第7-3章第二階段概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

應(yīng)用要求1應(yīng)用要求2應(yīng)用要求n概念模式邏輯模式內(nèi)模式外模式1外模式2外模式n綜合轉(zhuǎn)換映象映象數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)需求分析的結(jié)果（數(shù)據(jù)流程圖與數(shù)據(jù)字典）難以一下子轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型，需要經(jīng)過(guò)概念數(shù)據(jù)模型過(guò)渡。概念數(shù)據(jù)模型按用戶的觀點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)建模，用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。它是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 和用戶之間交流的語(yǔ)言。主要特點(diǎn)如下：能真實(shí)充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型。易于理解，可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見(jiàn)。易于更改。易于向關(guān)系數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化。描述概念數(shù)據(jù)模型的有力工具是實(shí)體－聯(lián)系圖（E-R圖）。1

概念數(shù)據(jù)模型概念模型舉例：實(shí)體型：矩形屬性：橢圓聯(lián)系：菱形課程學(xué)生選修nm班級(jí)屬于n1學(xué)號(hào)學(xué)院專(zhuān)業(yè)班號(hào)成績(jī)課號(hào)課名學(xué)時(shí)1

概念數(shù)據(jù)模型概念數(shù)據(jù)模型中的主要概念實(shí)體實(shí)體即客觀存在、并可相互區(qū)別的事物，可以是人、事、物等，如：一個(gè)學(xué)生、一門(mén)課、一本書(shū)等。屬性屬性即實(shí)體具有的某一特性。一個(gè)實(shí)體可以由若干屬性來(lái)刻畫(huà)。如：學(xué)生實(shí)體可由學(xué)號(hào)、

、

、（02057001，等屬性組成：，男，19）碼唯一標(biāo)識(shí)實(shí)體的一個(gè)屬性或?qū)傩约?。例如：學(xué)生的學(xué)號(hào)可以標(biāo)識(shí)學(xué)生實(shí)體，故“學(xué)號(hào)”為碼。實(shí)體集同類(lèi)實(shí)體的集合。如全體學(xué)生構(gòu)成學(xué)生實(shí)體集，全部課程構(gòu)成課程實(shí)體集。1

概念數(shù)據(jù)模型5)

域即屬性的取值范圍。如““”屬性的域?yàn)椋小⑴睂傩缘挠驗(yàn)椋?~

100）實(shí)體型刻畫(huà)同類(lèi)實(shí)體所具有的特征和性質(zhì)的框架。表示：實(shí)體名（屬性1，屬性2，……）

如

：

學(xué)生（學(xué)號(hào)、

、

、

）聯(lián)系主要指不同實(shí)體集之間的聯(lián)系。1

概念數(shù)據(jù)模型注意：不管哪種聯(lián)系，都是根據(jù)客觀現(xiàn)實(shí)確定的，而不是人為加上去的。—.兩個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系1.

兩個(gè)實(shí)體集之間的一對(duì)一聯(lián)系（1：1）對(duì)實(shí)體集A中的每個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中至多有一個(gè)（也可以沒(méi)有）實(shí)體與之聯(lián)系，反之亦然。班級(jí)實(shí)體集班長(zhǎng)實(shí)體集班長(zhǎng)班級(jí)1負(fù)責(zé)12

實(shí)體集之間的聯(lián)系2.

兩個(gè)實(shí)體集之間的一對(duì)多聯(lián)系（1：n）對(duì)于實(shí)體集A中的每個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n>=0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中至多有一個(gè)實(shí)體與之聯(lián)系。一對(duì)一聯(lián)系是一對(duì)多聯(lián)系的特例。班級(jí)實(shí)體集學(xué)生實(shí)體集學(xué)生班級(jí)1包含n2

實(shí)體集之間的聯(lián)系3.

兩個(gè)實(shí)體集之間的多對(duì)多聯(lián)系（m:n）對(duì)于實(shí)體集A中的每個(gè)實(shí)體，實(shí)體集B中有n個(gè)實(shí)體（n>=0）與之聯(lián)系，反之，對(duì)于實(shí)體集B中的每個(gè)實(shí)體，實(shí)體集A中也有m個(gè)實(shí)體（m>=0）與之聯(lián)系。一對(duì)多聯(lián)系是多對(duì)多聯(lián)系的特例。學(xué)生實(shí)體集課程實(shí)體集課程學(xué)生n選修m2

實(shí)體集之間的聯(lián)系二.

三個(gè)實(shí)體集之間的聯(lián)系例：某公司物資采購(gòu)管理處：為全公司各項(xiàng)目采購(gòu)物資。每個(gè)供應(yīng)商可為多個(gè)項(xiàng)目供應(yīng)多種物品。

每個(gè)項(xiàng)目可使用多個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)的物品。每種物品可由不同的供應(yīng)商供給。（注意：在超市中，一種物品只由一個(gè)供應(yīng)商供給）項(xiàng)目供應(yīng)商p物品nm供應(yīng)2

實(shí)體集之間的聯(lián)系三.單個(gè)實(shí)體集間的聯(lián)系職工零配件安裝1

nn

m2

實(shí)體集之間的聯(lián)系例1：學(xué)生管理系統(tǒng)的E-R

圖如下：課程學(xué)生選修nm班級(jí)屬于n1學(xué)號(hào)學(xué)院專(zhuān)業(yè)班號(hào)成績(jī)課號(hào)課名學(xué)時(shí)3

概念模型實(shí)例學(xué)生管理概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化表示：先列出實(shí)體及屬性，在畫(huà)出實(shí)體之間的聯(lián)系。學(xué)生（學(xué)號(hào)，

，

，

）班級(jí)（班號(hào)，專(zhuān)業(yè)，院系）課程（課號(hào)，課名，學(xué)時(shí)）課程學(xué)生選修nm班級(jí)屬于n1成績(jī)3

概念模型實(shí)例第一步：應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象方法，確定實(shí)體、實(shí)體集、屬性等。所謂抽象是對(duì)實(shí)際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特征，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特征用各種概念精確地加以描述。三種常見(jiàn)的抽象：1)

分類(lèi)2)3)

概括4

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽象1：分類(lèi)首先明確各實(shí)體的含義，確定實(shí)體、實(shí)體集以及實(shí)體集的名稱。它抽象了對(duì)象值和型之間的“

is member

of

”的語(yǔ)義。如：“學(xué)生”類(lèi)型，“課程”類(lèi)型，“班級(jí)”類(lèi)型等。學(xué)生“

is

member

of

”……5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽象2：定義某一類(lèi)型的組成成分，即屬性。它抽象了對(duì)象類(lèi)型和成分之間“ispartof”的語(yǔ)義。學(xué)生學(xué)號(hào)班號(hào)is

part

of實(shí)體型屬

性5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)集聯(lián)系，它抽象了類(lèi)型之間的“is

subset

of”數(shù)據(jù)抽象3：概括定義類(lèi)型之間的一的語(yǔ)義。概括有一個(gè)很重要的的性質(zhì)：繼承性。子類(lèi)繼承超類(lèi)上定義的所有抽象。這樣，本科生、

就繼承了學(xué)生類(lèi)型的屬性。子類(lèi)也可以增加自己的特殊屬性。學(xué)生issubset

of超類(lèi)子類(lèi)本科生5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二步：確定實(shí)體集之間的聯(lián)系以及聯(lián)系的類(lèi)型。5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)際中，有些問(wèn)題中的部分實(shí)體與屬性不容易區(qū)分。此時(shí)，可按照下面原則處理。實(shí)體與屬性的劃分原則：能作為屬性對(duì)待的，盡量作為屬性對(duì)待。但實(shí)體與屬性在形式上沒(méi)有明確界限。劃分的準(zhǔn)則為：作為屬性，不能再具有需要描述的性質(zhì)。即屬性必須是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。屬性不能與其它實(shí)體有聯(lián)系。只有實(shí)體之間才有聯(lián)系。5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)班級(jí)例：在學(xué)生成績(jī)管理中，“學(xué)院”是作為“屬性”還是“實(shí)體”？（1）如果僅需說(shuō)明班級(jí)屬于哪個(gè)學(xué)院，則作為“屬性”看待。班號(hào) 學(xué)院

….班號(hào)學(xué)院…信管01會(huì)02電子01經(jīng)管經(jīng)管自動(dòng)化5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）如果還需對(duì)每一個(gè)“學(xué)院”做進(jìn)一步說(shuō)明，則將其作為實(shí)體。例如，如果還需說(shuō)明各學(xué)院的 、地址等，就應(yīng)將其作為實(shí)體：班號(hào)學(xué)院…信管01

經(jīng)管會(huì)02

經(jīng)管電子01

自動(dòng)化班級(jí)學(xué)院屬于n1班號(hào)學(xué)院名學(xué)院

….地址學(xué)院名地址經(jīng)管

62660208

金花教5樓自動(dòng)化

82312366

曲江教11樓5

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟數(shù)據(jù)流圖的特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)、抽象。當(dāng)涉及的內(nèi)容比較多時(shí)，數(shù)據(jù)流程圖會(huì)很復(fù)雜。此時(shí)，可采用“由粗到細(xì)，逐層細(xì)化”的方法，繪制多幅，形成一個(gè)具有層次結(jié)構(gòu)的圖的系列。第一層（1

幅）第二層（n

幅）第三層（m

幅）需求分析階段：自頂向下，從粗到細(xì)，形成一系列分層次的數(shù)據(jù)流程圖。（參見(jiàn)書(shū)p214實(shí)例）需求分析（自頂向下）需求1.1需求n.2需求1.2需求n.1需求1需求n需求分流程圖1分流程圖n6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般采用自底向上方法。這種方法在設(shè)計(jì)時(shí)分兩步：首先：針對(duì)子需求，設(shè)計(jì)局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)。然后：集成局部概念結(jié)構(gòu)，得到全局的概念結(jié)構(gòu)。子需求全局概念模式概念模式5概念模式6概念模式1概念模式2概念模式3概念模式4子需求子需求子需求6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟將所有的分E--R圖綜 一個(gè)系統(tǒng)的總E--R

圖。分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一階段:

合并。 解決各E--R圖之間的 ，將各分E—R圖合并。一般使用逐步合并的方法。第二階段：對(duì)初步E--R圖進(jìn)行修改和重構(gòu)，消除不必要的冗余，生成基本的E--R圖．6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（一）合并分E--R圖，生成初步E--R圖由于面向的問(wèn)題不同，設(shè)計(jì) 不同，分E--R圖之間可能會(huì)有

。

可能分為三類(lèi)1.

屬性指屬性值的類(lèi)型、取值范圍、取值集合以及取值單位的不同。如： 。有的用整數(shù)表示，有的用出生日期表示。如：醫(yī)院的藥品的規(guī)格、單位。藥庫(kù)、門(mén)診藥房、住院部藥房就互不相同．6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟２．命名可發(fā)生在實(shí)體、聯(lián)系或?qū)傩陨嫌型惲x、或異義同名等現(xiàn)象。３．結(jié)構(gòu)同一對(duì)象，有的E--R圖中當(dāng)作屬性處理，而有的當(dāng)作實(shí)體處理，或同一實(shí)體包括的屬性個(gè)數(shù)不同．或者實(shí)體間的聯(lián)系在不同的分E--R圖中的類(lèi)型不同。6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（二）消除不必要的冗余，設(shè)計(jì)基本E--R圖冗余的數(shù)據(jù)：可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)。冗余的聯(lián)系：可由其它聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。6

復(fù)雜數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟以設(shè)計(jì)

館借閱管理數(shù)據(jù)庫(kù)為例：第1步：確定實(shí)體、實(shí)體集、屬性、實(shí)體型、碼：讀者借書(shū)證號(hào)單位類(lèi)別讀者類(lèi)別類(lèi)別名最多借閱數(shù)量最長(zhǎng)借閱時(shí)間候選碼：借書(shū)證號(hào)候選碼：類(lèi)別名7

實(shí)例：館借閱管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)注意：1)在確定一個(gè)實(shí)體集的屬性時(shí)，與其它實(shí)體集相關(guān)聯(lián)的屬性可以不標(biāo)出。標(biāo)出也可以。2）實(shí)體集的碼不容易確定時(shí)，可以先用“ ”之類(lèi)的“通用屬性”標(biāo)出。等到邏輯設(shè)計(jì)階段再處理。學(xué)生學(xué)號(hào)家庭成員學(xué)號(hào)關(guān)系碼：學(xué)號(hào)碼：（學(xué)號(hào)，

）說(shuō)明：一個(gè)家庭成員作為一個(gè)實(shí)體。7

實(shí)例：館借閱管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)書(shū)種索引號(hào)標(biāo)準(zhǔn)書(shū)號(hào)書(shū)名作者時(shí)間價(jià)格開(kāi)本詞書(shū)條碼號(hào)索引號(hào)閱覽室狀態(tài)候選碼：索引號(hào)標(biāo)準(zhǔn)書(shū)號(hào)候選碼：條碼號(hào)7

實(shí)例：館借閱管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)閱覽室名稱位置負(fù)責(zé)人候選碼：名稱7

實(shí)例：館借閱管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)第2步：確定實(shí)體之間的聯(lián)系：讀者讀者類(lèi)別屬于n1書(shū)種書(shū)借閱屬于n1mnn屬于1閱覽室借書(shū)時(shí)間還書(shū)時(shí)間說(shuō)明：“借閱”聯(lián)系考慮了一個(gè)時(shí)間段。而不是某一個(gè)時(shí)刻。7

實(shí)例：館借閱管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)例2：某廠物資管理系統(tǒng)的概念模型（1）倉(cāng)庫(kù)（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，面積，

）物資（物資號(hào)，名稱，規(guī)格，單價(jià)，描述）職工（職工號(hào)，

，

，

）物資倉(cāng)庫(kù)1n職工工作n1庫(kù)存量1

n存放規(guī)則：一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可存放多種物資。一種物資只能在某個(gè)倉(cāng)庫(kù)中存放。7

實(shí)例：物資管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)例2：某廠物資管理系統(tǒng)的概念模型（2）倉(cāng)庫(kù)（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，面積，

）物資（物資號(hào)，名稱，規(guī)格，單價(jià)，描述）職工（職工號(hào)，

，

，

）物資倉(cāng)庫(kù)nm職工工作n1庫(kù)存量1

n存放規(guī)則：一個(gè)倉(cāng)庫(kù)可存放多種物資。一種物資可以在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中存放。7

實(shí)例：物資管理數(shù)據(jù)庫(kù)概念模型設(shè)計(jì)例2：某廠物資管理系統(tǒng)的概念模型（3）倉(cāng)庫(kù)（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，面積，

）物資（物資號(hào)，名稱，規(guī)格，單價(jià)，描述）供應(yīng)商（供應(yīng)商號(hào)，職工（職工號(hào)，

，，地址，

，帳號(hào)），

）物資倉(cāng)庫(kù)nm職工工作n1庫(kù)存量供應(yīng)供應(yīng)量供應(yīng)商1n1

n說(shuō)明：物資按供應(yīng)商分類(lèi)。不同供應(yīng)