逻辑结构设计
概要设计逻辑结构设计要点
概要设计逻辑结构设计要点最近在整理概要设计逻辑结构设计要点，有些心得要分享。
我理解啊，概要设计里的逻辑结构设计，首先得清楚你要设计的系统或者软件是干嘛的。
这就好比啊，你要盖一栋房子，你得先知道这房子是用来住人啊，还是做仓库之类的。
这就是所谓的功能需求分析，明确需求是基础中的基础。
比如说我之前做一个简单的图书管理系统设计，开始就没太搞清楚到底要不要有远程借阅这个功能，这就导致我一开始设计逻辑结构的时候特别混乱，老是改来改去。
然后呢，划分模块很关键。
这就像是把房子分成不同的房间，客厅、卧室、厨房啥的，每个模块都有自己独立的功能。
我总结呀，模块之间的接口也得设计好，这接口就如同房间之间的门或者通道。
像在那个图书管理系统里，图书录入模块和借阅模块之间是要有接口连接的，不然信息无法交互啊。
还有啊，逻辑结构里的数据流向我觉得也复杂。
数据就像水一样，在这个系统里怎么流动得合理呢？是单向的啊，还是循环的？拿网上购物系统来说吧，顾客下单的数据要流向商家，商家发货的消息又要流回到顾客，这个流向得设计明白。
对了还有个要点，就是要考虑数据存储的结构。
这就像是你家里的储物空间怎么规划一样。
是用数组存储还是链表存储，不同的数据类型适用于不同的存储结构，我刚开始学的时候完全忽视了这个，结果后面数据一整合就发现乱得要死。
说到建立模型这一点，我理解可以画一些简单的模型图来辅助我们设计。
像ER图就是很好的例子，它有助于我们很直观地看到各种实体之间的关系。
不过我也有点疑惑就是，有时候这个实体和实体之间的多对多关系在图上表现出来了，可是在实际逻辑里转化的时候又觉得有点棘手，我想可能还是基础不太扎实的原因吧。
在学习这个逻辑结构设计要点的时候，我的学习技巧就是多找一些实际的案例来看。
你看人家成熟的软件系统，比如支付宝或者微信的一些功能系统，看看他们是怎么设计逻辑结构的。
关于参考资料啊，我从学校图书馆借了很多软件工程方面的书，里面对概要设计逻辑结构设计都有专门的章节讲解，那真是相当详细，全靠这些书我才慢慢搞明白这些要点的。
逻辑结构设计
例：有“系”和“班级”两个实体型
1 ： n联系
概念模型转换关系模式的结果： 系（系编号,系名称，系主任）
班级（班级编号，班级名称，班级人数,系编号）
m:n联系的转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：先将两个实体型分别转换为两个对应的关 系 模式，再将联系转换为一个对应的新关系模式，其属性由联 系的 属性和前面两个关系模式的主码属性构成。
例：有“课程”和“学生”两个实体型
n : m联系
概念模型转换关系模式的结果： 课程（课程编号，课程名,学时，学分） 学生（学号,姓名，性别，出生日期） 成 绩（课程编号，学号,成绩）
关系模式的优化
优化关系模式的方法： (1) 确定数据依赖，按需求分析阶段所得到的语义， 分别写 出每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同 关系模式 属性之间数据依赖。
(2) 消除冗余的联系，对于各个关系模式之间的数据依 赖进
行极小化处理，消除冗余的联系。
(3) 确定所属范式：根据数据依赖的理论对关系模 式逐 一进行分析，确定各关系模式分别属于第几范式。
(4) 数据处理得是否合适：根据需求分析阶段得到 数据 处理的要求，分析这些关系模式是否合适，若不合 适对其进 行合并或分解。
（学号，课程编号,成绩） 授课（教师编号，课程编号）
小结
本次课我们主要学习了数据库设计中的逻辑结构设计 的 方法，详细介绍了概念模型转换成关系模式的原则，关 系模式 优化的方法。
二、逻辑结构设计的任务
逻辑结构设计的具体工作任务：
⑴选定DBMS ；
(2)将概念模式转换DBMS支持的全局关系模式; (3) 利用关系规范化原则优化全局关系模式； (4) 确定关系的完整性的约束。
系统逻辑结构设计
系统逻辑结构设计系统逻辑结构设计是指在系统设计的过程中，针对系统的功能需求、数据处理和交互流程等方面进行分析和设计，以确定系统的组成部分、模块之间的关系以及数据流动路径等。
其目的是为了确保系统能够满足用户需求，并且能够高效、稳定地运行。
一般来说，系统逻辑结构设计包括以下几个方面：1. 系统架构设计系统架构设计是指确定整个系统的组成部分及其相互关系，包括硬件、软件和网络设备等。
在进行架构设计时，需要考虑到各个组成部分之间的通信方式、数据传输速率等因素，以确保整个系统能够高效地运行。
2. 数据结构设计数据结构设计是指确定系统中所使用的数据类型、数据格式以及数据存储方式等。
在进行数据结构设计时，需要考虑到数据的实际应用场景，例如数据量大小、访问频率等因素，并且需要确保数据能够被高效地存取和管理。
3. 模块划分与接口设计模块划分与接口设计是指将整个系统划分为若干个模块，并且定义各个模块之间的接口规范。
在进行模块划分时，需要考虑到各个模块之间的职责分工、数据流动路径等因素，并且需要确保各个模块之间的接口能够高效地传递数据和信息。
4. 流程设计流程设计是指确定系统中各个功能模块之间的交互流程，包括数据输入、处理、输出等环节。
在进行流程设计时，需要考虑到用户需求和业务流程，以确保整个系统能够满足用户需求，并且能够高效地运行。
5. 安全性设计安全性设计是指确定系统中所使用的安全措施，以确保系统的数据和信息不会被非法访问或篡改。
在进行安全性设计时，需要考虑到系统中可能存在的安全漏洞，并且采取相应的措施进行防范和修复。
总之，系统逻辑结构设计是整个系统设计过程中非常重要的一环，它直接关系到系统能否满足用户需求、运行稳定性等方面。
因此，在进行逻辑结构设计时，需要充分考虑到各种因素，并且采用合理有效的方法进行分析和设计。
《逻辑结构设计》PPT课件
班级号，是否为优秀班主任）
精选课件ppt
3
5.三个或三个以上实体间的一个多元联系转换
为一个关系模式。
例 ：讲授（课程号，教师号，书号）
6.同一实体集的实体间的联系可按1：1，
1：N，M：N三种情况处理。
7.具有相同码的关系模式可合并。
例：拥有（学号，性别）
学生（学号，姓名，出生日期，所在系，年级，
班级号，平均成绩）
合并后：
学生（学号 ，姓名，性别，出生日期，所在系，
年级，班级号,平均成绩）
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6.4.2 . 数据模型的优化
1.确定数据依赖
课程关系：课程号课程名
课程号学分
课程号教室号
选修关系：（学号，课程号）成绩
学生关系：学号姓名
学号性别
学号出生日期
学号所在系
学号年级Biblioteka 学号精选课件班ppt级号1
6.4.1 E-R图向数据模型的转换
1.一个实体型转换为一个关系模型
例：学生（学号，姓名，出生日期，
所 在系， 年级，平均成绩）
2.一个M：N联系转换为一个关系模式。
例 ：选修（学号，课程号，成绩）
3.一个1：N联系可以转换为一个独立的关系模式，也可
以与N端对应的关系模式合并。
例 ：组成（学号，班级号）
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2.对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化 处理消除冗余的联系。 3.按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析， 考查是否存在部分函数依赖，传递函数依赖， 多值依赖等，确定各关系模式属于第几范式。 4.对数据进行合并或分解。 5.对关系模式进行必要的分解。
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6.4.3. 设计用户子模式
简述逻辑结构设计的步骤
简述逻辑结构设计的步骤摘要：一、逻辑结构设计的重要性二、逻辑结构设计的步骤1.确定主题2.分析受众3.构建主要论点4.确立支持论点的论据5.组织结构6.完善逻辑链正文：一、逻辑结构设计的重要性逻辑结构设计是写作过程中的关键环节，它帮助我们清晰地表达思想，使文章具有说服力和条理性。
无论是学术论文、商业报告还是文学作品，逻辑结构设计都起着至关重要的作用。
二、逻辑结构设计的步骤1.确定主题在进行逻辑结构设计时，首先需要明确文章的主题。
主题是文章的核心，所有内容都应围绕主题展开。
可以通过缩小范围、界定关键词等方式，确保主题明确。
2.分析受众了解受众的特点和需求，有助于调整文章的表达方式和内容。
分析受众包括了解受众的年龄、性别、教育背景、兴趣爱好等，以便使文章更具针对性。
3.构建主要论点在确定主题和分析受众的基础上，构建主要论点。
主要论点是文章的主线，应具有合理性和说服力。
可以通过提问、反驳等方式，确立主要论点。
4.确立支持论点的论据为使文章具有说服力，需要提供充分的论据来支持主要论点。
论据可以是事实、数据、案例、理论等，要求真实、可靠、有说服力。
5.组织结构根据主要论点和支持论点，设计合理的文章结构。
常见的结构有总分总、总分、分总等，可以根据内容和要求选择合适的结构。
6.完善逻辑链在文章写作过程中，确保逻辑链的完整性。
逻辑链是指文章中各个论点、论据之间的关联。
通过合理的过渡句、逻辑连接词等，使逻辑链更加严密。
总之，逻辑结构设计是提高文章质量的关键。
通过以上六个步骤，可以使文章具有清晰的思路和有力的论证，使读者更容易理解和接受。
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计 2.3物理结构设计
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计
2.3物理结构设计
数据库设计通常包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段，每个阶段都有其特定的目标和任务。
2.1 概念结构设计：概念结构设计是数据库设计的第一步，它关注的是数据库的高层概念模型。
在这个阶段，设计师通常使用实体关系图（ERD）或类似的工具来表示数据库中的实体、关系和属性。
通过绘制 ERD，设计师可以清晰地理解和捕捉业务领域中的关键概念和数据之间的关系。
概念结构设计的主要目标是建立一个准确、完整、一致的数据库概念模型，为后续的设计和开发提供指导。
2.2 逻辑结构设计：逻辑结构设计将概念结构转化为逻辑表示形式。
在这个阶段，设计师根据概念模型定义数据库的表、列、约束、索引等逻辑结构。
他们还会确定数据的类型、长度、主键、外键等细节。
逻辑结构设计的主要目标是定义数据库的逻辑模型，确保数据的完整性、一致性和有效性，并优化数据的存储和查询性能。
2.3 物理结构设计：物理结构设计关注的是数据库在实际物理存储设备上的布局和组织。
在这个阶段，设计师会考虑数据库文件的存储位置、文件组织方式、索引的选择和创建、数据存储格式等。
物理结构设计的主要目标是根据系统的性能需求和硬件环境，优化数据库的存储效率、访问速度和数据备份策略。
总之，概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计是数据库设计的三个重要阶段。
它们依次递进，从高层概念到具体实现，确保数据库在满足业务需求的同时具备良好的性能和可维护性。
每个阶段的设计都需要与利益相关者进行充分的沟通和协作，以确保设计的准确性和有效性。
设计概要逻辑结构设计要点
设计概要逻辑结构设计要点逻辑结构设计要点：一、概念结构与逻辑结构：1、概念结构：独立于任何数据模型的信息结构。
2、逻辑结构设计任务：将概念结构（基本E-R图）转换为与数据库管理系统支持的数据模型相符合的逻辑结构。
二、E-R图向关系模型的转换：1、基本转换原则：实体型、实体的属性和实体间联系转换为关系模式，包括属性和码的确定。
2、实体型的转换：每个实体型转换为一个关系模式，属性和码保持不变。
三、实体间联系的转换：1、1:1联系：可转换为独立关系模式或合并至一端的关系模式。
独立关系模式时，包括各实体的码和联系属性。
2、1:n联系：可转换为独立关系模式或合并至n端的关系模式。
关系模式的码为n端实体的码。
3、m:n联系：转换为一个关系模式，包括各实体的码和联系属性。
实体的码组成关系的码或关系码的一部分。
4、多元联系：转换为一个关系模式，包括所有实体的码和联系属性。
实体的码组成关系的码或关系码的一部分。
四、相同码的关系模式：可合并。
五、示例转换：部门：关系模式包含部门实体属性和“领导”联系属性。
职工：关系模式包含职工实体属性和“属于”联系属性。
产品、供应商、零件：各自对应的关系模式。
参加、供应：联系“参加”和“供应”对应的关系模式。
六、总结逻辑结构设计涉及将E-R图的实体型和实体间联系转换为适用于关系数据库管理系统的关系模型。
重要的是理解不同类型的实体间联系（如1:1,1:n,m:n,多元）如何转换为关系模式。
七、难度1、理解转换原则：理解如何从E-R图到关系模型的转换原则可能需要一定的数据库设计知识。
2、应用转换原则：实际应用这些转换原则到具体的E-R图时可能需要细致的分析和理解。
八、易错点1、联系的错误转换：在将实体间的联系转换为关系模式时，可能会错误地选择转换方式，尤其是在处理复杂的多元联系时。
2、属性和码的处理：在转换过程中可能会忽略或错误地处理实体的属性和码。
3、合并关系模式：在合并具有相同码的关系模式时可能会忽略关键的属性或联系细节。
《逻辑结构设计》课件
目录
• 逻辑结构设计概述 • 逻辑结构设计的核心概念 • 逻辑结构设计方法 • 逻辑结构设计实践 • 逻辑结构设计案例分析
01 逻辑结构设计概述
定义与特点
定义
逻辑结构设计是指将系统需求转化为 一种易于理解和实现的逻辑结构的过 程，主要关注系统功能和数据流程的 设计。
特点
逻辑结构设计的核心在于抽象化，通 过抽象化将复杂的系统需求简化为易 于理解的逻辑结构，以便于开发人员 理解和实现。
逻辑结构设计的重要性
提高系统可理解性
通过逻辑结构设计，开发人员可以更好地理解系统的功能和数据流 程，从而提高系统的可理解性。
降低开发难度
逻辑结构设计可以将复杂的系统需求简化为易于实现的逻辑结构， 从而降低开发难度，提高开发效率。
提高系统可维护性
清晰的逻辑结构可以提高系统的可维护性，便于后续的修改和扩展 。
数据库设计
根据逻辑结构设计结果，设计 系统的数据库结构，包括表、 视图、存储过程等。
02 逻辑结构设计的核心概念
数据流图
数据流图
用于描述系统中数据的流动和处 理过程，通过图形化方式展示数 据的输入、输出和转换过程。
数据流图的组成
包括数据流、数据存储、数据处 理和外部实体等元素，通过箭头 表示数据流的方向。
总结词
复杂、多模块、高并发
详细描述
电子商务网站逻辑结构涉及用户注册、登录、商品展示、购 物车、结算、支付等多个模块，需要考虑高并发访问、数据 一致性和安全性等问题。需要设计合理的数据库表结构和索 引，以及高效的查询和事务处理逻辑。
案例二：物流管理系统逻辑结构设计
总结词
模块化、流程化、实时性
详细描述
自底向上设计法
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An Introduction to Database System
数据库的物理设计(续)
❖ 数据库物理设计的步骤
▪ 确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和 存储结构
▪ 对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率 如果评价结果满足原设计要求，则可进入到物理实施阶段， 否则，就需要重新设计或修改物理结构，有时甚至要返回逻 辑设计阶段修改数据模型
▪ 供应商实体对应的关系模式 供应商（供应商号，姓名，…）
▪ 零件实体对应的关系模式 零件（零件号，零件名，…）
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E-R图向关系模型的转换（续）
[例] 把图7.30中虚线上部的E-R图转换为关系模型（续）
▪ 联系“参加”所对应的关系模式 职工工作（职工号，产品号，工作天数，…）
An Introduction to Database System
数据模型的优化（续）
例：在关系模式 学生成绩单(学号,英语,数学,语文,平均成绩) 中存在下列函数依赖： 学号→英语 学号→数学 学号→语文 学号→平均成绩 (英语, 数学, 语文)→平均成绩
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逻辑结构设计小结
❖ E-R图向关系模型的转换内容
❖E-R图向关系模型的转换原则
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逻辑结构设计小结
❖ 优化数据模型的方法
1. 确定数据依赖 2. 对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理， 消除冗余的联系。 3. 确定各关系模式分别属于第几范式。 4. 分析对于应用环境这些模式是否合适，确定是否要对 它们进行合并或分解。 5. 对关系模式进行必要的分解或合并
➢垂直分解的适用范围
– 取决于分解后R上的所有事务的总效率是否得到 了提高
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7.4 逻辑结构设计
7.4.1 E-R图向关系模型的转换 7.4.2 数据模型的优化 7.4.3 设计用户子模式
An Introduction to Database System
An Introduction to Database System
E-R图向关系模型的转换（续）
[例] 把图7.30中虚线上部的E-R图转换为关系模型
▪ 部门实体对应的关系模式 部门（部门号，部门名，经理的职工号，…） ➢此关系模式已包含了联系“领导”所对应的关系模式 ➢经理的职工号是关系的候选码
▪
确定各关系模式分别属于第几范式
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数据模型的优化（续）
4. 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求， 分析对于这样的应用环境这些模式是否合适， 确定是否要对它们进行合并或分解。
注意：并不是规范化程度越高的关系就越优，一般说
来，第三范式就足够了
▪ 转换为一个独立的关系模式 ▪ 与n端对应的关系模式合并
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E-R图向关系模型的转换（续）
(3) 一个m:n联系转换为一个关系模式。 例，“选修”联系是一个m:n联系，可以将它转 换为如下关系模式，其中学号与课程号为关系的 组合码： 选修（学号，课程号，成绩）
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逻辑结构设计小结
❖ 任务
▪ 将概念结构转化为具体的数据模型
❖ 逻辑结构设计的步骤
▪ 将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型 ▪ 将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的
数据模型转换 ▪ 对数据模型进行优化 ▪ 设计用户子模式
数据模型的优化（续）
5. 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求， 对关系模式进行必要的分解，以提高数据操作的效率和 存储空间的利用率 ▪ 常用分解方法
➢ 水平分解 ➢ 垂直分解
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数据模型的优化（续）
▪ 水平分解 ➢什么是水平分解
数据模型的优化（续）
显然有： 学号→(英语,数学,语文)
因此该关系模式中存在传递函数信赖，是2NF关系
虽然平均成绩可以由其他属性推算出来，但如果应 用中需要经常查询学生的平均成绩，为提高效率， 仍然可保留该冗余数据，对关系模式不再做进一步 分解
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▪ 职工实体对应的关系模式 职工（职工号、部门号，职工名，职务，…） ➢该关系模式已包含了联系“属于”所对应的关系模式
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E-R图向关系模型的转换（续）
[例] 把图7.30中虚线上部的E-R图转换为关系模型（续）
▪ 产品实体对应的关系模式 产品（产品号，产品名，产品组长的职工号，…）
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数据库的物理设计(续)
数据库物理设计
逻辑结 构设计
确定数 据库的 物理结
构
评价数据 库的物理
结构
数据库 实施
逻辑 模型
物理 模型
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E-R图向关系模型的转换（续）
实体型间的联系有以下不同情况 ：
(1)一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的
关系模式合并。 ▪ 转换为一个独立的关系模式 ▪ 与某一端实体对应的关系模式合并
(2)一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以 与n端对应的关系模式合并。
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库的实施和维护 7.7 小结
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7.5 数据库的物理设计
❖ 数据库的物理设计
▪ 数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据 库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理系统
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E-R图向关系模型的转换（续）
(4)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关 系模式。 例，“讲授”联系是一个三元联系，可以将它转换为 如下关系模式，其中课程号、职工号和书号为关系的 组合码： 讲授（课程号，职工号，书号）
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7.4.3 设计用户子模式
❖ 定义用户外模式时应该注重的问题 包括三个方面： (1) 使用更符合用户习惯的别名 (2) 针对不同级别的用户定义不同的View ，以 满足系统对安全性的要求。 (3) 简化用户对系统的使用
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设计用户子模式（续）
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逻辑结构设计小结
❖ 设计用户子模式
1. 使用更符合用户习惯的别名 2. 针对不同级别的用户定义不同的外模式，以满足系统 对安全性的要求。 3. 简化用户对系统的使用
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7.4 逻辑结构设计
❖ 逻辑结构设计的任务
▪ 把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的 逻辑结构
❖ 逻辑结构设计的步骤
▪ 将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型 ▪ 将转换来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换 ▪ 对数据模型进行优化
数据库系统概论
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第七章 数据库设计(续2)
An Introduction to Database System
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库的实施和维护 7.7 小结
7.4.1 E-R图向关系模型的转换
❖转换内容 ❖转换原则
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E-R图向关系模型的转换（续）
❖E-R图向关系模型的转换要解决的问题
▪ 如何将实体型和实体间的联系转换为关系模式 ▪ 如何确定这些关系模式的属性和码
❖转换内容
▪ 将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和 实体之间的联系转换为关系模式。
▪ 联系“供应”所对应的关系模式 供应（产品号，供应商号，零件号，供应量）
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7.4 逻辑结构设计
7.4.1 E-R图向关系模型的转换 7.4.2 数据模型的优化 7.4.3 设计用户子模式
An Introduction to Database System
1.
确定数据依赖
按需求分析阶段所得到的语义，分别写出每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不 同关系模式属性之间数据依赖
2. 消除 冗余的联系