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项目2 设计数据库
【能力目标】学会将现实世界的事物和特性抽象为信息世界的实体与关系。学会使用实体-联系（Entity Relationship，E-R）图描述实体、属性和实体间的关系。学会将E-R图转换为关系模型。能根据开发需求，将关系模型规范化到一定程度。对数据完整性有清晰的认识。【思政目标】坚定文化自信。深刻认识国产数据库跨越式发展的新机遇。软件国产化成为保护国家信息安全的重要手段，而数据库作为基础软件理应首当其冲成为国产化推进的主要领域之一。项目2 设计数据库【项目描述】设计学生信息管理系统的数据库，绘制E-R图，将E-R图转换成关系模型，指出各表的关键字。【项目分析】设计数据库是一个把现实世界抽象化，把信息世界数据化的过程。本项目以学生信息管理系统的xs数据库设计过程为例，介绍必要的数据库基础知识和数据库应用开发技术，使读者能够设计开发数据库应用系统。xs数据库贯穿全书，要求读者熟悉数据库中的3个表（XSDA、XSCJ、KCXX）以及它们之间的关系，初步了解数据库。项目2 设计数据库【思政导入】欲善其事，先利其器
现实世界中存在的客观事物数据化后才能在计算机中处理，不同状态的数据发挥的作用不同。在职场中我们做好自己的角色很重要，将自己的工作做到极致，才能体现出自身的价值来。
项目2 设计数据库
【任务设置】任务1附加与分离数据库认知数据库结构任务2现实世界数据化任务3转换成关系模型任务4认知关键字和数据完整性项目2 设计数据库【任务目标】学会将现实世界的事物和特性抽象为信息世界的实体与关系。学会使用实体-联系图（E-R图）描述实体、属性和实体间的关系。【任务分析】本任务以学生选课为具体应用，把学生选修课程抽象出来，绘制出E-R图，将现实世界的客观事物数据化。任务2 现实世界数据化项目2 设计数据库要将现实世界的信息放入计算机中进行存储和表示，首先需要对其进行数据化，然后根据现实需求进行存储和修改。1．数据数据（Data）是描述事物的符号记录，用类型和数值来表示。随着计算机技术的发展，数据的含义更加广泛了，不仅包括数字，还包含文字、图像、声音和视频等。在数据库技术中，数据是数据库中存储的基本对象。例如，学生的档案管理记录、货物的运输情况等都是数据。任务2-1 现实世界数据化的过程项目2 设计数据库2．数据处理数据处理是指将数据转换成信息的过程，是由人、计算机等组成的能进行信息的搜集、传递、存储、加工、维护、分析、计划、控制、决策和使用的系统。经过处理，信息被加工成特定形式的数据。任务2-1 现实世界数据化的过程项目2 设计数据库图2-6从数据到信息的转换过程2．数据处理数据处理是指将数据转换成信息的过程，是由人、计算机等组成的能进行信息的搜集、传递、存储、加工、维护、分析、计划、控制、决策和使用的系统。经过处理，信息被加工成特定形式的数据。3．数据库数据库（Database，DB）是指长期存储在计算机内、按一定的数据模型组织和存储、可共享的数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。任务2-1 现实世界数据化的过程项目2 设计数据库4．数据库管理系统数据库管理系统是一种数据管理软件，它使用户能够方便地定义数据和处理数据，并能够保证数据的安全性、完整性，以及多用户对数据的并发使用及发生故障后的数据恢复。其功能如下。（1）数据定义功能（2）数据处理功能（3）数据库运行管理功能（4）数据库的维护功能任务2-1 现实世界数据化的过程项目2 设计数据库图2-7 数据库管理系统在计算机层次结构中的地位5．数据库系统数据库系统（Database System，DBS）是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员、应用程序员（Application Programmer，AP）和用户构成，如图2-8所示。任务2-1 现实世界数据化的过程项目2 设计数据库图2-8数据库系统6．现实世界数据化过程将现实世界存在的客观事物进行数据化，要经历从现实世界到信息世界，再从信息世界到数据世界的过程。现实世界、信息世界和数据世界三者之间的关系如下。任务2-1 现实世界数据化的过程项目2 设计数据库数据库管理系统是按照一定的数据模型组织数据的。所谓的数据模型，是指数据结构、数据操作和完整性约束3个方面。这3个方面称为数据模型的三要素。1．数据结构2．数据操作3．完整性约束任务2-2 数据模型的概念项目2 设计数据库信息是对客观事物及其相互关系的表征，同时数据是信息的具体化、形象化，是表示信息的物理符号。在管理信息系统中，要对大量的数据进行处理，首先要弄清楚现实世界中事物及事物间的联系是怎样的，然后逐步分析、变换，得到系统可以处理的形式。因此对客观世界的认识、描述是一个逐步的过程，有层次之分，可将它们分成3个层次。1．现实世界2．信息世界3．数据世界任务2-3 概念模型项目2 设计数据库3个层次间的关系如图2-9所示。任务2-3 概念模型项目2 设计数据库图2-93个层次间的关系描述概念模型最常用的方法是E-R方法。这种方法简单、实用，它所使用的工具称为E-R图。E-R图中包括实体、属性和联系3种图素。实体用矩形框表示，属性用椭圆形框表示，联系用菱形框表示，框内填入相应的名称，实体与属性或者实体与联系之间用无向直线连接。多值属性用双椭圆形框表示，派生属性用椭圆形框表示。E-R图中使用的基本符号如图2-10所示。任务2-3 概念模型项目2 设计数据库图2-10 E-R图中使用的基本符号1．实体客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是具体的事物，也可以是抽象的事件。例如，学生、图书等属于实际具体事物，订货、借阅图书等活动是抽象的事件。2．实体集同一类实体的集合称为实体集。由于实体集中的实体较多，没有必要一一指出每一个属性，因此引入实体型。3．实体型任务2-3 概念模型项目2 设计数据库实体型是对同类实体的共有特征的抽象定义，用实体名及其属性名称集合来抽象和描述。例如，学生（学号，姓名，年龄，性别，成绩）是一个实体型。4．属性描述实体的特性称为属性。例如，学生实体用学号、姓名、性别、年龄等属性来描述。不同的实体用不同的属性区分。5．联系（1）一对一联系（1∶1）（2）一对多联系（1∶n）。（3）多对多联系（m∶n）任务2-3 概念模型项目2 设计数据库任务2-3 概念模型项目2 设计数据库图2-11 实体间的联系图2-12实体联系E-R图绘制正确的E-R图是确定关系的必要条件，首先进行需求分析，然后进行E-R图设计。1．需求分析设计数据库首先必须准确了解与分析用户需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步，需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际需求2．概念结构设计形成E-R图对于“学生信息管理系统”的需求，抽取出各实体及其所需属性并形成局部E-R图。学生实体E-R图如图2-13所示。课程实体E-R图如图2-14所示。任务2-4 绘制学生选修E-R图项目2 设计数据库任务2-3 概念模型项目2 设计数据库图2-14 课程实体E-R图图2-13 学生实体E-R图任务2-3 概念模型项目2 设计数据库图2-16 用户实体E-R图图2-15 成绩E-R图学生实体与课程实体之间的关系用成绩E-R图表示，如图2-15所示。用户实体E-R图如图2-16所示。对局部E-R图综合整理后，得到全局E-R图，如图2-17所示。任务2-3 概念模型项目2 设计数据库图2-17 全局E-R图

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