第12章 UML与数据库设计.
数据库设计中的数据模型与UML图解方法(六)
数据库设计中的数据模型与UML图解方法在当今信息时代，数据库成为了组织、管理和处理海量数据的重要工具。
数据库设计是数据库系统建立的关键阶段，合理的数据库设计可以提高数据的存储效率和数据管理的灵活性。
而数据模型和UML 图解方法则是数据库设计中常用的工具，它们能够帮助开发者把握数据之间的关系、特征和使用场景，进而实现高效、可扩展的数据库结构。
一、数据模型关系模型关系模型是目前最常用的数据模型之一，它以关系（表）的集合来表示数据，其中每个关系（表）有多个属性（列）。
这种模型通过关系之间的联系来描述数据之间的关系，如一对一、一对多、多对多等。
关系模型的优势在于结构清晰、易于理解和灵活扩展，适用于大多数应用场景。
实体-关系模型实体-关系模型是一种更加抽象和形象化的数据模型，它将现实世界的实体、属性和关系映射为数据库中的表、字段和关系。
实体-关系模型通过实体之间的联系和属性的定义，可以更准确地描述数据的特征和使用规则，并为后续的正规化和物理模型设计提供基础。
面向对象模型面向对象模型以对象的概念作为数据的表达方式，通过类之间的继承、组合和多态等关系来抽象、描述和处理数据。
这种模型具有良好的封装性、重用性和模块化特性，能够更好地适应复杂的数据结构和业务流程。
二、UML图解方法类图类图是UML中最常用的图表之一，它通过类、属性和方法的组织来表示系统中的对象结构和行为。
在数据库设计中，类图可以帮助开发者把握实体、属性和关系之间的对应关系和约束条件，进而指导数据库表的设计和字段的定义。
通过类图，开发者可以直观地了解数据库结构，减少误解和错误设计的可能性。
用例图用例图是UML中描述系统功能和用户行为的图表，它以用户或系统的行为来描述系统的功能点。
在数据库设计中，用例图可以帮助开发者理解不同用户角色和系统行为之间的交互关系，指导数据库表的设计和权限控制。
通过用例图，开发者可以更加全面地考虑数据的使用场景，提高数据库的可用性和易用性。
基于UML模型的关系数据库设计
第12章UML与数据库设计
12.3.1 类到表的转换
在将UML模型中的类转换（也可称为映射）为关系
数据库中的表时，类中的属性可以映射为数据库表 中的0个或者多个属性列，但并非类中所有的属性 都需要映射。如果类中的某个属性本身又是一个对 象，则应将其映射为表中的若干列。除此之外，也 可将若干个属性映射为表中的一个属性列。 通常情况下，应当为数据库中的每个表都定义一个 主键，而将所有的外键都设计为对主键的引用。在 将UML模型中的类映射为关系数据库中的表时，可 使用如下所示的方法为表定义主键。
查询。
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12.3 数据库结构转换
在设计关系型数据库时，人们通常使用实体 -关系 模型来描述数据库的概念模型。与实体 - 关系模型相比， UML 的类图模型具有更强的表达能力。本节将介绍从 UML类图模型到关系数据库的结构转换问题。
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12.4 完整性与约束验证
UML模型中类与类之间的关系是对现实 世界商业规则的反映，在将类图模型映射为 关系数据库时，应当定义数据库中数据上的 约束规则。如果使用对象标识符的方法映射 数据库表的主键，在更新数据库时就不会出 现完整性问题，但是对对象之间的交互和满 足商业规则来说，进行约束验证是有意义的。 本节将介绍如何进行关系约束的验证。
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12.6 铁路系统UML模型到数据 库的转换
为了更好地理解前面介绍过的将UML模型转换
为关系数据库的有关规则，下面将使用它们将 铁路系统的UML模型转换为关系数据库。 铁路系统的UML类图模型，该模型由 RailwayStation、Train、Employee、Locoman 和TrainAttendant这5个类组成。
UML与数据库设计
注意事项： 注意事项： ---不能将多个类与相应的关联合并成一张数据库表，这样违背 不能将多个类与相应的关联合并成一张数据库表， 不能将多个类与相应的关联合并成一张数据库表 了关系数据库的第三范式（）。 了关系数据库的第三范式（）。
（3）可选对强制约束（聚合关系） ）可选对强制约束（聚合关系）
子表Student 子表 中的外键 associationID 可以取空值
父表上操作的约束主要有： 父表上操作的约束主要有：
--插入操作：在可选对强制约束中，必须在至少有一个子女被加 插入操作：在可选对强制约束中， 插入操作 入或至少已存在一个合法子女的情况下，父亲才可以加入。 入或至少已存在一个合法子女的情况下，父亲才可以加入。 具体采用如下的步骤： 具体采用如下的步骤： （1）首先向父表中添加记录，再修改子表中的外键； ）首先向父表中添加记录，再修改子表中的外键； （2）以无序的形式同时加入父表和子表记录，然后再修改子 ）以无序的形式同时加入父表和子表记录， 表的外键。 表的外键。 --修改键值操作：执行这种操作的前提是，必须至少有一个子女 修改键值操作： 修改键值操作 执行这种操作的前提是， 被创建或者至少已经有一个子女存在，具体采用如下的步骤： 被创建或者至少已经有一个子女存在，具体采用如下的步骤： （1）在修改父表键值的同时将子表中的外键置空； ）在修改父表键值的同时将子表中的外键置空； （2）将子表按照从父亲到儿子再到孙子的次序进行级联修改。 ）将子表按照从父亲到儿子再到孙子的次序进行级联修改。 --删除操作：通常情况下，不使用级联删除子表的方法删除父表 删除操作： 删除操作 通常情况下， 记录，而是将子表的外键置空。 记录，而是将子表的外键置空。
数据库设计中的数据模型与UML图解分析
数据库设计是软件开发中非常重要的一环，它决定了软件系统如何存储和组织数据。
在数据库设计中，数据模型和UML图解分析起着至关重要的作用。
本文将探讨数据库设计中的数据模型和UML图解分析，以及它们在实际开发中的应用。
一、数据库设计的背景和重要性数据库设计是软件开发过程中的关键环节，它决定了整个系统的数据结构和组织方式。
一个合理的数据库设计可以提高系统的性能、可靠性和可维护性。
因此，数据库设计在软件开发中起着至关重要的作用。
二、数据模型的概念和分类数据模型是描述现实世界中问题的一种抽象表示。
常见的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
其中，关系模型是最常用的数据模型，它以表格的形式组织数据，便于数据的存储和查询。
三、关系模型的特点和使用关系模型以表格的形式组织数据，其中每个表格称为关系（Relation），每一列称为属性（Attribute），每一行称为元组（Tuple）。
关系模型的特点是简单直观、易于理解和操作。
在实际应用中，关系模型常用于设计和实现关系型数据库。
四、UML图解分析的概念和用途UML（Unified Modeling Language）是一种通用的建模语言，用于描述软件系统的结构、行为和交互。
UML图解分析是使用UML图表来分析和设计软件系统的过程。
通过使用UML图解分析，开发人员可以更好地理解系统的架构和功能，提高系统的可扩展性和可维护性。
五、UML图解分析的常用图表UML图解分析中常用的图表包括类图、用例图、活动图、状态图和时序图等。
类图用于表示系统中的类和它们之间的关系；用例图用于描述系统的功能和角色；活动图用于展示系统中的业务过程；状态图用于描述对象的状态变化；时序图用于展示对象之间的消息交互。
六、数据模型与UML图解分析的结合应用数据模型和UML图解分析可以相互结合应用，以达到更好的数据库设计效果。
在使用UML图解分析进行软件系统设计时，开发人员可以根据系统需求和功能，建立对应的数据模型，确定数据的结构和关系。
数据库设计中的数据模型与UML图解分析(一)
数据库设计中的数据模型与UML图解分析在现代信息技术的发展下，数据库成为了各个企业和组织必不可少的一部分。
数据库设计是构建高效、可靠和可持续的数据库系统的关键步骤之一。
数据模型用于描述现实世界中的实体、关系和规则，并通过UML图解来可视化和分析数据模型。
本文将探讨数据库设计中的数据模型和UML图解分析的相关内容。
一、数据模型的概述数据模型是数据库设计的基石，用于表示现实世界中的实体、关系和规则。
它提供了一个抽象层，使数据库开发人员能够有效地处理和组织数据。
常见的数据模型包括层次模型、网状模型和关系模型。
在数据库系统中，关系模型是最常用的数据模型之一，它基于关系代数和关系演算理论，使用表格形式来表示实体和实体之间的关系。
二、关系模型与实体关系图关系模型采用表格形式来表示实体和实体之间的关系，其中每个表格被称为关系。
关系模型中的关键概念包括实体、属性和关系。
实体表示现实世界中的一个独立对象，属性描述实体的特征，关系描述实体之间的关联。
实体关系图（Entity-Relationship Diagram，简称ER图）用于可视化和分析关系模型。
ER图使用图形符号来表示实体、属性和关系，并通过箭头来表示关系的方向。
三、UML图解分析Unified Modeling Language（UML）是一种通用的建模语言，广泛应用于软件工程和系统分析中。
它提供了丰富的图形符号和建模工具，用于描述系统的结构、行为和交互。
在数据库设计中，UML图解可用于分析和优化数据模型。
常见的UML图包括类图、用例图、时序图和活动图。
1. 类图类图是UML中最常用的图之一，用于表示系统中的类、属性和方法。
在数据库设计中，类图可用于描述实体和实体之间的关系。
每个实体可以被表示为一个类，实体之间的关联可以被表示为类之间的关系。
类图的属性和方法可以进一步描述实体的特征和行为。
2. 用例图用例图用于描述系统的功能需求和用户与系统之间的交互。
在数据库设计中，用例图可以帮助识别用户需求和系统功能，进而影响数据模型的设计。
UML中的类图和数据库设计的关联性探究
UML中的类图和数据库设计的关联性探究在软件开发过程中，UML（Unified Modeling Language）是一种常用的建模语言，用于描述软件系统的结构和行为。
其中，类图是UML中最常用的图表之一，用于表示系统中的类、属性和方法之间的关系。
而数据库设计则是软件开发过程中的另一个重要环节，涉及到数据的存储和管理。
本文将探讨UML中的类图与数据库设计之间的关联性。
首先，UML中的类图可以直接映射到数据库设计中的表结构。
在类图中，每个类代表了一个实体，而每个属性则代表了实体的属性。
同样地，在数据库设计中，每个表代表了一个实体，而每个字段则代表了实体的属性。
因此，可以通过对类图的分析和设计，直接生成数据库的表结构，从而实现类与表之间的一一对应关系。
其次，UML中的类图可以帮助设计数据库的关系模式。
在类图中，类与类之间的关系可以通过关联、聚合、组合等方式进行表示。
这些关系在数据库设计中可以转化为表与表之间的关系。
例如，一个类图中的关联关系可以转化为数据库中的外键关系，用于表示两个表之间的关联。
而聚合和组合关系则可以转化为数据库中的表之间的关系，用于表示表之间的层次结构。
通过类图的设计，可以更好地理清系统中各个实体之间的关系，从而指导数据库的关系模式设计。
此外，UML中的类图还可以指导数据库的索引设计。
在类图中，类的属性可以分为主属性和外部属性。
主属性通常用于唯一标识一个实体，而外部属性则用于描述实体的特征。
同样地，在数据库设计中，主键可以用于唯一标识一个表中的记录，而外键则用于建立表与表之间的关系。
通过对类图的分析，可以确定哪些属性应该成为主键，哪些属性应该成为外键，从而指导数据库的索引设计，提高数据库的查询效率。
最后，UML中的类图还可以与数据库设计工具进行集成。
目前市面上有许多专业的数据库设计工具，如ERwin、PowerDesigner等。
这些工具可以根据UML中的类图自动生成数据库的表结构，简化了数据库设计的过程。
uml设计数据库步骤
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步骤1.2：属性类型映射为域
属性类型对应于数据库中的域，域的使用可使数据库设计更具一致性， 优化了数据库应用的移植性。一般来说，实现简单域比较方便，只须 定义相应的数据类型和空间大小 类的属性描述了其所有对象共有的特性。属性的类型可以是基本数据 类型，如整数、实数、布尔型等，也可以是用户自定义类型。
Project_Name
Startdate
contactpersonOID (foreign Key)
contactpersonOID （main Key）
Phone
Fax
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(3) 一对多关联： 多个对象关联，这种关联关系 可以通过在B类(即具有多个对象的类)所对应的类表中 增加一个外键，指向另一方A类的主键，从而建立两个 表之间的关联。
UML进行数据库设计的步骤
步骤1： 基于UML中的类图生成数据库
1
对象标识映射为主键
2
属性类型映射为域
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类模式是UML建模技术的核心，数据库的逻辑视图由UML类图 衍生。
类图是面向对象系统的建模中最常见的图之一。类图显示了一组
类、接口、协作以及它们之间的关系，主要用于对系统静态设计视图 建模 。其中，类是面向对象系统组织结构的核心，表示被建模的应用 领域中的离散概念，是具有相同结构、行为和关系的一组对象的描述 符号。
(4) 多对多关联： * *
A
B
实现多对多关联，通常需要建立一个关联表，映射关联对 象，从而将多对多关联转化为两个一对多关联。实现时， 在新建的关联表中设置一个对象标志符OID，同时增加两 个外键，分别指向初始关联的两个类对应表的主键。
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UML与数据库设计要讨论的主要内容：
类图
数据库表
关联关系 类之间的关系 泛化关系
依赖关系
依赖关系强调的是类操作间的使用关系， 类图到表结构的映射中并不涉及这种关系，所 以下面只讨论泛化关系、关联关系到表的映射
规范。
泛化关系
类之间关 系的映射 关联关系 一对一 一对多 多对多
网上商店的类图
userName 牛丽平 郭新志 宋强 杨继萍
passWord 12 34 56 78 creditDegree 一级 二级
Email x@ y@ Access 备份 修改
administratorID 20020003 20020004
userID customerID
customerID
userName
passWord Email
creditDegree
administratorID
ห้องสมุดไป่ตู้userName
passWord
access
如何查询以下信息：
查询ID为20050001的用户的姓名和Email 查询ID为20050003的用户的姓名和权限
select userName, Email from customer where customerID =20050001；
customerID userName
passWor d
Email creditDegree
administratorID
userName
passWord
access
customerID
userName
passWord Email
creditDegree
administratorID
userName
select userName, access from administrator where administratorID=20050003；
customerID
userName
passWord Email
passWord
creditDegree
administratorID
userName
userName Email
passWord creditDegree access 如何添加以下信息：
administratorID 如何添加以下信息：
ID：20050001
userName：董兰芳 passWord：2008 Email:abc@ creditDegree:良好
ID：20050002
access
优点：表的数量较少，相关的数据集中在一个表中，数据的读 写较为方便。 缺点：表结构的修改较为困难，因为修改父类后，要同时修改 所有的子类对应的表。
方法3：只将父类映射为表
select userName, Email, access from user where userID =? and userType=?
passWord
access
如何添加以下信息： ID：20050001 userName：董兰芳 passWord：2008 Email:abc@ creditDegree:良好
如何添加以下信息： ID：20050002 userName：刘振安 passWord：2009 Access:write
userName：刘振安 passWord：2009 Access:write
Insert into user (userID, userName, passWord) values (20050001,’董兰芳’,’ 2008’); Insert into customer (customerID, Email, creditDegree) values (20050001,’ abc@’,’良好’);
select userName, Email, access from user where userID = 20050001 and userType=‘C’
Insert into customer (customerID,userName,passWord,Email,creditDegree) values (20050001,’董兰芳’,’ 2008’,’ abc@’,’良好’); Insert into administrator (administratorID,userName,passWord, access) values (20050002,’刘振安’,’ 2009’,’ write’);
userID customerID
userName Email
passWord creditDegree access
administratorID
如何查询以下信息：
查询ID为20050001的用户的姓名和Email 查询ID为20050003的用户的姓名和权限
select erName, c.Email from user u left join customer c on erID = c.customerID where erID=20050001； select erName,a.access from user u left join administrator a on erID = a.administratorID where erID=20050003；
第一节 泛化关系的映射
方法1：将父类和子类均映射为表
userID
userName
passWord
customerID
creditDegree
administratorID
access
这种方式有何优缺点？
userID 20020001 20020002 20020003 20020004 customerID 20020001 20020002
userID
userName
passWord
customerID Email creditDegree administratorID 优点：表结构的更改非常方便 缺点：表的数量较多，相关的数据分散在不同的表中，数 据读写时间较长，报表的生成较为困难 access
方法2：只将子类映射为表 表中包含子类自身的属性和继承自父类的属性