使用UML的數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)

1、第八章第八章 使用使用UML的數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)n本章的教學(xué)目的本章的教學(xué)目的 長(zhǎng)期以來(lái)按照傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法長(zhǎng)期以來(lái)按照傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法, ,應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是分別進(jìn)行的與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是分別進(jìn)行的, ,設(shè)計(jì)完成后還需要對(duì)這設(shè)計(jì)完成后還需要對(duì)這兩項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行協(xié)調(diào)兩項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行協(xié)調(diào), ,因此比較麻煩。如果采用因此比較麻煩。如果采用UMLUML進(jìn)行進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，則可以把系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和數(shù)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)，則可以把系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來(lái)，有效地提高數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的效率和據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來(lái)，有效地提高數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，提高軟件部件的

2、可重用性，降質(zhì)量，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，提高軟件部件的可重用性，降低開(kāi)發(fā)成本。所以，希望同學(xué)們通過(guò)本章的學(xué)習(xí)能掌低開(kāi)發(fā)成本。所以，希望同學(xué)們通過(guò)本章的學(xué)習(xí)能掌握使用握使用 UMLUML進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)的方法。n本章的教學(xué)內(nèi)容本章的教學(xué)內(nèi)容UMLUML關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的概念、術(shù)語(yǔ)和規(guī)范關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的概念、術(shù)語(yǔ)和規(guī)范使用使用UMLUML進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)的方法與過(guò)程8.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般方法與過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般方法與過(guò)程1.傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法與過(guò)程傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法與過(guò)程 傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程分為傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)

3、程分為4個(gè)階段個(gè)階段:需求分析需求分析;概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）需求分析階段）需求分析階段的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析，以確定要建立的新數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析，以確定要建立的新數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的信息需求和處理要求，并編制出數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的信息需求和處理要求，并編制出數(shù)據(jù)庫(kù)需求分析說(shuō)明書(shū)，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求和處據(jù)庫(kù)需求分析說(shuō)明書(shū)，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求和處理要求進(jìn)行描述，作為后續(xù)各設(shè)計(jì)階段的依據(jù)理要求進(jìn)行描述，作為后續(xù)各設(shè)計(jì)階段的依據(jù)。（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要借助某種工具或方法，需要借助某種工具或方法，

4、如當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的有如當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的有實(shí)體聯(lián)系方法實(shí)體聯(lián)系方法(Entity-Relationship,ER方法方法)，它使用，它使用ER圖定義系圖定義系統(tǒng)的信息組織模式，即概念結(jié)構(gòu)。統(tǒng)的信息組織模式，即概念結(jié)構(gòu)。教師教師職稱(chēng)職稱(chēng)性別性別職務(wù)職務(wù)姓名姓名教工號(hào)教工號(hào)教教學(xué)生學(xué)生性別性別姓名姓名系系學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)年級(jí)年級(jí)學(xué)學(xué)課程課程學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)分學(xué)分課名課名課程號(hào)課程號(hào)成績(jī)成績(jī)1NMN教師教師-學(xué)生學(xué)生-課程課程E-R 圖圖(3)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是按照一定的規(guī)則，將的任務(wù)是按照一定的規(guī)則，將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所能接受概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)所能接受的數(shù)據(jù)模型。的數(shù)據(jù)

5、模型。 圖2 一個(gè)實(shí)體類(lèi)型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模型一個(gè)實(shí)體類(lèi)型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模型(4)(4)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 將前一階段設(shè)計(jì)的關(guān)系模式轉(zhuǎn)化為具體數(shù)據(jù)將前一階段設(shè)計(jì)的關(guān)系模式轉(zhuǎn)化為具體數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)庫(kù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的有，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的有效管理。這需要依賴(lài)于給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)確效管理。這需要依賴(lài)于給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)確定。對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)的物理定。對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)主要由結(jié)構(gòu)主要由DBMSDBMS確定。確定。2.2.基于基于UMLUML的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 使用使用UMLUML做數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)做數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì), ,可以把數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)可以

6、把數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)結(jié)合在一起進(jìn)行與系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)結(jié)合在一起進(jìn)行, ,而且而且UMLUML具有更強(qiáng)的建模表現(xiàn)能力。具有更強(qiáng)的建模表現(xiàn)能力。n基于基于UML的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程類(lèi)似，一般分為計(jì)的過(guò)程類(lèi)似，一般分為4個(gè)階段：個(gè)階段：業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)Use Case模型設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)：就是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的需求分：就是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的需求分析，使用用例圖等建立業(yè)務(wù)模型。析，使用用例圖等建立業(yè)務(wù)模型。邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)：主要是確定應(yīng)用系統(tǒng)所需要的：主要是確定應(yīng)用系統(tǒng)所需要的持久數(shù)據(jù)。使用類(lèi)圖等建立數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型。如果持久數(shù)據(jù)。使用類(lèi)

7、圖等建立數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型。如果是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，則需要設(shè)計(jì)出表達(dá)持久數(shù)據(jù)的是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，則需要設(shè)計(jì)出表達(dá)持久數(shù)據(jù)的實(shí)體類(lèi)及其聯(lián)系，并把它們映射成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表實(shí)體類(lèi)及其聯(lián)系，并把它們映射成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)表（Table)、視圖、視圖(View)等。等。物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)：使用組件圖、配置圖等，設(shè)計(jì)：使用組件圖、配置圖等，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模型。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模型。物理實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)物理實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)物理數(shù)據(jù)模型建立具體數(shù)據(jù)庫(kù)：根據(jù)物理數(shù)據(jù)模型建立具體數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)，定義構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)的基本表、視圖環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)，定義構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)的基本表、視圖等。等。 8.2 UML用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范用于數(shù)

8、據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范8.2.1 表表是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本建模結(jié)構(gòu)。表又稱(chēng)為二是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本建模結(jié)構(gòu)。表又稱(chēng)為二維表或關(guān)系，它是具有相同結(jié)構(gòu)的行維表或關(guān)系，它是具有相同結(jié)構(gòu)的行(Row)(Row)的集合，的集合，行又稱(chēng)為元組。表中的每一列又稱(chēng)為關(guān)系的屬性。行又稱(chēng)為元組。表中的每一列又稱(chēng)為關(guān)系的屬性。 在在UMLUML中中表表用用類(lèi)的圖標(biāo)類(lèi)的圖標(biāo)來(lái)表示，帶有構(gòu)造型圖標(biāo)來(lái)表示，帶有構(gòu)造型圖標(biāo)“ ”“ ”或或,類(lèi)名即表名，類(lèi)名即表名，類(lèi)的屬性類(lèi)的屬性描述描述表的列特表的列特性性，包括列名、數(shù)據(jù)類(lèi)型，以及有關(guān)的約束。在類(lèi)，包括列名、數(shù)據(jù)類(lèi)型，以及有關(guān)的約束。在類(lèi)的行為部分，根據(jù)需要可以給出對(duì)表的一些操作的的

9、行為部分，根據(jù)需要可以給出對(duì)表的一些操作的描述，也可以缺省。描述，也可以缺省。 8.2.2 8.2.2 關(guān)鍵字與索引關(guān)鍵字與索引(1)(1)候選關(guān)鍵字候選關(guān)鍵字（candidate keycandidate key）：是一個(gè)或多個(gè)屬性）：是一個(gè)或多個(gè)屬性的組合，它唯一地確定某個(gè)表里的記錄。一個(gè)候選關(guān)的組合，它唯一地確定某個(gè)表里的記錄。一個(gè)候選關(guān)鍵字里的屬性集必須是最小化的；除非破壞唯一性，鍵字里的屬性集必須是最小化的；除非破壞唯一性，否則屬性不能從候選關(guān)鍵字刪除。候選關(guān)鍵字里的屬否則屬性不能從候選關(guān)鍵字刪除。候選關(guān)鍵字里的屬性不能為空。性不能為空。(2)(2)主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字（primary

10、keyprimary key）：是一個(gè)特別選定的候選）：是一個(gè)特別選定的候選關(guān)鍵字，用來(lái)唯一地確定表里的記錄。關(guān)鍵字，用來(lái)唯一地確定表里的記錄。(3)(3)外來(lái)關(guān)鍵字外來(lái)關(guān)鍵字（foreign keyforeign key）：是一個(gè)屬性或?qū)傩越M，）：是一個(gè)屬性或?qū)傩越M，它在本表中不是關(guān)鍵字它在本表中不是關(guān)鍵字, ,不能唯一地標(biāo)識(shí)表中的行不能唯一地標(biāo)識(shí)表中的行, ,但但它在另一個(gè)表中是主關(guān)鍵字它在另一個(gè)表中是主關(guān)鍵字, ,能夠唯一地標(biāo)識(shí)那個(gè)表能夠唯一地標(biāo)識(shí)那個(gè)表中的行。外來(lái)關(guān)鍵字體現(xiàn)了兩個(gè)表的聯(lián)系中的行。外來(lái)關(guān)鍵字體現(xiàn)了兩個(gè)表的聯(lián)系, ,實(shí)現(xiàn)表之實(shí)現(xiàn)表之間的參照完整性。間的參照完整性。 例如：例

11、如： 學(xué)生學(xué)生S (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào), 姓名姓名, 性別性別, 年齡年齡, 身份證號(hào)身份證號(hào)), 課程課程C (課號(hào)課號(hào), 課名課名), 選課選課SC (學(xué)號(hào)學(xué)號(hào), 課號(hào)課號(hào), 成績(jī)成績(jī)) 8146910223418193140385466467178688085140034516610285153keylink下標(biāo)下標(biāo)索引表索引表012345678910111213141516171819key其它域其它域位置位置主表主表索引表結(jié)構(gòu)圖索引表結(jié)構(gòu)圖 (4)索引索引：索引是由數(shù)據(jù)庫(kù)表中一列或多列值的集合形成：索引是由數(shù)據(jù)庫(kù)表中一列或多列值的集合形成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用這種結(jié)構(gòu)可快速訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)表中的特的數(shù)據(jù)結(jié)

12、構(gòu)，使用這種結(jié)構(gòu)可快速訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)表中的特定信息。在定信息。在UML圖標(biāo)中，索引用構(gòu)造型圖標(biāo)中，索引用構(gòu)造型表示。表示。8.2.3 8.2.3 約束約束 約束是一種施加于數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的規(guī)則約束是一種施加于數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的規(guī)則, ,用于保證數(shù)用于保證數(shù)據(jù)庫(kù)的正確性或完整性。據(jù)庫(kù)的正確性或完整性。（1）主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字約束約束加在表的圖標(biāo)中的一個(gè)屬性名前加在表的圖標(biāo)中的一個(gè)屬性名前面，表示該屬性為面，表示該屬性為主關(guān)鍵字，也可以加在一個(gè)操作主關(guān)鍵字，也可以加在一個(gè)操作名前表示該操作的類(lèi)型名前表示該操作的類(lèi)型。主關(guān)鍵字主關(guān)鍵字約束使用構(gòu)造型約束使用構(gòu)造型表示，也可用一個(gè)小圖標(biāo)表示，也可用一個(gè)小圖標(biāo)“PK”代

13、替。代替。（2 2）外來(lái)外來(lái)關(guān)鍵字關(guān)鍵字約束約束加在表中的一個(gè)屬性名前面，加在表中的一個(gè)屬性名前面，表示該屬性為表示該屬性為外來(lái)關(guān)鍵字外來(lái)關(guān)鍵字, ,也可以加在一個(gè)操作名前也可以加在一個(gè)操作名前表示該操作的類(lèi)型表示該操作的類(lèi)型。外來(lái)關(guān)鍵字外來(lái)關(guān)鍵字約束使用構(gòu)造型約束使用構(gòu)造型表示，也可用一個(gè)小圖標(biāo)表示，也可用一個(gè)小圖標(biāo)“FK”代替。代替。 （3）值檢驗(yàn)約束值檢驗(yàn)約束可以檢驗(yàn)表中列值是否符合某個(gè)規(guī)則，可以檢驗(yàn)表中列值是否符合某個(gè)規(guī)則，比如把列值與一個(gè)固定的值范圍進(jìn)行比較或與數(shù)據(jù)庫(kù)比如把列值與一個(gè)固定的值范圍進(jìn)行比較或與數(shù)據(jù)庫(kù)中的其他列的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。值檢驗(yàn)約束使用構(gòu)造型中的其他列的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

14、值檢驗(yàn)約束使用構(gòu)造型表示表示,它可以加在一個(gè)操作名前面，以表它可以加在一個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)值檢驗(yàn)約束。示該操作是一個(gè)值檢驗(yàn)約束。(4)值唯一性約束值唯一性約束保證所定義列的所有值是互不相同保證所定義列的所有值是互不相同的。值唯一性約束使用構(gòu)造型的。值唯一性約束使用構(gòu)造型表示表示,它可以加在一個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)它可以加在一個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)值檢驗(yàn)約束。值檢驗(yàn)約束。（5 5）觸發(fā)器約束觸發(fā)器約束當(dāng)一般的約束難以滿(mǎn)足應(yīng)用程序的功當(dāng)一般的約束難以滿(mǎn)足應(yīng)用程序的功能需求時(shí)，可用觸發(fā)器約束來(lái)滿(mǎn)足。所以它也是為保證能需求時(shí)，可用觸發(fā)器約束來(lái)滿(mǎn)足。所以它也是為保證表的

15、數(shù)據(jù)完整性而定義的某種特殊約束操作。當(dāng)對(duì)表中表的數(shù)據(jù)完整性而定義的某種特殊約束操作。當(dāng)對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行了增、刪、改等操作時(shí)，觸發(fā)器可能被自動(dòng)激數(shù)據(jù)進(jìn)行了增、刪、改等操作時(shí)，觸發(fā)器可能被自動(dòng)激發(fā)執(zhí)行。發(fā)執(zhí)行。觸發(fā)器約束使用構(gòu)造型觸發(fā)器約束使用構(gòu)造型表示表示, ,它可它可以加在一個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)觸發(fā)器。以加在一個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)觸發(fā)器。8.2.4 聯(lián)系聯(lián)系 存在于兩個(gè)表之間的任何關(guān)系稱(chēng)為存在于兩個(gè)表之間的任何關(guān)系稱(chēng)為聯(lián)系聯(lián)系。表之間的。表之間的聯(lián)系有兩種：聯(lián)系有兩種：非確定性聯(lián)系非確定性聯(lián)系和和確定性聯(lián)系確定性聯(lián)系。非確定性聯(lián)系非確定性聯(lián)系(Non-Identify R

16、elationship)是存在是存在于兩個(gè)獨(dú)立表之間的聯(lián)系，此時(shí)在子表中的外來(lái)關(guān)鍵于兩個(gè)獨(dú)立表之間的聯(lián)系，此時(shí)在子表中的外來(lái)關(guān)鍵字為非主關(guān)鍵字列字為非主關(guān)鍵字列 。l確定性聯(lián)系確定性聯(lián)系(Identify Relationship)是存在于兩個(gè)有依是存在于兩個(gè)有依賴(lài)關(guān)系的表之間的聯(lián)系，若父表不存在，則子表也不賴(lài)關(guān)系的表之間的聯(lián)系，若父表不存在，則子表也不存在，子表的存在依賴(lài)于父表的存在。父表中的每一存在，子表的存在依賴(lài)于父表的存在。父表中的每一個(gè)主關(guān)鍵字列都可成為子表中的主關(guān)鍵字列的一部分個(gè)主關(guān)鍵字列都可成為子表中的主關(guān)鍵字列的一部分和外來(lái)關(guān)鍵字列。和外來(lái)關(guān)鍵字列。8.5 8.5 視圖視圖 一

17、個(gè)視圖是一個(gè)基本表的投影一個(gè)視圖是一個(gè)基本表的投影, ,包含基本表的部分包含基本表的部分?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 視圖可以看成數(shù)據(jù)庫(kù)的窗口視圖可以看成數(shù)據(jù)庫(kù)的窗口, ,可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)的復(fù)雜性庫(kù)查詢(xún)的復(fù)雜性, ,有利于保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的一致性和有利于保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的一致性和安全性。安全性。 在在UMLUML中，視圖用帶有構(gòu)造性圖標(biāo)中，視圖用帶有構(gòu)造性圖標(biāo)“ ”“ ”或或的類(lèi)表示，類(lèi)名即為視圖名。但是，視圖的類(lèi)表示，類(lèi)名即為視圖名。但是，視圖的屬性必須與其來(lái)源表中相應(yīng)的屬性一致。的屬性必須與其來(lái)源表中相應(yīng)的屬性一致。8.6 數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)模式數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)模式 (1) 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù) 在在UMLU

18、ML中中, ,數(shù)據(jù)庫(kù)用帶有構(gòu)造型數(shù)據(jù)庫(kù)用帶有構(gòu)造型的組的組件表示件表示, ,也可用柱型圖標(biāo)表示。也可用柱型圖標(biāo)表示。 (2) 數(shù)據(jù)庫(kù)模式數(shù)據(jù)庫(kù)模式 數(shù)據(jù)庫(kù)模式是表的組織結(jié)構(gòu)的描述。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)模式是表的組織結(jié)構(gòu)的描述。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式是關(guān)系模式的集合，包括對(duì)表的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和完模式是關(guān)系模式的集合，包括對(duì)表的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和完整性約束的定義。整性約束的定義。 在在UMLUML中，數(shù)據(jù)庫(kù)模式用帶有構(gòu)造型中，數(shù)據(jù)庫(kù)模式用帶有構(gòu)造型的的包表示，通常用在類(lèi)圖中。包表示，通常用在類(lèi)圖中。8.7 表空間與節(jié)點(diǎn)表空間與節(jié)點(diǎn)(1)(1)表空間表空間 表空間是指數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以分表空間是指數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。

19、一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以分布在一個(gè)或多個(gè)表空間，這取決于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量、布在一個(gè)或多個(gè)表空間，這取決于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)要求和安全性的要求。數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)要求和安全性的要求。 表空間用帶有構(gòu)造型表空間用帶有構(gòu)造型的組件表示，的組件表示，表空間與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系用依賴(lài)表示。表空間與數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系用依賴(lài)表示。（2）節(jié)點(diǎn)）節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)(Node)(Node)是處于運(yùn)行期的分布式系統(tǒng)的物理元是處于運(yùn)行期的分布式系統(tǒng)的物理元素素, ,代表計(jì)算機(jī)資源代表計(jì)算機(jī)資源, ,如處理器或其他硬件設(shè)備。經(jīng)如處理器或其他硬件設(shè)備。經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)得到的軟件組件和重用模塊就必須配置在相過(guò)開(kāi)發(fā)得到的軟件組件和重用模塊就必須配置在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上才

20、能被執(zhí)行。應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上才能被執(zhí)行。 節(jié)點(diǎn)在配置圖中使用節(jié)點(diǎn)在配置圖中使用, ,通過(guò)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系通過(guò)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系, ,表達(dá)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理配置結(jié)構(gòu)。表達(dá)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理配置結(jié)構(gòu)。8.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型設(shè)計(jì)8.3.1 8.3.1 邏輯模型設(shè)計(jì)邏輯模型設(shè)計(jì) 在邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)階段在邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)階段, ,主要任務(wù)是確定主要任務(wù)是確定應(yīng)用系統(tǒng)所需長(zhǎng)期保存的實(shí)體數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)所需長(zhǎng)期保存的實(shí)體數(shù)據(jù), ,用類(lèi)圖等用類(lèi)圖等建建立數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模型。對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，則需立數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模型。對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，則需要根據(jù)系統(tǒng)中的實(shí)體類(lèi)，創(chuàng)建關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，要根據(jù)系統(tǒng)中的實(shí)體類(lèi)，

21、創(chuàng)建關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，包括表、視圖、索引等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)元素的設(shè)計(jì)，包括表、視圖、索引等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)元素的設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的觸發(fā)器、存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)。以及相應(yīng)的觸發(fā)器、存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)。8.3.2 8.3.2 從類(lèi)創(chuàng)建表從類(lèi)創(chuàng)建表 將類(lèi)轉(zhuǎn)換為表的最簡(jiǎn)單做法是一對(duì)一映射，即將類(lèi)轉(zhuǎn)換為表的最簡(jiǎn)單做法是一對(duì)一映射，即為每一個(gè)實(shí)體類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表。類(lèi)中的屬性就是為每一個(gè)實(shí)體類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表。類(lèi)中的屬性就是表中的列，類(lèi)中的關(guān)鍵字就是表的關(guān)鍵字。表中的列，類(lèi)中的關(guān)鍵字就是表的關(guān)鍵字。 類(lèi)向表映射示例類(lèi)向表映射示例類(lèi)向表映射時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：類(lèi)向表映射時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：（1）注意數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換：要把對(duì)象類(lèi)的屬性數(shù)據(jù)類(lèi)型）注意數(shù)據(jù)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換：

22、要把對(duì)象類(lèi)的屬性數(shù)據(jù)類(lèi)型 轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫(kù)模型中列的數(shù)據(jù)類(lèi)型；轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫(kù)模型中列的數(shù)據(jù)類(lèi)型；（2）可導(dǎo)出的屬性數(shù)據(jù)，不必作為持久性數(shù)據(jù)映射成表）可導(dǎo)出的屬性數(shù)據(jù)，不必作為持久性數(shù)據(jù)映射成表中的列。中的列。（3）從類(lèi)創(chuàng)建表的過(guò)程中，要指定主關(guān)鍵字和外來(lái)關(guān)鍵）從類(lèi)創(chuàng)建表的過(guò)程中，要指定主關(guān)鍵字和外來(lái)關(guān)鍵字，增加必要的約束條件，如合法輸入值校驗(yàn)等，做成字，增加必要的約束條件，如合法輸入值校驗(yàn)等，做成操作函數(shù)列入相應(yīng)的表模型中。操作函數(shù)列入相應(yīng)的表模型中。8.3.3 8.3.3 聯(lián)系的映射聯(lián)系的映射 1. 1. 關(guān)聯(lián)的映射關(guān)聯(lián)的映射(1)(1)類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)是類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)是“一對(duì)一一對(duì)一”的情形的情形 在

23、向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的映射中，可以為每一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建在向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的映射中，可以為每一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表，其中主表的主關(guān)鍵字也是它所關(guān)聯(lián)的表的外一個(gè)表，其中主表的主關(guān)鍵字也是它所關(guān)聯(lián)的表的外來(lái)關(guān)鍵字。來(lái)關(guān)鍵字。(2)(2)類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)是類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)是“一對(duì)多一對(duì)多”的情形的情形 在向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的映射中，可以為每一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建在向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的映射中，可以為每一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表，其中一個(gè)表，其中“一一”方表的主關(guān)鍵字也是它所關(guān)聯(lián)的方表的主關(guān)鍵字也是它所關(guān)聯(lián)的“多多”方表的外來(lái)關(guān)鍵字。方表的外來(lái)關(guān)鍵字。(3)類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)是類(lèi)之間的關(guān)聯(lián)是“多對(duì)多多對(duì)多”的情形的情形 在向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的映射中，除了為每一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建在向

24、關(guān)系數(shù)據(jù)模型的映射中，除了為每一個(gè)類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表以外，必須一個(gè)表以外，必須創(chuàng)建一個(gè)關(guān)聯(lián)表創(chuàng)建一個(gè)關(guān)聯(lián)表（Associate Associate TableTable），），實(shí)現(xiàn)多對(duì)多的關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)多對(duì)多的關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)表的作用是把一個(gè)。關(guān)聯(lián)表的作用是把一個(gè)“多對(duì)多多對(duì)多” ” 的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為兩個(gè)的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為兩個(gè) “ “一對(duì)多一對(duì)多”的聯(lián)系，的聯(lián)系，該關(guān)聯(lián)表的主關(guān)鍵字由它所關(guān)聯(lián)的每個(gè)表的主關(guān)鍵字該關(guān)聯(lián)表的主關(guān)鍵字由它所關(guān)聯(lián)的每個(gè)表的主關(guān)鍵字組成。組成。2.泛化泛化/特化聯(lián)系的映射特化聯(lián)系的映射 對(duì)于泛化對(duì)于泛化/ /特化聯(lián)系的映射特化聯(lián)系的映射, ,可以有如下可以有如下三種做法三種做法: :(1)(1)為超

25、類(lèi)和每個(gè)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表為超類(lèi)和每個(gè)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表, ,同時(shí)視需同時(shí)視需要可為每一個(gè)要可為每一個(gè)超類(lèi)超類(lèi)/ /子類(lèi)對(duì)子類(lèi)對(duì)創(chuàng)建一個(gè)視圖創(chuàng)建一個(gè)視圖; ;(2)(2)為超類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表為超類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表, ,將子類(lèi)的所有列信息將子類(lèi)的所有列信息存入到超類(lèi)表中存入到超類(lèi)表中, ,即將表示泛化即將表示泛化/ /特化聯(lián)系特化聯(lián)系的層次結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)( (繼承繼承) )簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換為一個(gè)表。簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換為一個(gè)表。（3 3）為每一個(gè)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表，將超類(lèi)的所）為每一個(gè)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表，將超類(lèi)的所有列信息存入到每個(gè)子類(lèi)表中。有列信息存入到每個(gè)子類(lèi)表中。n當(dāng)當(dāng)采用第二種方法把泛化采用第二種方法把泛化/ /特化關(guān)系映射為關(guān)

26、特化關(guān)系映射為關(guān)系數(shù)據(jù)模型系數(shù)據(jù)模型時(shí)時(shí), ,將子類(lèi)表的所有列信息存入到超將子類(lèi)表的所有列信息存入到超類(lèi)表中。如圖類(lèi)表中。如圖8.158.15所示。所示。n當(dāng)當(dāng)采用第三種方法把泛化采用第三種方法把泛化/ /特化關(guān)系映射為關(guān)特化關(guān)系映射為關(guān)系數(shù)據(jù)模型系數(shù)據(jù)模型時(shí)時(shí), , 為每一個(gè)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表，將為每一個(gè)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)表，將超類(lèi)的所有列信息存入到每個(gè)子類(lèi)表中。如圖超類(lèi)的所有列信息存入到每個(gè)子類(lèi)表中。如圖8.168.16所示。所示。3. 聚合聚合/組合聯(lián)系的映射組合聯(lián)系的映射 聚合聚合/ /組合聯(lián)系的映射類(lèi)似于關(guān)聯(lián)的映射組合聯(lián)系的映射類(lèi)似于關(guān)聯(lián)的映射, ,可以有如下可以有如下三種做法三種做法: :(

27、1)(1)如果構(gòu)成聚合如果構(gòu)成聚合/ /組合聯(lián)系的超類(lèi)和子類(lèi)之間的多重組合聯(lián)系的超類(lèi)和子類(lèi)之間的多重性是性是“一對(duì)一一對(duì)一”的，則可以把超類(lèi)和子類(lèi)合并轉(zhuǎn)換的，則可以把超類(lèi)和子類(lèi)合并轉(zhuǎn)換為一個(gè)表，其中包含超類(lèi)和子類(lèi)的全部屬性數(shù)據(jù)。為一個(gè)表，其中包含超類(lèi)和子類(lèi)的全部屬性數(shù)據(jù)。(2)如果構(gòu)成聚合如果構(gòu)成聚合/ /組合聯(lián)系的超類(lèi)和子類(lèi)之間的多重性是組合聯(lián)系的超類(lèi)和子類(lèi)之間的多重性是“一對(duì)多一對(duì)多”的，則可以把超類(lèi)和子類(lèi)分別轉(zhuǎn)換為一個(gè)表。的，則可以把超類(lèi)和子類(lèi)分別轉(zhuǎn)換為一個(gè)表。對(duì)于聚合，超類(lèi)相應(yīng)的表和子類(lèi)相應(yīng)的表之間存在非確對(duì)于聚合，超類(lèi)相應(yīng)的表和子類(lèi)相應(yīng)的表之間存在非確定性聯(lián)系；對(duì)于組合，兩個(gè)表之間存

28、在確定性聯(lián)系。定性聯(lián)系；對(duì)于組合，兩個(gè)表之間存在確定性聯(lián)系。8.3.4 觸發(fā)器與存儲(chǔ)過(guò)程觸發(fā)器與存儲(chǔ)過(guò)程n觸發(fā)器觸發(fā)器（Trigger）為保證表的數(shù)據(jù)正確性和完為保證表的數(shù)據(jù)正確性和完整性而定義的約束操作。當(dāng)對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、整性而定義的約束操作。當(dāng)對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改等操作時(shí)，觸發(fā)器可能被自動(dòng)激發(fā)執(zhí)行。觸發(fā)器改等操作時(shí)，觸發(fā)器可能被自動(dòng)激發(fā)執(zhí)行。觸發(fā)器約束使用構(gòu)造型約束使用構(gòu)造型表示表示,它可以加在一它可以加在一個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)觸發(fā)器。個(gè)操作名前面，以表示該操作是一個(gè)觸發(fā)器。n存儲(chǔ)過(guò)程存儲(chǔ)過(guò)程 (Stored Procedure) 是一種對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)是一種對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)

29、進(jìn)行數(shù)據(jù)操作和運(yùn)算的程序過(guò)程操作和運(yùn)算的程序過(guò)程, ,是經(jīng)過(guò)事先編譯的存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部是經(jīng)過(guò)事先編譯的存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的過(guò)程。一個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程可以是依附于某個(gè)表的，也可以是獨(dú)的過(guò)程。一個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程可以是依附于某個(gè)表的，也可以是獨(dú)立的。立的。 在數(shù)據(jù)庫(kù)建模中，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程可以組織成存儲(chǔ)過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)建模中，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程可以組織成存儲(chǔ)過(guò)程集，用帶有構(gòu)造型程集，用帶有構(gòu)造型的類(lèi)圖標(biāo)表示，在其的類(lèi)圖標(biāo)表示，在其中的操作框中列出每個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程的名稱(chēng)、參數(shù)和類(lèi)型，并在中的操作框中列出每個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程的名稱(chēng)、參數(shù)和類(lèi)型，并在前面標(biāo)記前面標(biāo)記。8.4 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì) 主要任務(wù)是創(chuàng)建必需的表空

30、間和數(shù)據(jù)庫(kù)，并把它們配主要任務(wù)是創(chuàng)建必需的表空間和數(shù)據(jù)庫(kù)，并把它們配置到適當(dāng)?shù)奈锢砉?jié)點(diǎn)上。置到適當(dāng)?shù)奈锢砉?jié)點(diǎn)上。 （1）首先創(chuàng)建表空間首先創(chuàng)建表空間，然后根據(jù)表所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、，然后根據(jù)表所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)量的大小，以及對(duì)數(shù)據(jù)存取特性的要求，把全部的數(shù)據(jù)量的大小，以及對(duì)數(shù)據(jù)存取特性的要求，把全部的表劃分成幾個(gè)組，將每組存入一個(gè)或幾個(gè)表空間。一個(gè)表劃分成幾個(gè)組，將每組存入一個(gè)或幾個(gè)表空間。一個(gè)表空間可以存儲(chǔ)多個(gè)表，一個(gè)表的數(shù)據(jù)也可分散于多個(gè)表空間可以存儲(chǔ)多個(gè)表，一個(gè)表的數(shù)據(jù)也可分散于多個(gè)表空間，視具體情況而定。表空間，視具體情況而定。n在表空間的基礎(chǔ)上在表空間的基礎(chǔ)上, ,進(jìn)一步進(jìn)一步

31、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù), ,并且按并且按照實(shí)際需要和實(shí)現(xiàn)環(huán)境照實(shí)際需要和實(shí)現(xiàn)環(huán)境, ,考慮將數(shù)據(jù)庫(kù)配置在考慮將數(shù)據(jù)庫(kù)配置在一個(gè)獨(dú)立的物理節(jié)點(diǎn)上一個(gè)獨(dú)立的物理節(jié)點(diǎn)上, ,還是與應(yīng)用系統(tǒng)配置還是與應(yīng)用系統(tǒng)配置在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。8.5 網(wǎng)上書(shū)店的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)n基于基于UMLUML的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)一般分為的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)一般分為4 4個(gè)階段：個(gè)階段：業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)Use Case模型設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)：就是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的需求分析，：就是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的需求分析，使用用例圖等建立業(yè)務(wù)模型。使用用例圖等建立業(yè)務(wù)模型。邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)：主要是確定應(yīng)用系統(tǒng)所需要的持：主要是確定應(yīng)用系統(tǒng)所需要的持久數(shù)據(jù)。使用類(lèi)圖等建立數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型。如果是關(guān)久數(shù)據(jù)。使用類(lèi)圖等建立數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型。如果是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，則需要設(shè)計(jì)出表達(dá)持久數(shù)據(jù)的實(shí)體類(lèi)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，則需要設(shè)計(jì)出表達(dá)持久數(shù)據(jù)的實(shí)體