数据库设计需求分析概念结构设计学习教案.pptx

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1、数据库设计数据库设计(shj)需求分析概念结构设需求分析概念结构设计计(shj)第一页，共120页。按照应用的要求、工作环境要求，在DBMS支持下，对其结构（数据）设计和行为（处理）设计，从而设计出一个结构合理、使用方便、效率(xio l)较高的数据库及其应用系统。数据库设计(shj)目标第1页/共120页第二页，共120页。数据库设计(shj)的内容数据库结构设计(静态)1）逻辑数据库设计局部逻辑结构全局逻辑结构2）物理数据库设计存储结构数据库行为(xngwi)设计(动态)1）数据的装载2）应用程序设计第2页/共120页第三页，共120页。参加(cnji)设计的人员1.数据库分析设计人员数据

2、库设计的核心人员自始至终参与数据库设计其水平决定了数据库系统的质量2.用户在数据库设计中也是举足轻重的主要参加需求(xqi)分析和数据库的运行维护用户积极参与带来的好处加速数据库设计提高数据库设计的质量第3页/共120页第四页，共120页。3.程序员在系统实施阶段参与进来，负责编制程序4.操作员在系统实施阶段参与进来，准备(zhnbi)软硬件环境参加(cnji)设计的人员（续）第4页/共120页第五页，共120页。数据库分析设计(shj)人员应具备的知识计算机技术(jsh)数据库技术(jsh)软件工程知识应用领域的知识第5页/共120页第六页，共120页。数据库设计的过程(guchng)(六个

3、阶段)需求分析阶段 概念结构(jigu)设计阶段 逻辑结构(jigu)设计阶段 数据库物理设计阶段 数据库实施阶段 数据库运行和维护阶段设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复。第6页/共120页第七页，共120页。需求分析阶段综合各个用户的应用需求，是整个设计过程的基础需求分析做的不好，可能会导致整个数据库设计失败 概念结构设计阶段是整个数据库设计的关键通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体(jt)DBMS的概念模型 逻辑结构设计阶段将概念结构转换成具体(jt)的数据库产品支持的数据模型，并对其模型进行优化，形成数据库逻辑模式。根据用户处理的要求、安全性考虑，

4、在基本表上建立必要的视图，形成数据的外模式第7页/共120页第八页，共120页。数据库物理设计阶段为逻辑数据模型选取合适的物理结构。根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式(msh)。数据库实施阶段运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库编制与调试应用程序组织数据入库并进行试运行 数据库运行和维护阶段正式运行，并不断对其进行评价、调整和修改。第8页/共120页第九页，共120页。分析系统(xtng)需求设计概念结构设计逻辑结构优化数据模型决策评价决策评价设计物理结构决策评价实施数据库使用维护数据库6、数据库运行(ynx

5、ng)和维护阶段5、数据库实施(shsh)阶段4、数据库物理结构设计阶段3、逻辑结构设计阶段1、系统需求分析阶段2、概念结构设计阶段数数据据库库设设计计步步骤骤第9页/共120页第十页，共120页。设计设计阶段阶段设设 计计 描描 述述数数 据据处处 理理需求需求分析分析数据字典、全系统中数据项、数据字典、全系统中数据项、数据流、数据存储的描述数据流、数据存储的描述数据流图和判定表（判定树）、数据字典中处数据流图和判定表（判定树）、数据字典中处理过程的描述理过程的描述逻辑逻辑结构结构设计设计概念模型（概念模型（E-RE-R图）图）数据字典数据字典系统说明书包括：系统说明书包括：新系统要求、新系

6、统要求、方案和概图方案和概图反映新系统信息反映新系统信息 流的数据流图流的数据流图概念概念结构结构设计设计某种数据模型某种数据模型 关系关系 非关系非关系系统结构图系统结构图（模块结构）（模块结构）物理物理设计设计存储安排存储安排方法选择方法选择存取路径建立存取路径建立模块设计模块设计IPOIPO表表实施实施阶段阶段编写模式编写模式装入数据装入数据数据库试运行数据库试运行程序编码、程序编码、编译联结、编译联结、测试测试运行运行维护维护性能监测、转储性能监测、转储/恢复恢复数据库重组和重构数据库重组和重构新旧系统转换、运行、维护（修正性、适应性、新旧系统转换、运行、维护（修正性、适应性、改善性维

7、护）改善性维护）CreatLoadIPO表输入：输出：处理：分区1分区2Main()ifthenend第10页/共120页第十一页，共120页。4.2 需求(xqi)分析需求分析就是分析用户的需要与要求(yoqi)需求分析是设计数据库的起点需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求(yoqi)，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用第11页/共120页第十二页，共120页。4.2.1 需求分析(fnx)的任务 需求分析的任务(rn wu)需求分析的重点 需求分析的难点第12页/共120页第十三页，共120页。需求(xqi)分析的任务通过详细调查现实世界要处理的对象（组

8、织、部门、企业等），充分了解(lioji)原系统（手工系统或计算机系统）工作概况，明确用户的各种需求在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库第13页/共120页第十四页，共120页。需求分析(fnx)的重点需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。信息要求信息要求用户需要从数据库中获得信息的内容与性质用户需要从数据库中获得信息的内容与性质由信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需存储哪些由信息要求

9、可以导出数据要求，即在数据库中需存储哪些数据数据处理要求处理要求对处理功能的要求对处理功能的要求对处理的响应时间的要求对处理的响应时间的要求对处理方式的要求对处理方式的要求(批处理批处理/联机处理联机处理)新系统的功能必须新系统的功能必须(bx)(bx)能够满足用户的信息要求、处理能够满足用户的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。要求、安全性与完整性要求。第14页/共120页第十五页，共120页。需求分析(fnx)的难点确定用户最终需求的难点用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算机究竟能为自己做什么，不能做什么，因此无法一下子准确地表达自己的需求，他们所提出的需求往往不断地变化。设计人员缺

10、少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至(shnzh)误解用户的需求。新的硬件、软件技术的出现也会使需求发生变化。第15页/共120页第十六页，共120页。需求(xqi)分析的难点(续)解决方法设计人员必须采用有效的方法，与用户不断深入地进行交流，才能逐步得以确定用户的实际(shj)需求第16页/共120页第十七页，共120页。4.2.2 需求(xqi)分析的方法 调查清楚用户的实际需求并进行初步分析 与用户达成共识(n sh)进一步分析与表达这些需求第17页/共120页第十八页，共120页。1)调查组织机构情况(1)该组织由哪些部门组成(2)各部门的职责和任务2)调查各部门的业务活动情

11、况(1)各部门输入输出的数据和格式(2)所需的表格和卡片(3)如何(rh)加工处理这些数据(4)输入输出的部门 调查与初步(chb)分析用户需求第18页/共120页第十九页，共120页。3)协助用户明确对新系统的各种需求(1)信息(xnx)要求(2)处理要求(3)安全性要求(4)完整性要求4)确定新系统的边界(1)哪些功能由计算机完成(2)哪些活动由人工完成第19页/共120页第二十页，共120页。5)分析系统功能(1)系统应具有哪些功能，完成哪些任务(2)设计人员和用户协商、确定、备案(3)尽量满足用户的要求(4)不要随便承诺(chngnu)用户不合理或无法实现的要求(5)注意功能与条件的谐

12、调第20页/共120页第二十一页，共120页。6)分析系统数据(1)需要存储哪些数据1.实体集2.实体的属性(shxng)集3.实体集间的联系(2)数据是否有矛盾1.基本数据2.导出数据(3)用户对数据的处理要求1.完成什么样的处理2.响应时间3.安全性要求4.完整性要求(4)绘制数据流程图(5)编制数据字典第21页/共120页第二十二页，共120页。7)编写系统分析报告(1)提交用户的决策部门审核(2)报告内容1.系统概况2.系统功能说明3.设计阶段划分4.可行性分析5.系统软硬件环境要求(1)计算机配置；(2)操作系统；(3)汉字平台(4)数据库管理系统；(5)网络(wnglu)环境6.结

13、构图表(1)组织机构图；(2)组织间联系图；(3)各机构功能业务图7.数据图表(1)数据流程图；(2)功能模块图；(3)数据字典第22页/共120页第二十三页，共120页。8)后续工作(1)组织(zzh)专家评估报告(2)项目双方签字(3)签订协议书第23页/共120页第二十四页，共120页。常用调查(dio ch)方法做需求调查时，往往需要同时采用(ciyng)多种方法无论使用何种调查方法，都必须有用户的积极参与和配合设计人员应该和用户取得共同的语言，帮助不熟悉计算机的用户建立数据库环境下的共同概念，并对设计工作的最后结果共同承担责任第24页/共120页第二十五页，共120页。常用调查(di

14、o ch)方法 跟班(gnbn)作业通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况能比较准确地理解用户的需求，但比较耗时 开调查会通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求 请专人介绍第25页/共120页第二十六页，共120页。常用调查(dio ch)方法（续）询问对某些调查中的问题，可以找专人询问 设计调查表请用户填写如果调查表设计合理，则很有效(yuxio)，且易于为用户接受 查阅记录查阅与原系统有关的数据记录第26页/共120页第二十七页，共120页。进一步分析(fnx)和表达用户需求结构化分析方法SA方法，Structured Analysis是从最上层的系统组织机构入手，采用自顶向下，逐层分

15、解的方式分析系统，并用数据(shj)流图和数据(shj)字典描述系统。第27页/共120页第二十八页，共120页。1首先把任何(rnh)一个系统都抽象为：数据流数据流数据流数据流数据存储数据存储信息要求信息要求数据来源数据来源处理处理数据输出数据输出处理要求处理要求第28页/共120页第二十九页，共120页。2分解处理功能和数据（1）分解处理功能将处理功能的具体内容分解为若干子功能，再将每个子功能继续分解，直到把系统的工作过程表达清楚为止。（2）分解数据在处理功能逐步分解的同时，其所用的数据也逐级分解，形成若干层次的数据流图 数据流图表达了数据和处理过程的关系（3）表达方法 处理过程：用判定表

16、或判定树来描述 数据：用数据字典(zdin)来描述3将分析结果再次提交给用户，征得认可第29页/共120页第三十页，共120页。补充补充(bchng)(bchng)：数据流程图：数据流程图数据流图(DFD,Data Flow Diagram)是描述数据在系统中流动和变换的过程，表达了数据和处理过程的关系从数据传递和加工的角度，以图形的方式刻画数据流从输入到输出的移动变换过程是系统分析人员与用户(yngh)进行交流的手段和系统设计的主要依据之一第30页/共120页第三十一页，共120页。数据(shj)流程图基本组成1）外部项（外部实体）描述系统的数据来源和去向的各种实体或工作环节。2）数据处理逻

17、辑描述系统对信息进行处理的逻辑功能。3）数据存储逻辑意义(yy)上的数据存储环节。4）数据流是描述系统信息处理功能有关的各种信息的载体，是各个加工环节进行处理和输出的数据集合。第31页/共120页第三十二页，共120页。数据(shj)流程图绘制方法第32页/共120页第三十三页，共120页。数据流表示数据的流动情况；加工（进程）表示对数据的加工处理过程，它的名字应能简明扼要地表明所完成的是什么加工；数据存贮在数据流图中起着保存数据的作用，指向数据存贮的数据流可以理解为写数据，从数据存贮引出的数据流可以理解为读数据，双向数据流可以理解为修改(xigi)数据；数据源点或终点，表示图中出现数据的始发

18、点或终止点，它在图中的出现仅仅是一种符号，并不需要以软件的形式进行设计和实现。第33页/共120页第三十四页，共120页。第34页/共120页第三十五页，共120页。实例(shl)：开发一个学校管理系统1可行性分析和初步需求调查抽象出该系统最高层数据流图，该系统由教师管理子系统、学生管理子系统、后勤管理子系统组成，每个子系统分别配备一个开发小组。2进一步细化各个子系统其中学生管理子系统开发小组通过进行(jnxng)进一步的需求调查，明确了该子系统的主要功能是进行(jnxng)学籍管理和课程管理，包括学生报到、入学、毕业的管理，学生上课情况的管理。第35页/共120页第三十六页，共120页。4.

19、2.3 数据(shj)字典 数据(shj)字典的用途 数据(shj)字典的内容第36页/共120页第三十七页，共120页。数据字典(zdin)的用途数据字典是各类数据描述的集合数据字典是进行详细(xingx)的数据收集和数据分析所获得的主要结果数据字典在数据库设计中占有很重要的地位第37页/共120页第三十八页，共120页。数据字典(zdin)的内容数据字典的内容数据项数据结构数据流数据存储处理过程数据项是数据的最小组成单位若干个数据项可以(ky)组成一个数据结构数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。第38页/共120页第三十九页，共120页。数据项数据(shj

20、)项是不可再分的数据(shj)单位对数据(shj)项的描述数据(shj)项描述数据(shj)项名，数据(shj)项含义说明，别名，数据(shj)类型，长度，取值范围，取值含义，与其他数据(shj)项的逻辑关系取值范围、与其他数据(shj)项的逻辑关系定义了数据(shj)的完整性约束条件第39页/共120页第四十页，共120页。数据结构(sh j ji u)数据结构反映了数据之间的组合(zh)关系。一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成。对数据结构的描述数据结构描述数据结构名，含义说明，组成:数据项或数据结构第40页/共120页第四十一

21、页，共120页。数据流数据流是数据结构在系统内传输的路径。对数据流的描述数据流描述数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成:数据结构，平均流量，高峰期流量数据流来源是说明该数据流来自哪个过程数据流去向是说明该数据流将到哪个过程去平均流量是指在单位时间里的传输次数高峰期流量则是指在高峰时期(shq)的数据流量第41页/共120页第四十二页，共120页。数据(shj)存储数据存储是数据结构停留或保存(bocn)的地方，也是数据流的来源和去向之一。对数据存储的描述：数据存储描述数据存储名，说明，编号，流入的数据流，流出的数据流，组成:数据结构，数据量，存取方式流入的数据流：指出数据来源流出的数据

22、流：指出数据去向数据量：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存取几次等信息存取方法：批处理/联机处理；检索/更新；顺序检索/随机检索第42页/共120页第四十三页，共120页。处理过程处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要(xyo)描述处理过程的说明性信息处理过程说明性信息的描述处理过程描述处理过程名，说明，输入:数据流，输出:数据流，处理:简要说明第43页/共120页第四十四页，共120页。处理过程（续）简要说明：主要说明该处理(chl)过程的功能及处理(chl)要求功能：该处理(chl)过程用来做什么处理(chl)要求：处理(chl)频度要求（如单位时间里

23、处理(chl)多少事务，多少数据量）；响应时间要求等处理(chl)要求是后面物理设计的输入及性能评价的标准第44页/共120页第四十五页，共120页。数据字典是关于数据库中数据的描述，即元数据，而不是数据本身。数据本身将存放在物理数据库中，由数据库管理系统管理。数据字典有助于这些数据的进一步管理和控制，为设计人员和数据库管理员在数据库设计、实现和运行(ynxng)阶段控制有关数据提供依据。小结(xioji)第45页/共120页第四十六页，共120页。例：数据项学生学籍管理子系统的数据(shj)字典。数据(shj)项，以“学号”为例：数据项：学号含义说明：唯一标识每个学生别名：学生编号类型：字符

24、型长度：8取值范围：00000000至99999999取值含义：前两位标别该学生所在年级，后六位按顺序编号与其他数据项的逻辑关系：第46页/共120页第四十七页，共120页。例：数据结构(sh j ji u)以“学生(xu sheng)”为例“学生(xu sheng)”是该系统中的一个核心数据结构：数据结构：学生含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结构，定义了一个学生的有关信息组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级第47页/共120页第四十八页，共120页。例：数据流数据流“体检结果”可如下(rxi)描述：数据流：体检结果说明：学生参加体格检查的最终结果数据流来源：体检数据流去向：批准组成

25、：平均流量：高峰期流量：第48页/共120页第四十九页，共120页。例：数据(shj)存储数据存储“学生(xu sheng)登记表”可如下描述数据存储：学生登记表说明：记录学生的基本情况流入数据流：流出数据流：组成：数据量：每年3000张存取方式：随机存取第49页/共120页第五十页，共120页。例：处理过程处理过程“分配宿舍”可如下(rxi)描述处理过程：分配宿舍说明：为所有新生分配学生宿舍输入：学生，宿舍，输出：宿舍安排处理：在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。要求同一间宿舍只能安排同一性别的学生，同一个学生只能安排在一个宿舍中。每个学生的居住面积不小于3平方米。安排新生宿舍其处理时间应

26、不超过15分钟。第50页/共120页第五十一页，共120页。需求(xqi)分析阶段小结把需求收集和分析作为数据库设计的第一阶段是十分重要的。这一阶段收集到的基础数据（用数据字典来表达(biod)）和一组数据流程图是下一步进行概念设计的基础。特别强调：收集将来应用所涉及的数据，设计者应充分考虑到可能的扩充和改变，使设计易于更改，系统易于扩充。强调用户的参与，这是数据库应用系统设计的特点。第51页/共120页第五十二页，共120页。概念概念设计设计阶段阶段需求分析阶段需求分析阶段熟悉(shx)业务活动明确(mngqu)用户需求确定(qudng)系统边界分析系统功能分析系统数据编写分析报告调查机构情

27、况数据数据字典字典DD数据数据流程图流程图DFD数据库数据库设计人员设计人员用户用户第52页/共120页第五十三页，共120页。4.3 概念(ginin)结构设计什么是概念结构设计需求(xqi)分析阶段描述的用户应用需求(xqi)是现实世界的具体需求(xqi)将需求(xqi)分析得到的用户需求(xqi)抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。概念结构设计是整个数据库设计的关键第53页/共120页第五十四页，共120页。现实世界现实世界机器世界机器世界信息世界信息世界需求分析需求分析概念结构设计概念结构设计描

28、述概念模型的工具(gngj)：E-R模型第54页/共120页第五十五页，共120页。概念(ginin)结构设计的特点l l（1）能真实、充分地反映(fnyng)现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。l l（2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。l l（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。l l（4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。第55页/共120页第五十六页，共120页。4.3.1 4.3.1 概念概念(ginin)(ginin)结构设计的

29、方法与步骤结构设计的方法与步骤设计概念结构的四类方法自顶向下首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化自底向上首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构逐步扩张首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至(zhzh)总体概念结构混合策略将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。第56页/共120页第五十七页，共120页。常用策略自顶向下地进行需求分析自底向上地设计概念结构自底向上设计概念结构的步骤第1步：抽象数据(shj)并设计局部视图第2步：集成局部视

30、图，得到全局概念结构第57页/共120页第五十八页，共120页。逻辑逻辑设计设计阶段阶段概念设计阶段概念设计阶段合并取消(qxio)冲突修改(xigi)重构消除冗余数据数据(shj)字典字典DD数据数据流程图流程图DFD需求需求分析分析阶段阶段抽象数据设计局部视图局部局部E-R图图初步初步E-R图图总总E-R图图第58页/共120页第五十九页，共120页。4.3.2 数据抽象与局部视图(sht)设计 数据抽象 局部视图(sht)设计第59页/共120页第六十页，共120页。数据抽象概念结构是对现实世界的一种抽象从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节把这些(zhxi)特

31、性用各种概念精确地加以描述这些(zhxi)概念组成了某种模型第60页/共120页第六十一页，共120页。三种(sn zhn)常用抽象1.分类(fn li)（Classification）定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型这些对象具有某些共同的特性和行为它抽象了对象值和型之间的“is member of”的语义在E-R模型中，实体型就是这种抽象张英王平刘勇赵斌学 生“is member of”第61页/共120页第六十二页，共120页。2.聚集（Aggregation）定义(dngy)某一类型的组成成分它抽象了对象内部类型和成分之间“is part of”的语义在E-R模型中若干属性的聚

32、集组成了实体型，就是这种抽象第62页/共120页第六十三页，共120页。学 生姓名(xngmng)学号班级(bnj)专业(zhuny)实体型属性“is a part of”仓库号面积主任姓名年龄性别工资仓库更复杂的聚集聚集第63页/共120页第六十四页，共120页。3.概括（Generalization）定义类型之间的一种子集联系它抽象了类型之间的“is subset of”的语义概括有一个很重要的性质：继承(jchng)性。子类继承(jchng)超类上定义的所有抽象。第64页/共120页第六十五页，共120页。学生(xu sheng)本科生研究生超类子类“is subset of”概括(gi

33、ku)注：原注：原E-RE-R模型不具有模型不具有(jyu)(jyu)概括，现对概括，现对E-RE-R模型作了扩充，模型作了扩充，允许定义超类实体型和子类实体型。允许定义超类实体型和子类实体型。用双竖边的矩形框表示子类用双竖边的矩形框表示子类用直线加小圆圈表示超类用直线加小圆圈表示超类-子类的联系子类的联系第65页/共120页第六十六页，共120页。数据抽象的用途(yngt)对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集），形成：实体(sht)实体(sht)的属性，标识实体(sht)的码确定实体(sht)之间的联系类型(1:1，1:n，m:n)第66页/共120页第六十七页，共120页。局部(

34、jb)视图设计设计分E-R图的步骤：选择局部应用根据系统具体情况，利用需求分析阶段得到的数据流图，在多层数据流图中选择一个适当层次的数据流图，让这组图中每一部分对应一个局部应用，即可以这一层的数据流图为出发点设计分E-R图 逐一设计分E-R图将局部应用中所用的数据从数据字典中抽取出来，参照数据流图，标定(bio dn)局部应用中的实体、实体的属性、标识实体的码，确定实体之间的联系及其类型。并对其进行必要的调整。第67页/共120页第六十八页，共120页。选择(xunz)局部应用依据多层数据流图数据字典步骤选择一个适当(shdng)层次的数据流图让这组图中每一部分对应一个局部应用以此为出发点，设

35、计分E-R图。第68页/共120页第六十九页，共120页。通常以中层数据流图作为设计分E-R图的依据高层数据流图只能反映系统的概貌中层数据流图能较好地反映系统中各局部应用的子系统组成低层数据流图过细例：由于学籍管理、课程管理等都不太复杂，因此可以它们入手设计学生管理子系统的分E-R图。如果(rgu)局部应用比较复杂，则可以从更下层的数据流图入手。第69页/共120页第七十页，共120页。逐一(zhy)设计分E-R图任务：标定局部应用(yngyng)中的实体、属性、码，实体间的联系将各局部应用(yngyng)涉及的数据从数据字典中抽取出来参照数据流图，标定各局部应用(yngyng)中的实体、实体

36、的属性、标识实体的码确定实体之间的联系及其类型（1:1，1:n，m:n）第70页/共120页第七十一页，共120页。如何抽象实体(sht)和属性实体：现实世界中一组具有某些共同特性和行为的对象就可以抽象为一个实体。对象和实体之间是“is member of的关系。例：在学校环境中，可把张三、李四等对象抽象为学生实体。属性：对象类型的组成成分(chng fn)可以抽象为实体的属性。组成成分(chng fn)与对象类型之间是“is part of的关系。例：学号、姓名、专业、年级等可以抽象为学生实体的属性。其中学号为标识学生实体的码。第71页/共120页第七十二页，共120页。如何(rh)区分实体

37、和属性实体与属性是相对而言的。同一事物，在一种应用环境中作为(zuwi)“属性”，在另一种应用环境中就必须作为(zuwi)“实体”。例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为(zuwi)“学生”实体的一个属性，表明一个学生属于哪个系；而在另一种环境中，由于需要考虑一个系的系主任、教师人数、学生人数、办公地点等，这时它就需要作为(zuwi)实体了。第72页/共120页第七十三页，共120页。一般原则属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成。属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体之间。符合上述两条特性的事物一般作为属性对待(dudi)。现实世界中的事

38、物凡能够作为属性对待(dudi)的，应尽量作为属性。第73页/共120页第七十四页，共120页。例1：“学生”由学号、姓名等属性进一步描述(mio sh)，根据准则，“学生”只能作为实体，不能作为属性。例2：职称通常作为教师实体的属性，但在涉及住房分配时，由于分房与职称有关，也就是说职称与住房实体之间有联系，根据准则，这时把职称作为实体来处理会更合适些。第74页/共120页第七十五页，共120页。设计(shj)分E-R图的步骤（1）以数据字典为出发点定义E-R图。数据字典中的“数据结构”、“数据流”和“数据存储(cn ch)”等已是若干属性的有意义的聚合（2）按上面给出的实体、属性准则进行必要

39、的调整。第75页/共120页第七十六页，共120页。例：学籍管理局部应用(yngyng)中主要涉及的实体包括学生、宿舍、档案材料、班级、班主任。实体之间的联系：由于一个宿舍可以住多个学生，而一个学生只能住在某一个宿舍中，因此宿舍与学生之间是1:n的联系。由于一个班级往往有若干名学生，而一个学生只能属于一个班级，因此班级与学生之间也是1:n的联系。班主任与学生之间存在指导联系，一个班主任要教多名学生，而一个学生只对应一个班主任，因此班主任与学生之间也是1:n的联系。而学生和他自己的档案材料之间，班级与班主任之间都是1:1的联系。第76页/共120页第七十七页，共120页。学籍管理局部(jb)应用

40、的分E-R图草图第77页/共120页第七十八页，共120页。适当(shdng)调整E-R图(1)在一般情况下，性别通常作为学生实体的属性，但在本局部应用中，由于宿舍分配与学生性别有关，根据准则，应该把性别作为实体对待。(2)数据存储“学生登记表”，由于是手工填写(tinxi)，供存档使用，其中有用的部分已转入学生档案材料中，因此这里就不必作为实体了。第78页/共120页第七十九页，共120页。学籍(xuj)管理局部应用的分E-R图第79页/共120页第八十页，共120页。学籍管理局部E-R图实体(sht)属性上图中省略了各个实体的属性描述：学生：学号，姓名，出生日期性别：性别档案材料：档案号，

41、班级：班级号，学生人数班主任：职工号，姓名，性别，是否为优秀班主任宿舍：宿舍编号，地址(dzh)，人数其中有下划线的属性为实体的码。第80页/共120页第八十一页，共120页。课程管理局部(jb)应用的分E-R图同样方法可以得到(d do)课程管理局部应用的分E-R图第81页/共120页第八十二页，共120页。课程管理局部(jb)应用的分E-R图各实体的属性分别为：学生：姓名，学号，性别，年龄，所在系，年级(ninj)，平均成绩课程：课程号，课程名，学分教师：职工号，姓名，性别，职称教科书：书号，书名，价钱教室：教室编号，地址，容量第82页/共120页第八十三页，共120页。4.3.3 视图(

42、sht)的集成视图集成将各个局部视图进行合并，集成为总E-R图视图集成的两种方式一次集成一次集成多个分E-R图通常用于局部视图比较简单时逐步累积(lij)式首先集成两个局部视图（通常是比较关键的两个局部视图）以后每次将一个新的局部视图集成进来第83页/共120页第八十四页，共120页。集成(j chn)局部E-R图的步骤l l 合并(hbng)修改与重构 验证整体概念结构逻辑逻辑设计设计阶段阶段概念设计阶段概念设计阶段合并(hbng)取消冲突修改重构消除冗余抽象数据设计局部视图局部局部E-R图图初步初步E-R图图基本基本E-R图图第84页/共120页第八十五页，共120页。合并分E-R图，生成

43、(shn chn)初步E-R图合并而不是简单拼凑(pncu)的原因：各分E-R图存在冲突合并分E-R图的主要工作与关键所在：合理消除各分E-R图的冲突各个局部应用所面向(min xin)的问题不同；由不同的设计人员进行设计各个分E-R图之间必定会存在许多不一致的地方第85页/共120页第八十六页，共120页。冲突(chngt)的种类1、属性(shxng)冲突2、命名冲突3、结构冲突第86页/共120页第八十七页，共120页。1、属性(shxng)冲突两类属性冲突(chngt)属性域冲突(chngt)：属性值的类型、取值范围或取值集合不同。属性取值单位冲突(chngt)属性冲突(chngt)的解

44、决方法通常用讨论、协商等行政手段加以解决第87页/共120页第八十八页，共120页。例1：由于学号是数字，因此某些部门（即局部应用）将学号定义为整数形式(xngsh)，而由于学号不用参与运算，因此另一些部门（即局部应用）将学号定义为字符型形式(xngsh)。（属性域冲突）例2：某些部门（即局部应用）以出生日期形式(xngsh)表示学生的年龄，而另一些部门（即局部应用）用整数形式(xngsh)表示学生的年龄。（属性域冲突）例3：学生的身高，有的以米为单位，有的以厘米为单位，有的以尺为单位。（属性取值单位冲突）第88页/共120页第八十九页，共120页。2、命名(mng mng)冲突两类命名冲突同

45、名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具有相同的名字异名同义（一义多名）：同一意义的对象在不同的局部应用中具有不同的名字发生的位置命名冲突可能发生在属性级、实体级、联系级上。其中属性的命名冲突更为(n wi)常见。命名冲突的解决方法通过讨论、协商等行政手段加以解决第89页/共120页第九十页，共120页。例1：局部应用A中将教室称为房间局部应用B中将学生宿舍称为房间同名异义例2：有的部门把教科书称为课本有的部门则把教科书称为教材(jioci)异名同义（一义多名）第90页/共120页第九十一页，共120页。3、结构冲突（三类(sn li)）1）同一对象在不同(b tn)应用中具有不同(b tn

46、)的抽象解决方法：通常是把属性变换为实体或把实体变换为属性，使同一对象具有相同的抽象。变换时要遵循前面讲过的两个准则。例：“课程”在某一局部应用中被当作实体在另一局部应用中则被当作属性第91页/共120页第九十二页，共120页。2）同一实体在不同局部视图中所包含的属性不完全相同，或者属性的排列次序不完全相同。产生原因：不同的局部应用关心(gunxn)的是该实体的不同侧面。解决方法：使该实体的属性取各分E-R图中属性的并集，再适当设计属性的次序。第92页/共120页第九十三页，共120页。在应用A中学生（学号，姓名(xngmng)，性别，平均成绩）在应用B中学生（姓名(xngmng)，学号，出生

47、日期，所在系，年级）在应用C中学生（姓名(xngmng)，政治面貌，学号）合并后学生（学号，姓名(xngmng)，出生日期，政治面貌，所在系，年级，性别，平均成绩）第93页/共120页第九十四页，共120页。3）实体之间的联系在不同局部视图中呈现不同的类型解决方法：根据应用语义对实体联系的类型进行综合或调整(tiozhng)。例1：实体E1与E2在局部应用A中是多对多联系，而在局部应用B中是一对多联系例2：在局部应用X中E1与E2发生联系，而在局部应用Y中E1、E2、E3三者之间有联系。第94页/共120页第九十五页，共120页。(E-R)1(E-R)2(E-R)12合合并并两两个个(lin)

48、分分 E-R 图图时时的的综综合合第95页/共120页第九十六页，共120页。合并分E-R图，生成(shn chn)初步E-R图实例例：合并学籍管理局部视图,课程管理局部视图这两个分E-R图存在着多方面的冲突(1)班主任实际上也属于教师学籍管理中的班主任实体与课程管理中的教师实体在一定程度上属于异名同义，可以应将学籍管理中的班主任实体与课程管理中的教师实体统一称为教师。统一后教师实体的属性构成为：教师：职工(zhgng)号，姓名，性别，职称，是否为优秀班主任第96页/共120页第九十七页，共120页。(2)合并教师与学生间的两种联系将班主任改为教师后，教师与学生之间的联系在两个局部视图中呈现(

49、chngxin)两种不同的类型：一种是学籍管理中教师与学生之间的指导联系一种是课程管理中教师与学生之间的教学联系可以将这两种联系综合为教学联系。指导联系实际上可以包含在教学联系之中。第97页/共120页第九十八页，共120页。(3)合并性别在两个局部应用中的不同抽象性别在两个局部应用中具有不同的抽象，它在学籍管理中为实体，在课程管理中为属性，按照前面提到的两个原则，在合并后的E-R图中性别只能作为实体，否则它无法与宿舍实体发生联系。(4)调整学生(xu sheng)属性次序在两个局部E-R图中，学生(xu sheng)实体属性组成及次序都存在差异，应将所有属性综合，并重新调整次序。假设调整结果

50、为：学生(xu sheng)：学号，姓名，出生日期，年龄，所在系，年级，平均成绩解决上述冲突后，学籍管理分E-R图与课程管理分E-R图合并为下图所示形式：第98页/共120页第九十九页，共120页。学生(xu sheng)管理子系统的初步E-R图第99页/共120页第一百页，共120页。修改(xigi)与重构消除冗余的数据与冗余的实体间联系设计(shj)生成基本E-R图逻辑逻辑设计设计阶段阶段概念设计阶段概念设计阶段合并(hbng)取消冲突修改重构消除冗余抽象数据设计局部视图局部局部E-R图图初步初步E-R图图基本基本E-R图图第100页/共120页第一百零一页，共120页。1、冗余(rn y