数据库逻辑结构设计是把概念结构设计的结果转换成具体数据模型所允许的结构，即适应于某种特定数据库管理信息系统所支持的逻辑模型，数据库逻辑设计依赖于逻辑数据模型和数据库管理信息系统。数据模型可以分为传统的数据模型、面向对象数据模型以及针对空间数据的特征而设计的空间数据模型等。

3.4.1 逻辑结构设计的任务和步骤

逻辑结构设计的任务是将全局概念结构转化为某个具体DBMS所支持的数据模型，并根据逻辑结构设计准则、数据的语义约束、规范化理论等对数据模型的结构进行适当的调整和优化，形成合理的全局逻辑结构，并设计出用户子模式。

逻辑结构设计的步骤主要有三步。第一，将概念模型转化为一般的数据模型; 第二，将一般的数据模型向特定的DBMS所支持的数据模型转换; 第三，对数据模型进行优化，产生全局逻辑结构，并设计出外部模式。如图3.13所示。

图3.13 逻辑结构设计示意图

3.4.2 E-R图向逻辑数据模型的转换

1. 转换原则

概念设计中得到的E-R图是由实体、属性和联系组成的，而关系数据库逻辑设计的结果是一组关系模式的集合。所以将E-R图转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转化为关系模式，这种转换一般遵循如下原则:

①一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性。实体的键就是关系的键。

②一个m∶ n联系转换为一个关系模式。与该联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系的属性。而关系的键为各实体键的组合。

③一个1∶ n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的键为n端实体的键。

④一个1∶ 1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的键均是该关系的候选键。如果与某一端对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系本身的属性。

⑤三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。与该多元联系相连的各实体的键以及联系本身的属性均转换为关系的属性。而关系的键为各实体键的组合。

⑥同一实体集的实体间的联系，即自联系，也可按上述1∶ 1、1∶ n和m∶ n三种情况分别处理。

⑦具有相同键的关系模式可合并。

为了进一步提高数据库应用系统的性能，通常以规范化理论为指导，还应该适当地修改、调整数据模型的结构，这就是数据模型的优化，确定数据依赖，消除冗余的联系。确定各关系模式分别属于第几范式，确定是否要对它们进行合并或分解。一般来说将关系分解为3NF的标准，即:

①表内的每一个值都只能被表达一次。

②表内的每一行都应该有唯一的标识(有唯一键)。

③表内不应该存储依赖于其他键的非键信息。

2. ER模型转换成关系模型的实例

(1)把每一个实体转换为一个关系

首先分析各实体的属性，从中确定其主键，然后分别用关系模式表示。例如，以城市地价与土地集约利用数据库的基本E-R图为例，七个实体分别转换成七个关系模式:

行政区划(编号，名称，建成区面积，地形条件，地貌条件，人口总数，人口密度，生产总值，地价区段数目)

土地级别(编号，名称，用地类型，土地面积，土地级别，样点总数)

地价区段(编号，名称，用地类型，土地面积，土地级别，区段描述，地块数目，样点总数)

地价样点(编号，名称，交易方式，交易地价，标准地价，调查日期)

工业用地转让样点(编号，转让方，受让方，转让时间，土地位置，土地开发程度，区域容积率，转让面积，转让年限，转让前用途，转让后用途，转让总价，单位面积地价，土地级别，备注)

工业房屋出租样点(编号，房屋位置，出租时间，出租人，租房人，租前用途，租后用途，房屋结构，房屋已用年限，建筑面积，土地面积，土地开发程度，容积率，年租金，土地级别，备注)(www.daowen.com)

住宅房屋出售样点(编号，房屋位置，开发时间，土地开发程度，房屋出售时间，房屋产权年限，房屋结构，各楼层用途，各楼层平均售价，小区建筑密度，小区容积率，土地级别，备注)

其中，有下画线者表示是主键。

(2)把每一个联系转换为关系模式

由联系转换得到的关系模式的属性集中，包含两个发生联系的实体中的主键以及联系本身的属性，其关系键的确定与联系的类型有关。

以城市地价与土地集约利用数据库的基本E-R图为例，其中联系也分别转换成相应关系模式，例如:

属于(地价样点编号，地价区段编号)

拥有(行政区划编号，地价区段编号)

(3)特殊情况的处理

三个或三个以上实体间的一个多元联系在转换为一个关系模式时，与该多元联系相连的各实体的主键及联系本身的属性均转换成为关系的属性，转换后所得到的关系的主键为各实体键的组合。

例如，表示地价样点、地价区段、行政区划的关系。

(4)转换结果

最终，得到转换后的逻辑数据模型见表3.5至表3.11。

①行政区划属性结构描述表(属性表代码: XZQH)。

表3.5 行政区划属性表结构表

②土地级别属性结构描述表(属性表代码: TDJB)。

表3.6 土地级别属性表结构表

③地价区段属性结构描述表(属性表代码: DJQD)。

表3.7 地价区段属性表结构

④地价样点属性结构描述表(主表)(属性表代码: DJYD)。

表3.8 地价样点属性表结构表

⑤工业用地转让样点属性结构描述表(子表)(属性表代码: GDZR)。

表3.9 工业用地转让样点属性表结构表

续表

⑥工业房屋出租样点属性结构描述表(子表)(属性表代码: GFCZ)。

表3.10 工业房屋出租样点属性表结构表

⑦住宅房屋出售样点属性结构描述表(子表)(属性表代码: ZFCS)。

表3.11 住宅房屋出售样点属性表结构表