逻辑结构设计
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。
逻辑结构设计
逻辑结构设计逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换成为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。
逻辑结构的步骤：（1）将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型；（2）将转换来的关系、网状、层次模型向特定的DBMS支持下的数据模型转换；（3）对数据模型进行优化。
如图：E-R图向关系模型的转换E-R图向关系模型的转换要解决的问题是如何将实体型和实体间的联系转换为关系模式，如何确定这些模式的属性和码。
关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合。
E-R图则是由实体型、实体的属性和实体型之间的联系3个要素组成的。
所以将E-R图转换为关系模型实际上就是要将实体型、实体的属性和实体型之间的联系转换为关系模式，这种转换一般遵循如下原则：一个实体型转换为一个关系模式。
实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。
学生资料（用户名，姓名，户口，年龄，月基本消费，所在学校，所在年级，家庭所在地）此为学生资料实体对应的关系模式。
该关系模式已包含了联系“领导” 所对应的关系模式。
学生（用户名，密码）此为学生实体对应的关系模式。
日消费（用户名，日常用品，饮食，话费，学习用品，日期）此为日消费实体对应的关系模式。
额外消费（用户名，消费金额，消费详情，日期）此为额外消费实体对应的关系模式。
月消费统计（用户名，消费金额，月份）此为月消费统计实体对应的关系模式。
建议（用户名，分析员用户名，分析结果，消费评价）此为建议实体对应的关系模式。
分析师用户名是关系的候选码。
此位分析师实体对应的关系模式。
数据模型的优化数据库逻辑结构设计的结果不是唯一的。
为进一步提高数据库应用系统的性能，还应该根据应用需要适当地修改、调整数据模型的结构，这是数据模型的优化。
关系模型通常以规范化理论为指导，方法为：1•确定数据依赖。
2.对各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余联系。
3.按照数据依赖理论对关系模式逐一进行分析。
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）
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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。
精选课件ppt
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6.4.3. 设计用户子模式
课程设计逻辑结构设计
课程设计逻辑结构设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握XX学科的基本概念、原理和方法，能够运用所学知识解决实际问题。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够准确地理解和掌握XX学科的基本概念、原理和方法，了解该学科的发展趋势和应用领域。
2.技能目标：学生能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的实践操作能力和创新思维能力。
3.情感态度价值观目标：学生对XX学科产生浓厚的兴趣，培养科学探究的精神和团队合作的能力，树立正确的价值观和人生观。
二、教学内容根据课程目标，本课程的教学内容主要包括XX学科的基本概念、原理和方法，以及实际应用案例。
具体安排如下：1.第一章：XX学科的基本概念和原理，介绍XX学科的基本概念、定义和原理，并通过实例进行解释和阐述。
2.第二章：XX学科的方法和技术，介绍XX学科常用的研究方法和技能，并通过实际案例进行分析和解说。
3.第三章：XX学科的应用领域，介绍XX学科在各个领域的应用和实践，并通过具体案例进行展示和讲解。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体安排如下：1.讲授法：教师通过讲解和解释，向学生传授XX学科的基本概念、原理和方法。
2.讨论法：学生通过小组讨论和交流，深入理解和探讨XX学科的相关问题。
3.案例分析法：学生通过分析实际案例，运用所学知识和方法解决问题，培养实践操作能力。
4.实验法：学生通过实验操作和观察，验证和巩固所学知识和技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐一些相关领域的参考书，供学生拓展阅读和深入研究。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件和教学视频，帮助学生形象地理解和掌握知识。
4.实验设备：准备必要的实验设备和材料，为学生提供实践操作的机会。
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。
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3. 确定所属范式
–
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
–
确定各关系模式分别属于第几范式
An Introduction to Database
数据模型的优化（续）
An Introduction to Database
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
注意：
• 从理论上讲，1:1联系可以与任意一端对应的关系模式合并 • 但在一些情况下，与不同的关系模式合并效率会大不一样
。因此究竟应该与哪端的关系模式合并需要依应用的具体 情况而定。 • 由于连接操作是最费时的操作，所以一般应以尽量减少连 接操作为目标。 例如，如果经常要查询某个班级的班主任姓名，则将管理 联系与教师关系合并更好些。
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第七章 数据库设计(续2)
An Introduction to Database
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
An Introduction to Database
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 t源自 Database7.4.2 数据模型的优化
• 得到初步数据模型后，还应该适当地修改、调整数据 模型的结构，以进一步提高数据库应用系统的性能， 这就是数据模型的优化
– 转换为一个独立的关系模式 – 与n端对应的关系模式合并
An Introduction to Database
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）
• 关系数据模型的优化通常以规范化理论为指导
An Introduction to Database
数据模型的优化（续）
•
优化数据模型的方法
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。
E-R图向关系模型的转换（ 续）
(5)具有相同码的关系模式可合并
– 目的：减少系统中的关系个数 – 合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另一
个关系模式中，然后去掉其中的同义属性（可能同名也 可能不同名），并适当调整属性的次序
An Introduction to Database
E-R图向关系模型的转换（ 续）
– 零件实体对应的关系模式 零件（零件号，零件名，…）
An Introduction to Database
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，…）
– 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）
An Introduction to Database
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
– 职工实体对应的关系模式 职工（职工号、部门号，职工名，职务，…）
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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）
An Introduction to Database
An Introduction to Database
逻辑结构设计(续)
逻辑结构设计时的3个步骤
An Introduction to Database
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
An Introduction to Database
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。
➢该关系模式已包含了联系“属于”所对应的关系 模式
An Introduction to Database
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，…）
– 供应商实体对应的关系模式 供应商（供应商号，姓名，…）
7.4.1 E-R图向关系模型的 转换
• 转换内容 • 转换原则
An Introduction to Database
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。