为外来键必须有两种动词(片语) 两种关系:父对子关系子对父关系is ordered from /sends us,PART,SUPPLIER,递归关系,实体能参加递归关系 (也称 “捕鱼钩”)，同一个实体既是父也是子，任何递归关系必须是非标识的。,关系性建立,关系表示方法,标识关系：直线+圆点非标识强制关系：虚直线+圆点非标识可选关系：菱形+虚直线+圆点多对多（不确定）关系：圆点+直线+圆点,子类（SUBTYPE）和超类（SUPERTYPE）,有时候，为了进一步描述一个实体集中某些实体的不同性质，可以从该实体集中取出一部分实体构成一个（或多个）新的实体集，称新的实体集是原来实体集的子类，而原实体集是新实体集的超类。描述实体之间的关系用子类和超类说明的办法。一个实体可以是某一实体的子类，也可以是某个其他实体的超类。例如，人这一概念可以分为男人和女人。在erwin中把“人”这个实体作为“男人实体”和“女人实体”的超类，而“男人实体”和“女人实体”作为“人实体”的子类。这种子类和超类的说明可以描述客观事物之间的复杂网状关系。,规范化,规范化的目标是保证只有一种了解 事实途径，规范模型的过程是删除所有模型结构中那些提供多种途径来了解相同事实的模型结构，另一个方面，是作为控制的方法，消除数据存储中的冗余。规范化的目标的口号是：ONE FACT IN ONE PLACE!,函数依赖 (FD),假设实体E，当且仅当E实体中A属性的每一个值精确地与E实体中B属性的一个值关联时，E实体中B属性函数依赖于E实体中A属性。换言之，A唯一地决定B。,完全函数依赖,假设实体E，E的属性B完全函数依赖E的一组属性A，当且仅当 B函数依赖A，并且不函数依赖A的任何真子集。,第一范式 (1NF),第一范式是设计外形的基本定义，即数据的行和列组成一个在任何单元中没有嵌套结构的二维表格，数据库中每一个数据值必须是原子的，没有列表、重复元素或内部结构。,第二范式 (2NF),实体E是2NF当且仅当E是1NF，且每一个非键属性完全依赖主键。换句话说，没有不完全依赖-依赖的不是E的全部键K，不是K的真子集。,第三范式 (3NF),实体 E是3NF，当且仅当它是2NF，且E中没有非键属性依赖另一个非键属性。第三范式对于大多数数据库来说足够了 。,一个符合第三范式的关系必须满足以下三个条件：1.每个属性的值唯一，不具有多义性；2.每个非主属性必须完全依赖于整个主键，而非主键的一部分；3.关系模式中不存在传递依赖。,BCNF,两位著名的数据库专家引入了修正的第三范式，称为Boyce Codd Normal Form (BCNF)。另外还有两个更高级的范式，4NF，5NF。一些数据模型可能需要使用这些范式来建立更完善的数据库模型。,ERwin支持的规范化,ERwin对数据模型的规范化提供一些支持，但现在还不包含所有的规范化算法。,支持第一范式支持第二和第三范式,Logical Model实例,第二部分 Erwin介绍,ERwin用来建立实体-关系(E-R)模型，是关系数据库应用开发的优秀CASE工具！ CA公司2001年2月发布ERwin4.0！2001年8月最新发布ERwin4.0 SP1！ ERwin4.0支持ORACLE8I,SQL SERVER2000等,Erwin介绍,数据库设计错误将会导致在很长一段时间内不断听到各种抱怨,因此,选择一个适合的数据库开发工具对数据环境进行规范将非常重要提供建造逻辑模型能力,帮助用户区分哪些是概念上的数据库设计，而哪些又是物理上的 在物理数据库的生成和反向生成、双向同步和比较功能方面居领先地位,