数据模型到数据库设计的转换

# 数据模型到数据库设计的转换 ## 1. 弱非ID依赖实体的关系 在数据模型中，强实体与弱但非ID依赖实体之间的关系，和两个强实体之间的关系表现一致，属于非标识关系，且由最大基数来表征。此前关于强实体间1:1、1:N和N:M关系的讨论，同样适用于强实体与弱非ID依赖实体间的关系。 以CLASS和SECTION为例，下面展示了从数据模型到数据库设计的转换： | 数据模型 | 数据库设计 | | --- | --- | | CLASS：ClassName, NumberHours, Description <br> SECTION：ClassName, SectionNumber, ClassDays, Time, Professor | CLASS：ClassName, NumberHours, Description <br> SECTION：ClassName (FK), SectionNumber, ClassDays, Time, Professor | 当ID依赖实体的父实体标识符被替代键替换时，会产生一些问题。例如，BUILDING和APARTMENT，APARTMENT的标识符是公寓号和建筑标识符的组合。若BUILDING的标识符为(Street, City, State/Province, Country)，那么APARTMENT的标识符就是(Street, City, State/Province, Country, ApartmentNumber)。可以用替代键BuildingID替换BUILDING的长标识符，但此时APARTMENT的键变为(BuildingID, ApartmentNumber)，这个组合对用户来说没有实际意义。为改进设计，当用替代键替换ID依赖实体的父实体标识符时，应将ID依赖实体的标识符也替换为其自身的替代键，得到的表将是弱但非ID依赖的。 ## 2. 混合实体设计中的关系 混合实体模式的设计是强实体和ID依赖实体设计的组合。以员工和技能为例，EMPLOYEE_SKILL依赖于EMPLOYEE，但与SKILL是非标识关系。 ### 数据模型 - EMPLOYEE：EmployeeNumber, EmployeeName, Phone, EmailAddress, HireDate, ReviewDate, EmpCode - SKILL：SkillName, Description, SalaryRange - EMPLOYEE_SKILL：EmployeeNumber, SkillNumber, ProficiencyLevel, CourseTaken ### 数据库设计 - EMPLOYEE：EmployeeNumber, EmployeeName, Phone, EmailAddress, HireDate, ReviewDate, EmpCode - SKILL：SkillName, Description, SalaryRange - EMPLOYEE_SKILL：EmployeeNumber (FK), SkillNumber, ProficiencyLevel, CourseTaken, SkillName (FK) 在这个设计中，EmployeeNumber既是EMPLOYEE_SKILL主键的一部分，也是指向EMPLOYEE的外键；SKILL和EMPLOYEE_SKILL之间的1:N非标识关系通过将SKILL的键SkillName放在EMPLOYEE_SKILL中来表示，且EMPLOYEE_SKILL.SkillName是外键但不是主键的一部分。 转换SALES_ORDER数据模型时，ID依赖表ORDER_LINE_ITEM的SalesOrderNumber既是主键的一部分，也是外键，ItemNumber只是外键。 ### 总结 所有HAS - A关系的设计转换过程可以总结为“将父实体的主键作为外键放在子实体中”： - 对于强实体的1:1关系，任何一个实体都可以作为父实体，外键可以放在任意一个表中。 - 对于1:N关系，父实体的主键作为外键放在子实体中。 - 对于N:M关系，通过定义一个交叉表将模型分解为两个1:N关系，并将父实体的主键作为外键放在子实体中。 - 对于标识关系，父实体的主键已经在子实体中，无需额外操作。 - 对于混合关系，在标识侧，父实体的主键已经在子实体中；在非标识侧，将父实体的主键放在子实体中。 ## 3. 超类型和子类型实体之间的关系 超类型实体与其子类型之间的关系也称为IS - A关系，因为子类型和其超类型是同一底层实体的不同表示。例如，MANAGER（子类型）是EMPLOYEE（超类型），SALESCLERK（子类型）也是EMPLOYEE（超类型）。所以，所有子类型表的键与超类型表的键相同。 以STUDENT的两个子类型UNDERGRADUATE和GRADUATE为例： ### 数据模型 - STUDENT：StudentID, LastName, FirstName, isGradStudent - UNDERGRADUATE：StudentID, HighSchoolGPA, ScoreOnSAT - GRADUATE：StudentID, UndergraduateGPA, ScoreOnGMAT ### 数据库设计 - STUDENT：StudentID, LastName, FirstName, isGradStudent - UNDERGRADUATE：StudentID (FK), HighSchoolGPA, ScoreOnSAT - GRADUATE：StudentID (FK), UndergraduateGPA, ScoreOnGMAT 需要注意的是，区分属性（如isGradStudent）在关系设计中无法表示，只能在设计文档中注明其用于确定子类型，应用程序需要编写代码来使用该属性确定特定STUDENT所属的子类型。 ## 4. 递归关系 递归关系的表示是表示强实体间关系技术的扩展，虽然初次理解可能有难度，但涉及的原理是已经学过的。 ### 4.1 1:1递归关系 以1:1递归的BOXCAR关系为例，为表示该关系，在BOXCAR中创建一个外键，包含后面车厢的标识符。由于是1:1关系，将外键定义为唯一（这里显示为备用键），以确保一个车厢最多只有一个后面的车厢。 ```mermaid graph LR A[BOXCAR] -->|BoxCarNumberBehind (FK)| A ``` ### 4.2 1:N递