数据库逻辑结构设计阶段

我们在概要设计阶段解决了客户的需求，并绘制了 E-R图。逻辑结构设计的任务，就是把在概要结构设计阶段建立的基本 E-R 图，按选定的关系数据模型的原则转换成相应的数据库模型图。

本节将介绍如何将 E-R图转化为关系模型和数据库模型图，下一节我们介绍如何判断数据表结构设计是否规范。

关系数据库模式

用二维表的形式表示实体与实体间关系的数据模型称为关系模型。关系数据库模式是对关系数据库结构的描述，或者说是对关系数据库框架的描述。一个关系通常对应一张表。

一般情况下，我们把关系模式表示为 R(U) 或 R(A,B)。其中，R 表示关系名，U 表示属性集合，A、B 代表 U 中的属性。

将 E-R 图转换为关系模式的步骤如下。

1）把每个实体都转化为关系模式 R(A,B) 形式

以酒店管理系统为例，实体“客人”和“客房”分别可以使用关系模式表示如下。

• 客房（客房号，客房描述，客房类型，客房状态，床位数，入住人数，价格）。
• 客人（客人编号，客人姓名，身份证号，入住日期，结账日期，押金，总金额）。

2）建立实体间关系的转换

实体间的关系分成一对一、一对多、多对多三种，当两个实体各自转化为关系模式后，实体间关系的转换如下。

• 一对一的转换：把任意实体的主键放到另一个实体的关系模式中。
• 一对多的转换：把关系数量为 1 的实体的主键放到关系数量为 N 的实体关系模式中。
• 多对多的转换：把两个实体中的主键和关系的属性放到另一个关系模式中，会多生成一个关系模式。

酒店管理系统中客房与客人的关系为一对多关系，转换后的结果如下。

• 客房（客房号，客房描述，客房类型，客房状态，床位数，入住人数，价格）。
• 客人（客人编号，客人姓名，身份证号，入住日期，结账日期，押金，总金额，客房号)。

上述关系模式中含有下划线的属性代表主属性，在表中作为主键，加粗属性为外键。

数据库模型图

数据库模型图主要用来说明数据库有哪些表，表中有哪些属性以及表与表之间的关联关系。

将 E-R 图转化为数据库模型图主要执行以下 4 步：

1. 在 Visio 中新建数据库模型图
2. 添加实体，将 E-R图中各实体转化为对应的表
3. 将各属性转化为各表对应的列，定义字段名称、数据类型等
4. 添加实体之间的映射关系

添加实体之间的映射关系，具体步骤如下：

• 添加 GuestRecord（客人）实体和 Room（客房）实体。
• 为 GuestRecord 表添加外键约束列 RoomID（客房号），对应 Room 表中的 RoomID 列。

为了数据编码的兼容性，建议使用英文字段。为了直观可见，我们在英文括号内注明了对应的中文含义。下面将 E-R 图中的“客房”和“客人”两个实体转换为数据库模型图，如下图所示。

图中的 PK 表示表的主键列，FK 表示外键列。需要注意的是，表中的 ID 编号列只能用作主键或外键，否则该列没有实际含义。如客人表中的 GuestID 列，客房表中添加的 RoomID 列。

在数据库模型图中也可以很好的体现实体之间的映射关系。比如，客房和客人之间是一对多关系，对于一对多关系的两个实体，一般会各自转换为一张表，并且后者对应的表引用前者对应的表，即客人（GuestRecord）表中的客房号来自客房（Room）表中的客房号，它们之间应建立主键、外键关系，如上图所示。

一般来说，一对多关系是一个表中的主键对应另一个表中可重复字段，主键的值是不能重复的，而关联的字段是可以重复的，这样就会存在一个值对应一个值或者一个值对应多个值。在一对一关系中，一般是一个主键对应一个不可重复的字段，显然只能一个值对应一个值。

多对多映射关系也是比较常见的。要表示多对多关系，除了将多对多关系中的两个实体各自转换为表外，一般还会创建第三个表，称为连接表。它将多对多关系划分为两个一对多关系，并且将这两个表的主键都插入到第三个表中。

例如，订单表和产品表有多对多关系，这种关系通常通过与“订单明细”表建立两个一对多关系来定义。一个订单可以有多个产品，每个产品可以出现在多个订单中。关于这一点可以在以后的数据库设计实例中慢慢理解。