数据库实验指导书

数据库原理及应用实验

指导书

编制人：帅

机电学院工业工程系

一、实验简介

ERwin用来建立实体-关系（E-R）模型，是关系数据库应用开发的优秀工具。ERwin主要建立数据库的概念模型和物理模型。它用图形化的方式，描述出实体、联系及实体的属性。提供建造逻辑模型能力，帮助用户区分哪些是概念上的数据库设计，而哪些又是物理上的数据库设计。

二、实验容

选择一：建立学生选课系统，可以根据以下几点关系进行建模。

●学生老师都有居住地址，学生住在某公寓某寝室，老师住某栋楼的某房

间

●学生老师都可以用

●学生有学号，和性别，可以属于某单位

●老师属于教研室，教研室上面可能有上级单位，上级单位可能有更上级

单位

●老师有职称，在授课地点和授课时间上课教学生

●学生可以选课，选课时注意上课课时，学期末考试取得成绩和相应的学

分。

选择二：建立大学教材书库管理系统，可以根据以下几点关系进行建模。

●每本教材、书籍都有它的基本信息

●不同类型的书籍要分类管理

●书籍在购买时会了解订书单位和供书单位的基本信息，进行订书、售书、

采购等活动

●在图书管理过程中需要建立库房，了解书籍的进、出情况

●每个管理系统都应有管理员。

三、实验目的

1、构造实验容中各种实体和联系。

2、表达实体间的各种约束关系。

3、熟悉ERwin软件及建模过程。

4、了解SQL语句的基本语法。

四、主要仪器设备

计算机、ERwin软件、Viso

五、实验原理

ERwin数据建模主要有两种方法IDEF1X和IE: information engineering，其中IDEF1X是关系数据库的设计方法。

IDEF1X模型的基本结构为：

1)实体（如人、地点、概念、事件等）用方框表示；

2)实体之间的关系（联系），用放框之间的连线表示；

3)实体的属性，用方框的属性名称来表示。

（一）实体

对于关系数据库，表是关系数据库的基本组成部分。表被用于组织和存储信息，表由字段和数据行所组成。每一行包含一组被称为实例的事实。在关系数据库中，所有的数据值必须是原子的，也就是说，表中的每一个单元只能包含不可再分的事实。数据库中表之间也可以存在关系，每一个关系代表两表之间共享着一个或多个字段。

正如表和字段组成了关系数据库的物理模型一样，一个实体-关系图（以及所有逻辑数据模型）也包含等价的部分。表的逻辑等价物是实体，字段的逻辑等价物是属性。

在关系术语中，依靠外键属性唯一标识的子实体称为依赖实体，依赖实体用圆角矩形表示。不依赖于模型中任何其它实体，就能唯一确定实体中每个实例的实体称为独立实体，独立实体用直角矩形。

（二）属性

属性是用来分辨或说明实体的性质与特征，是数据真正处理的值。

在数据模型的每一个实体中，都有一条水平线将所有属性分成了两个部分—键区域和非键区域。在横线上面的为键区域，横线下面的为非键区域或数据区域。

主键（Primary Key,PK），实体中所有候选键中被指定为最优先或最常用来唯一标识每个实例的某个属性或一组属性。

被选为主键的属性或属性组必须具备以下特征。

●唯一标识一个实例。

●永远不包含空值。

●始终不改变。一个实例通过主键进行标识，如果主键发生变化，就代表

不同的实例。

●为了便于索引和查询，主键应尽可能短。如果所选择的主键包含来自于

其它实体的主键，那么这样的主键被称为复合主键。这时应当确保主键

的每个部分都符合上面的规则。

外键（FOREIGN KEY(FK)），是在父实体中定义的主键通过关系从父实体迁移到子实体当中来的属性或属性组，称为外键。

角色名(Rolename)，是外键属性的新名字，角色名定义一个新属性，它用来描述由关系体现的业务述。

（三）关系

关系代表实体之间的连接，关系在图中用“动词”表示实体之间是如何相关的。两实体间关联性的表示分为一对多关系（标识关系和非标识关系）、多对多关系。

1)一对多关系（标识关系和非标识关系）

标识关系（Identifying Relationship），当一个外键从父实体迁移到子实体的主键区域，那么在两个实体之间就形成了一个标识关系（当然，子实体也就成了依赖实体）。实体间用一条实线表示标识关系，并且在实线靠近子实体的那一端还有一个黑点。

非标识关系( Non-Identifying Relationship)，非标识关系也是连接父实体和子实体，用非标识关系连接两个实体时，外键将被迁移到子实体的非主键区域中。用一条虚线表示非标识关系。

2)多对多关系

两个实体之间的非确定关系，通常称为多对多关系。它用来表示第一个实体的一个实例与第二个实体的多个实例有关系，相反，第二个实体中的一个实例又与第一个实体中的多个实例存在联系。多对多关系用实线，两端都是圆点来表示。被称为不确定关系(non-specific relationship )。

（四）参照完整性

描述当父实体主键被删除时所采取的动作被称为参照完整性。在参照完整性中可选的动作有级联、限制、置成空值、置成默认值等。

●级联。每当父实体的实例被删除，在子实体中每一个相关的实例都必须

被删除。

●限制。如果在子实体中存在一个或多个相关实例，对父实体的实例的删

除动作将被禁止。或者，如果在父实体中存在相关实例，对子实体的实

例的删除将被禁止。

●置成空值。每当父实体的实例被删除，在子实体中每一个相关实例的外

键属性将被置成空值。

●置成默认值。每当父实体的实例被删除，在子实体中每一个相关实例的

外键属性将被置成默认值。

●<无>。不采取任何参照完整性动作。并不是每一个动作都必须有一个相

关的参照完整性规则。

参照完整性选项：

可为每一个关系定义以下6种可能的动作；

●PARENT INSERT

●PARENT UPDATE

●PARENT DELETE

●CHILD INSERT

●CHILD UPDATE

●CHILD DELETE

例如：在实体一端的“D:C”符号，前一个字母表示数据库的动作：I(INSERT)、U(UPDATE)、D(DELETE)；第二个字母表示参照完整性选项：

C(CASCADE)、R(RESTRICT)、SN(SET NULL)、SD(SET DEFAULT)。（五）双向工程

正向工程是指从数据模型生成物理数据库模式的过程。

反向工程是指从一个现有的数据库系统中创建数据模型。

六、实验步骤

1、了解ERwin的菜单和工具条

2、创建实体-关系图

（1）新建模型

启动Erwin后，出现的启动对话框，选择“Create a new model”，单击OK按钮创建一个新的模型。

在新建模型对话框中，选择“Logical/Physical”选项，表示将要创建的新模型包含逻辑和物理两层模型，保持其他选项为默认设置即可。单击“OK”按钮，创建新模型。

在主菜单中选择“Model”→“Model Properties”，打开模型对话框，选择“General”选项卡，在模型名称区域输入名称。单击“Notation”选项卡，选择要使用的建模语言符号，本实验选择IDEF1X语言符号。

（2）创建实体

首先确认已经工作在逻辑模型中，并在工具条中选择Entity-level；其次用鼠标在工具条上选择Entity工具，然后单击绘图区域的空白处；直接输入实体的名称“客户”，同时可以对实体名称进行修改；重复上面的工作建立其他实体。