数据库系统概论数据库设计PPT学习教案.pptx

《数据库系统概论数据库设计PPT学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数据库系统概论数据库设计PPT学习教案.pptx（95页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1数据库系统概论数据库系统概论(giln)数据库设计数据库设计第一页，共95页。27.1数据库设计数据库设计(shj)概述概述数据库设计数据库设计:指对于一个指对于一个(y)给定的应用环境给定的应用环境,构造最构造最优的数据优的数据库模式库模式,建立数据库及其应用系统建立数据库及其应用系统,使之能够使之能够有有效地存储数据和管理数据效地存储数据和管理数据,满足各种用户的满足各种用户的应用需求应用需求.数据库和信息系统数据库和信息系统信息系统是提供信息、辅助人们对环境进行信息系统是提供信息、辅助人们对环境进行(jnxng)控控制和进行制和进行(jnxng)决决策的策的系统。系统。数据库是信

2、息系统的核心和基础。数据库是信息系统的核心和基础。数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。第1页/共95页第二页，共95页。3进行进行(jnxng)数据库设计应具备的技术和知识数据库设计应具备的技术和知识:数据库的基本知识和数据库设计数据库的基本知识和数据库设计(shj)技术技术;计算机科学的基础知识和程序设计计算机科学的基础知识和程序设计(shj)的方法和的方法和技巧技巧;软件工程的原理和方法软件工程的原理和方法;应用领域的知识应用领域的知识;第2页/共95页第三页，共95页。4数据库设计数据库设计(shj)的特点的特点数据库建设是硬件、软

3、件和干件的结合数据库建设是硬件、软件和干件的结合(jih)三分技术，七分管理，十二分基础数据三分技术，七分管理，十二分基础数据技术与管理的界面称之为技术与管理的界面称之为“干件干件”数据库设计应该与应用系统设计相结合数据库设计应该与应用系统设计相结合(jih)结构（数据）设计：设计数据库框架或数据库结构结构（数据）设计：设计数据库框架或数据库结构行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等第3页/共95页第四页，共95页。5现实世界现实世界数据分析数据分析概念模型设计概念模型设计逻辑数据库设计逻辑数据库设计物理数据库设计物理数据库设计子模式设计子模式设计

4、建立数据建立数据功能分析功能分析功能模型功能模型事务设计事务设计程序说明程序说明应用程序设计应用程序设计程序编码调试程序编码调试功能说明功能说明第4页/共95页第五页，共95页。6数据库设计数据库设计(shj)方方法法手工试凑法手工试凑法设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现(fxin)各种问题，增加了维护代价各种问题，增加了维护代价规范规范(gufn)设计法设计法手工设计方法手

5、工设计方法基本思想基本思想:过程迭代和逐步求精过程迭代和逐步求精计算机辅助设计计算机辅助设计ORACLEDesigner2000SYBASEPowerDesigner第5页/共95页第六页，共95页。7数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤数据库设计的准备工作数据库设计的准备工作(gngzu):选定参加设计的人员选定参加设计的人员数据库设计数据库设计(shj)的人员组成的人员组成系统分析人员系统分析人员数据库设计人员数据库设计人员程序员程序员用户用户数据库管理人员数据库管理人员自始至终参与数据库设计自始至终参与数据库设计参与系统实施阶段参与系统实施阶段参与需求分析和数据库的运行维护

6、参与需求分析和数据库的运行维护第6页/共95页第七页，共95页。8需求分析需求分析;概念概念(ginin)结构设计结构设计;逻辑结构设计逻辑结构设计;物理结构设计物理结构设计;数据库实施数据库实施;数据库运行和维护数据库运行和维护;数据库设计数据库设计(shj)的过程的过程:第7页/共95页第八页，共95页。9需求收集需求收集(shuj)和分析和分析设计概念设计概念(ginin)结构结构设计逻辑设计逻辑(luj)结构结构数据模型优化数据模型优化设计物理结构设计物理结构评价设计评价设计,性能预测性能预测物理实现物理实现试验性运行试验性运行使用、维护数据库使用、维护数据库不满意不满意不满意不满意P

7、202图图7.2第8页/共95页第九页，共95页。10设计设计(shj)特点特点:在设计过程中把数据库的设计和对数据库中数据在设计过程中把数据库的设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来处理的设计紧密结合起来将这两个方面的需求分析、抽象将这两个方面的需求分析、抽象(chuxing)、设、设计、实现在各个阶段同时进行，相互参照，相互计、实现在各个阶段同时进行，相互参照，相互补充，以完善两方面的设计补充，以完善两方面的设计设计过程各个阶段的设计描述：设计过程各个阶段的设计描述：P204图图7.3第9页/共95页第十页，共95页。11IPO表输入：输出：处理：CreatLoadMain()ifth

8、enend分区1分区2概念概念(ginin)结构结构设计设计逻辑逻辑(luj)结构设结构设计计物理物理(wl)设设计计设设计计阶阶段段设设计计描描述述数数据据处处理理需需 求求分分析析数据字典、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、数据存储的描述数数据据流流图图和和判判定定表表（判判定定树树）、数数据字典中处理过程的描述据字典中处理过程的描述概念模型（概念模型（E-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某种数据模型某种数据模型关系关系非关系非关系

9、系统结构图系统结构图（模块结构）（模块结构）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IPO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、测试测试运运 行行、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新旧旧系系统统转转换换、运运行行、维维护护（修修正正性性、适应性、改善性维护）适应性、改善性维护）第10页/共95页第十一页，共95页。12数据库的各级数据库的各级(j)模式模式图：图：应用要求应用要求1应用要求应用要求2应用要求应用要求3应用要求应用要求4概念

10、概念模式模式逻辑逻辑模式模式外模式外模式1外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式4内模式内模式综合综合转换转换映象映象映象映象第11页/共95页第十二页，共95页。137.2需求需求(xqi)分析分析需求需求需求需求(xqi)(xqi)分析的任务分析的任务分析的任务分析的任务需求分析就是分析用户的需要与要求需求分析就是分析用户的需要与要求:需求分析是设计数据库的起点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，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需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，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

11、(hl)和实用和实用(1)通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统了解原系统（手工系统或计算机系统）（手工系统或计算机系统）工作概况，明确用户的各种需求工作概况，明确用户的各种需求.(2)在此基础上在此基础上确定新系统的功能确定新系统的功能。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。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12页/共95页第十三页，共95页。14需求分析的重点：调查需求分析的重点：调查(dioch)、收集与分析用户在数

12、据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。、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。(1)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用户的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据由用户的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据(2)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)(3)安全性与完整性要求安全性与完整性要求新系统的功能必须能够新系统的功能必须能够(nnggu

13、)满足用户的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。满足用户的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。第13页/共95页第十四页，共95页。15需求需求(xqi)分析的难点：确定用户的最终需求分析的难点：确定用户的最终需求(xqi)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(xqi)，他们所提出的需求，他们所提出的需求(xqi)往往不断地变化。往往不断地变化。设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求设计人员缺少用户的

14、专业知识，不易理解用户的真正需求(xqi)，甚至误解用户的需求，甚至误解用户的需求(xqi)。新的硬件、软件技术的出现也会使用户需求新的硬件、软件技术的出现也会使用户需求(xqi)发生变化。发生变化。解决方法：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(dy)确定用户的实际需求确定用户的实际需求第14页/共95页第十五页，共95页。16调查组织机构情况调查组织机构情况(qngkung)组织部门的组成情况组织部门的组成情况(qngkung)各部门的职责等各部门的职责等调查各部门的业务活动情况。调查

15、重点之一。调查各部门的业务活动情况。调查重点之一。各个部门输入各个部门输入(shr)和使用什么数据和使用什么数据如何加工处理这些数据如何加工处理这些数据输出什么信息输出什么信息输出到什么部门输出到什么部门输出结果的格式是什么输出结果的格式是什么在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求。调查重点之二。在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求。调查重点之二。信息信息(xnx)要求要求处理要求处理要求完全性与完整性要求完全性与完整性要求一、一、调查用户需求的具体步骤：调查用户需求的具体步骤：需求分析的方法需求分析的方法第15页/共95页第十六页，共95页。17确定新系统的

16、边界确定新系统的边界确定哪些确定哪些(nxi)功能由计算机完成或将来准备让计算机完成功能由计算机完成或将来准备让计算机完成确定哪些确定哪些(nxi)活动由人工完成活动由人工完成由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。二、常用调查二、常用调查(dio ch)方法方法跟班作业跟班作业(zuy)通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况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，但比较耗时能比较准确地理解用户的需求，但比较耗时开调查会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

17、请专人介绍第16页/共95页第十七页，共95页。18询问询问对某些调查中的问题，可以找专人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设计调查表请用户填写如果如果(rgu)调查表设计合理，则很有效，且易于为用户接受调查表设计合理，则很有效，且易于为用户接受查阅记录查阅记录查阅与原系统有关的数据记录查阅与原系统有关的数据记录三、进一步分析和表达三、进一步分析和表达(biod)用户需求用户需求分析和表达用户的需求的常用方法分析和表达用户的需求的常用方法自顶向下的结构化分析方法（自顶向下的结构化分析方法（StructuredAnalysis，简称，简称SA方法）方法）SA方法从最上层的

18、系统组织方法从最上层的系统组织(zzh)机构入手，采用逐层分解的方式分析系统，并用数据流图和数据字典描述系统。机构入手，采用逐层分解的方式分析系统，并用数据流图和数据字典描述系统。第17页/共95页第十八页，共95页。191首先把任何一个系统首先把任何一个系统(xtng)都抽象为：都抽象为：数据流数据流数据流数据流数据数据存储存储信息要求信息要求数据数据来源来源处理处理数据数据输出输出处理要求处理要求2分解分解(fnji)处理功能和数据处理功能和数据（1）分解）分解(fnji)处理功能处理功能将处理功能的具体内容分解将处理功能的具体内容分解(fnji)为若干子功能，再将每个子功能继续分解为若干

19、子功能，再将每个子功能继续分解(fnji)，直到把系统的工作过程表达清楚为止，直到把系统的工作过程表达清楚为止（2）分解）分解(fnji)数据数据在处理功能逐步分解在处理功能逐步分解(fnji)的同时，其所用的数据也逐级分解的同时，其所用的数据也逐级分解(fnji)，形成若干层次的数据流图，形成若干层次的数据流图(DFD)数据流图表达了数据和处理过程的关系数据流图表达了数据和处理过程的关系系统系统(xtng)高层抽象图高层抽象图第18页/共95页第十九页，共95页。20（3）表达方法）表达方法处理过程：用判定表或判定树来描述处理过程：用判定表或判定树来描述数据数据(shj)：用数据：用数据(s

20、hj)字典（字典（DD)来描述来描述3将分析结果将分析结果(jigu)再次提交给用户，征得用户的认可再次提交给用户，征得用户的认可第19页/共95页第二十页，共95页。21需求分析需求分析(fnx)过程过程第20页/共95页第二十一页，共95页。22实例：假设我们要开发一个学校管理系统。实例：假设我们要开发一个学校管理系统。1经过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，该系统由教师经过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(jiosh)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。管理子系统、学生管理子系统、后勤管理子

21、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。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进一步的需求调查，明确了该子系统的主要功能是进行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。通过详细的信息流程分析和数据收集后，他们生成了该子系统的数据流图。其中学生管理子系统开发小组通过进行进一步的需求调查，明确了该子系统的主要功能是进行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。通过详细的信息流程分析和数据收集后，他们生成了该子系统的数据流图。第21页/共95页第二十二页，共95页。23数据数据(shj)字典字典一

22、、数据一、数据(shj)字典的用途字典的用途数据数据(shj)字典是各类数据字典是各类数据(shj)描述的集合描述的集合数据数据(shj)字典是进行详细的数据字典是进行详细的数据(shj)收集和数据收集和数据(shj)分析所获得的主要结果分析所获得的主要结果数据数据(shj)字典在数据字典在数据(shj)库设计中占有很重要的地位库设计中占有很重要的地位第22页/共95页第二十三页，共95页。24数据字典的内容数据字典的内容数据项数据项数据结构数据结构数据流数据流数据存储数据存储处理过程处理过程数据项是数据的最小组成单位数据项是数据的最小组成单位若干个数据项可以组成一个数据结构若干个数据项可以组

23、成一个数据结构数据字典通过数据字典通过(tnggu)对数据项和数据结构的定义来描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。述数据流、数据存储的逻辑内容。二、数据字典二、数据字典(zdin)的内容的内容第23页/共95页第二十四页，共95页。25数据项是不可再分的数据单位数据项是不可再分的数据单位对数据项的描述对数据项的描述数据项描述数据项名，数据项含义说明，数据项描述数据项名，数据项含义说明，别名别名(bimng)，数据类型，长度，取值范围，数据类型，长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系取值含义，与其他数据项的逻辑关系,数据项之间的联系数据项之间的联系数据项数据项例

24、：学生学籍管理子系统的数据字典例：学生学籍管理子系统的数据字典(zdin)。数据项，以数据项，以“学号学号”为例：为例：数据项名：学号数据项名：学号含义说明：唯一标识每个学生含义说明：唯一标识每个学生别名：学生编号别名：学生编号类型：字符型类型：字符型长度：长度：8取值范围：取值范围：00000000 至至99999999取值含义：前两位标别该学生所在年级，取值含义：前两位标别该学生所在年级，后六位按顺序编号后六位按顺序编号与其他数据项的逻辑关系：与其他数据项的逻辑关系：第24页/共95页第二十五页，共95页。26数据结构数据结构(shjjiu)数据结构反映了数据之间的组合关系数据结构反映了数

25、据之间的组合关系(gunx)。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。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。对数据结构的描述对数据结构的描述数据结构描述数据结构名，含义说明，数据结构描述数据结构名，含义说明，组成组成:数据项或数据结构数据项或数据结构数据结构数据结构以以“学生学生”为例为例“学生学生”是该系统中的一个核心数据结构：是该系统中的一个核心数据结构：数据结构名：学生数据结构名：学生含义含义(hny)说明：是学籍管理子系统的主体数据结说明：是学籍管理子系统的主体数据

26、结构，定义了一个学生的有关信息构，定义了一个学生的有关信息组成：学号，姓名，性别，年龄，组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级所在系，年级第25页/共95页第二十六页，共95页。27数据流数据流数据流是数据结构在系统内传输的路径。数据流是数据结构在系统内传输的路径。对数据流的描述对数据流的描述数据流描述数据流名，说明，数据流来源，数据流描述数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成数据流去向，组成:数据结构，数据结构，平均流量，高峰期流量平均流量，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数据流去向是说明该数据

27、流将到哪个过程去平均流量是指在单位时间平均流量是指在单位时间(shjin)（每天、每周、每月等）里的传输次数（每天、每周、每月等）里的传输次数高峰期流量则是指在高峰时期的数据流量高峰期流量则是指在高峰时期的数据流量第26页/共95页第二十七页，共95页。28数据流数据流“体检结果体检结果”可如下描述可如下描述(miosh)：数据流名：体检结果数据流名：体检结果说明：学生参加体格检查的最终结果说明：学生参加体格检查的最终结果数据流来源：体检数据流来源：体检数据流去向：批准数据流去向：批准组成：学生，医生组成：学生，医生平均流量：平均流量：高峰期流量：高峰期流量：第27页/共95页第二十八页，共9

28、5页。29数据数据(shj)存储存储数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。对数据存储的描述对数据存储的描述数据存储描述数据存储名，说明，编号，数据存储描述数据存储名，说明，编号，输入的数据流输入的数据流，输出的数据流，输出的数据流，组成组成:数据结构，数据量，存取频度，存取方式数据结构，数据量，存取频度，存取方式(fngsh)输入的数据流：指出数据来源输入的数据流：指出数据来源输出的数据流：指出数据去向输出的数据流：指出数据去向数据量：每次存取多少数据数据量：每次存取多少数据存取频度：每天（或每小时、每周

29、等）存取几次等信息存取频度：每天（或每小时、每周等）存取几次等信息存取方法：批处理存取方法：批处理/联机处理；检索联机处理；检索/更新；顺序检索更新；顺序检索/随机检索随机检索第28页/共95页第二十九页，共95页。30数据存储数据存储“学生登记表学生登记表”可如下描述：可如下描述：数据存储名：学生登记表数据存储名：学生登记表说明：记录学生的基本情况说明：记录学生的基本情况输入数据流：学生信息维护模块输入数据流：学生信息维护模块输出数据流：学生信息维护模块、学生信息查询模块输出数据流：学生信息维护模块、学生信息查询模块组成：组成：学生学生数据量：每年数据量：每年(minin)3000 张张存取

30、方式：随机存取存取方式：随机存取第29页/共95页第三十页，共95页。31处理过程处理过程处理处理(chl)过程的具体处理过程的具体处理(chl)逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要描述处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要描述处理(chl)过程的说明性信息过程的说明性信息处理处理(chl)过程说明性信息的描述过程说明性信息的描述处理处理(chl)过程描述处理过程描述处理(chl)过程名，说明，过程名，说明，输入输入:数据流，输出数据流，输出:数据流，数据流，处理处理(chl):简要说明简要说明简要说明：主要说明该处理过程的功能及处理要求简要说明：主要说明该处理过程的

31、功能及处理要求功能：该处理过程用来做什么功能：该处理过程用来做什么处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多少数据量）；响应时间要求等处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多少数据量）；响应时间要求等处理要求是后面物理设计处理要求是后面物理设计(shj)的输入及性能评价的标准的输入及性能评价的标准第30页/共95页第三十一页，共95页。32处理过程处理过程“分配宿舍分配宿舍”可如下描述：可如下描述：处理过程名：分配宿舍处理过程名：分配宿舍说明：为所有说明：为所有(suyu)新生分配学生宿舍新生分配学生宿舍输入：学生数据流，宿舍数据流，输入：学生数据流，宿舍数据流，输出：宿

32、舍安排数据流输出：宿舍安排数据流处理：在新生报到后，为所有处理：在新生报到后，为所有(suyu)新生分配学生宿舍。要求同一新生分配学生宿舍。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。每个学生的居安排在一个宿舍中。每个学生的居住面积不小于住面积不小于3平平方米。安排新生宿舍其处理时间应不超过方米。安排新生宿舍其处理时间应不超过15分钟。分钟。第31页/共95页第三十二页，共95页。337.3概念概念(ginin)结构结构设计设计概念概念(ginin)结构结构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

33、结构设计概念结构设计第32页/共95页第三十三页，共95页。34概念结构的特点：概念结构的特点：(1)能真实能真实(zhnsh)、充分地反映现实世界，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、充分地反映现实世界，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(zhnsh)模型。模型。(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。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。(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

34、改和扩充。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。(4)易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。概念结构概念结构(jigu)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。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。描述概念模型的工具描述概念模型的工具(gngj):E-R模型模型第33页/共95页第三十四页，共95页。35概念结构设计的方法概念结构设计的方法(fngf)与步与步骤骤设计概念结构的四类设计概念结构的四类(sli)方法方法:自顶向下自顶向下首先定义全局概念结构

35、的框架，然后逐步细化首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化自底向上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逐步扩张首先定义最重要的核心概念首先定义最重要的核心概念(ginin)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，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念(ginin)结构，直至总体概念结构，直至总体概念(ginin)结构结构混合策略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(gini

36、n)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(ginin)结构。结构。第34页/共95页第三十五页，共95页。36自顶向下方法自顶向下方法(fngf)图图第35页/共95页第三十六页，共95页。37自底向上方法自底向上方法(fngf)图图第36页/共95页第三十七页，共95页。38逐步逐步(zhb)扩张方法扩张方法图图第37页/共95页第三十八页，共95页。39常用策略常用策略(cl)：自顶向下地进行需求分析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地设计概念结构（P211图图7.8）自底向上设计自底向上设计

37、(shj)概念结构的步骤：概念结构的步骤：第第1步：抽象数据并设计步：抽象数据并设计(shj)局部视图局部视图第第2步：集成局部视图，得到全局概念结构步：集成局部视图，得到全局概念结构（P211图图7.9）第38页/共95页第三十九页，共95页。40数据抽象与局部数据抽象与局部(jb)视图设计视图设计概念结构概念结构(jigu)是对现实世界的一种抽象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特性用各种概念精确地加以描述把这些特性用各种概念精确地加以描述这些概念组成了某种模型这些概念

38、组成了某种模型三种常用抽象三种常用抽象1.分类（分类（Classification）现实世界中一组对象，这些对象具有现实世界中一组对象，这些对象具有(jyu)某些共同的特性和行为某些共同的特性和行为注：它抽象了对象注：它抽象了对象值和型值和型之间的之间的“ismemberof”的语义的语义在在E-R模型中，实体型就是这种抽象模型中，实体型就是这种抽象例：例：P212图图7.10定义某一类概念定义某一类概念第39页/共95页第四十页，共95页。412.聚集（聚集（Aggregation）定义某一类型的组成成分定义某一类型的组成成分它抽象了对象内部类型和成分之间它抽象了对象内部类型和成分之间“is

39、partof”的语义的语义在在E-R模型中若干属性的聚集组成了实体模型中若干属性的聚集组成了实体(sht)型，就是这种抽象型，就是这种抽象例：例：P212 图图7.11，图，图7.123.概括（概括（Generalization）定义类型之间的一种子集联系定义类型之间的一种子集联系它抽象了类型之间的它抽象了类型之间的“issubsetof”的语义的语义概括有一个很重要的性质概括有一个很重要的性质(xngzh)：继承性。子类继承超类上定义的所有抽象。：继承性。子类继承超类上定义的所有抽象。例：例：P213 图图7.13第40页/共95页第四十一页，共95页。42概念结构设计的第一步：概念结构设计

40、的第一步：对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集），形成对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集），形成实体实体实体的属性，标识实体的码实体的属性，标识实体的码确定确定(qudng)实体之间的联系类型实体之间的联系类型(1:1，1:n，m:n)设计分设计分E-R图。图。具体做法：具体做法：选择选择(xunz)局部应用局部应用需求需求(xqi)分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。如如:P216图图7.18设计分设计分E-R图首先需要根据系统的具体情况，在多层的数据流图中选择一个适当图首先需要根据系统的具体情况，在多

41、层的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，然后以这一层次的数层次的数据流图，让这组图中每一部分对应一个局部应用，然后以这一层次的数据流图为出发点，设计分据流图为出发点，设计分E-R图。图。通常以中层数据流图作为设计分通常以中层数据流图作为设计分E-R图的依据。图的依据。第41页/共95页第四十二页，共95页。43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。局部应用比较复

42、杂，则可以从更下层的数据流图入手。2.逐一逐一(zhy)设计分设计分E-R图图将各局部将各局部(jb)应用涉及的数据分别从数据字典中抽取出来，参照数据流图，标定各局部应用涉及的数据分别从数据字典中抽取出来，参照数据流图，标定各局部(jb)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（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（1:1，1:n，m:n）如何抽象实体和属性如何抽象实体和属性:实体实体：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：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

43、体之间是“ismemberof的关系。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。例：在学校环境中，可把张三、李四等对象抽象为学生实体。第42页/共95页第四十三页，共95页。44属性：对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性。组成成分与对象类型之间是属性：对象类型的组成成分可以抽象为实体的属性。组成成分与对象类型之间是“ispartof的关系。的关系。例：学号、姓名、专业、年级等可以抽象为学生例：学号、姓名、专业、年级等可以抽象为学生(xusheng)实体的属性。其中学号为标识学生实体的属性。其中学号为标识学生(xusheng)实体的码。实体的码。如何区分实体和属性如何区分实

44、体和属性: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“属性属性”，在另一种应用环境中就必须作为，在另一种应用环境中就必须作为“实体实体”。例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为“学生学生”实体的一个属性，表明实体的一个属性，表明(biomng)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，这时它就需要作为实体了。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，这时它就需要作为实体

45、了。第43页/共95页第四十四页，共95页。45一般原则一般原则:属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须(bx)是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成。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。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。符合上述两条特性的事物一般作为属性对待。为了简化为了简化E-R图的处置，现实世界中的事物凡能够作为属性对待的，应尽量作为属性。图的处置，现实世界中的事物凡能够作为属性对待的，应尽量作为属性。举例举例:例例1：“学生学生”由

46、学号、姓名等属性进一步描述，根据准则由学号、姓名等属性进一步描述，根据准则(zhnz)，“学生学生”只能作为实体，不能作为属性。只能作为实体，不能作为属性。例例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：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(zhnz)，这时把职称作为实体来处理会更合适些。（教程，这时把职称作为实体来处理会更合适些。（教程214图图7-15）第44页/共95页第四十五页，共95页。46例例3：（p215图图7.16)病人病人住院号住院

47、号姓名姓名病房号病房号病人病人住院号住院号姓名姓名住在住在病房病房医疗医疗医生医生1m1m例例4：（p215图图7.17）货物货物货号货号单价单价存放仓库号存放仓库号存量存量货物货物货号货号单价单价存放存放仓库仓库存量存量mn仓库号仓库号面积面积货物货物货号货号单价单价存放存放仓库仓库存量存量m1仓库号仓库号面积面积管理管理职工职工1m第45页/共95页第四十六页，共95页。47需求需求(xqi)分析分析DFD(数据(shj)流图)DD(数据(shj)字典)概念概念(ginin)结构设计结构设计（1）选择局部应用）选择局部应用（2）逐一设计分）逐一设计分ER图图（3）合并，消除各种冲突，形成初

48、步）合并，消除各种冲突，形成初步ER图。图。（4）修改和重构，消除不必要的冗余，形成基本）修改和重构，消除不必要的冗余，形成基本ER图。图。第第1步：抽象数据并设计局部视图步：抽象数据并设计局部视图第第2步：集成局部视图，得到全局概念结构步：集成局部视图，得到全局概念结构分E-R图总E-R图第46页/共95页第四十七页，共95页。48实例：销售实例：销售(xioshu)管理子系统分管理子系统分E-R图的设计。图的设计。某工厂某工厂(gngchng)信息管理系统信息管理系统物资物资(wz)管理子系统管理子系统销售管理子系统销售管理子系统人事管理子系统人事管理子系统销售管理子系统需求分析销售管理子

49、系统需求分析第一层数据流图第一层数据流图第二层数据流图第二层数据流图数据字典数据字典接收订单接收订单处理订单处理订单开发票开发票支付过帐支付过帐销售管理子系统概念结构设计销售管理子系统概念结构设计分分E-R图图总总E-R图图第47页/共95页第四十八页，共95页。49销售销售(xioshu)管理子系统的管理子系统的ER图：图：顾客顾客支付支付应收账应收账1n订货订货订单订单1m产品产品？调整调整(tiozhng)顾客顾客支付支付应收账应收账1n订货订货订单订单1m组成组成产品产品订单细节订单细节参照参照1参照参照2折扣规则折扣规则1m1m1m第48页/共95页第四十九页，共95页。50顾客顾客

50、支付支付应收账应收账1n订货订货订单订单1m组成组成产品产品订单细节订单细节参照参照1参照参照2折扣规则折扣规则1m1m1m每个实体每个实体(sht)的属性和主码：的属性和主码：顾客（）顾客（）订单（）订单（）订单细节（）订单细节（）应收账（）应收账（）产品（）产品（）折扣折扣(zhku)规则（）规则（）P223第49页/共95页第五十页，共95页。51视图视图(sht)的集成的集成视图集成的两种方式视图集成的两种方式:一次集成（一次集成（P219 图图7.25(a)）一次集成多个分一次集成多个分E-R图图通常用于局部视图比较简单时通常用于局部视图比较简单时逐步累积逐步累积(lij)式（式（P