1、第七章 数据库设计,An Introduction to Database System,信息与通信学院导航与信息工程系,第七章 数据库设计,7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库实施 7.7 数据库运行与维护 7.8 小结,An Introduction to Database System,7.1 数据库设计概述,7.1.1 数据库和信息系统 7.1.2 数据库设计的特点 7.1.3 数据库设计方法简述 7.1.4 数据库设计的基本步骤,An Introduction to Database Syste
2、m,数据库设计概述（续）,什么是数据库设计 （广义定义）是数据库及其应用系统的设计。即设计整个数据库应用系统； （狭义定义）是设计数据库本身，即设计数据库的各级模式并建立数据库，则是数据库应用系统设计的一部分。 设计一个好的数据库与设计一个好的数据库应用系统是密不可分的，一个好的数据库结构是应用系统的基础，在实际的系统开发项目中两者是密切相关，并行进行的。,An Introduction to Database System,数据库设计概述（续）,数据库设计的一般定义： 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储和管理数据，满足各种用
3、户的应用需求，包括信息管理要求和数据操作要求。 信息管理要求是指在数据库总应该存储和管理哪些数据对象；而数据操作要求是指对数据库对象需要进行哪些操作，如查询、增、删、改、统计等操作。,An Introduction to Database System,数据库设计概述（续）,数据库设计的目的： 目的是为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效的运行环境。 高效的运行环境是指数据库数据的存取效率、数据库存储空间的利用率、数据库系统运行管理的效率等都是高的。,An Introduction to Database System,7.1.1 数据库和信息系统,数据库是信息系统的核心和基础 把信息
4、系统中大量的数据按一定的模型组织起来 提供存储、维护、检索数据的功能 使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息 数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在一起以及如何结合的关键所在 数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分,An Introduction to Database System,数据库设计人员应该具备的技术和知识,数据库的基本知识和数据库设计技术 计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧 软件工程的原理和方法 应用领域的知识,An Introduction to Database System,7.1 数据库设计概述,7.1.1 数据库和信息系统 7.1.2
5、 数据库设计的特点 7.1.3 数据库设计方法简述 7.1.4 数据库设计的基本步骤,An Introduction to Database System,7.1.2 数据库设计的特点,数据库建设是硬件、软件和干件的结合 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“干件”数据库设计应该与应用系统设计相结合 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,An Introduction to Database System,数据库设计的特点（续）,结构设计和行为设计相结合 结构和行为分离的设计：图7.1 传统的软件工程忽视对应用中数据语义
6、的分析和抽象，只要有可能就尽量推迟数据结构设计的决策 早期的数据库设计致力于数据模型和建模方法研究，忽视了对行为的设计,An Introduction to Database System,数据库设计的特点（续）,An Introduction to Database System,7.1 数据库设计概述,7.1.1 数据库和信息系统 7.1.2 数据库设计的特点 7.1.3 数据库设计方法简述 7.1.4 数据库设计的基本步骤,An Introduction to Database System,7.1.3 数据库设计方法简述,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 缺乏科学理
7、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各种问题，增加了维护代价,An Introduction to Database System,数据库设计方法简述（续）,规范设计法手工设计方法基本思想 过程迭代和逐步求精,An Introduction to Database System,数据库设计方法简述（续）,规范设计法(续) 典型方法 新奥尔良（New Orleans）方法将数据库设计分为四个阶段 S.B.Yao方法 将数据库设计分为五个步骤 I.R.Palmer方法 把数据库设计当成一步接一步的过程,An Introduction to Databas
8、e System,数据库设计方法简述（续）,计算机辅助设计 ORACLE Designer 2000 SYBASE PowerDesigner,An Introduction to Database System,7.1 数据库设计概述,7.1.1 数据库和信息系统 7.1.2 数据库设计的特点 7.1.3 数据库设计方法简述 7.1.4 数据库设计的基本步骤,An Introduction to Database System,7.1.4 数据库设计的基本步骤,一、数据库设计的准备工作选定参加设计的人员 1. 数据库分析设计人员 数据库设计的核心人员 自始至终参与数据库设计 其水平决定了数据
9、库系统的质量,An Introduction to Database System,7.1.4 数据库设计的基本步骤,2. 用户 在数据库设计中也是举足轻重的 主要参加需求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,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,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，准备软硬件环境,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,二、数据库设计的过程(六个阶段) 需求分
10、析阶段 准确了解与分析用户需求（包括数据与处理） 是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,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DBMS的概念模型,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,逻辑结构设计阶段 将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型 对其进行优化,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,数据库物理设
11、计阶段 为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,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,An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,数据库运行和维护阶段 数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。 在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。,An Introduction to Dat
12、abase System,数据库设计的基本步骤（续）,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。P208图7.2,An Introduction to Database System,设计特点,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 将这两个方面的需求分析、抽象、设计、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 设计过程各个阶段的设计描述：P210图7.3,An Introduction to Database System,Creat Load,Main( ) if then end,概念结构设计,逻辑结构设计,物理设计,An I
13、ntroduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,数据库各级模式的形成过程(P211图7.4)需求分析阶段综合各个用户的应用需求概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于各个DBMS产品的概念模式(E-R图),An Introduction to Database System,数据库设计的基本步骤（续）,逻辑设计阶段 首先将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式 然后根据用户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图(View)，形成数据的外模式,An Introduction to Database
14、System,数据库设计的基本步骤（续）,物理设计阶段 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,An Introduction to Database System,第七章 数据库设计,7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库实施 7.7 数据库运行与维护 7.8 小结,An Introduction to Database System,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典,An Introduction to D
15、atabase System,需求分析（续）,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和实用,An Introduction to Database System,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典,An Introduction to Database System,7.2.1 需求分析的任务,一、需求分析的任务 二、需求分析的重点 三、需求分析的难点,An Introduction to Database S
16、ystem,一、需求分析的任务,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（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,An Introduction to Database System,二、需求分析的重点,需求分析的重点是“数据”和“处理”，通过调查、收集与分析，获得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 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。,An Intr
17、oduction to Database System,需求分析的重点（续）,处理要求 用户要完成的数据处理功能 对处理性能的要求 对处理的响应时间的要求 对处理方式的要求(批处理 / 联机处理)新系统的功能必须能够满足用户的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。,An Introduction to Database System,三、需求分析的难点,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。 设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至误解用户的需求。 新
18、的硬件、软件技术的出现也会使用户需求发生变化。,An Introduction to Database System,需求分析的难点(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需求,An Introduction to Database System,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典,An Introduction to Database System,7.2.2 需求分析的方法,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进一步分析与表达这些需求,An Introduct
19、ion to Database System,一、 调查用户需求的具体步骤, 调查组织机构情况组织部门的组成情况各部门的职责等,An Introduction to Database System,调查用户需求的具体步骤（续）, 调查各部门的业务活动情况。调查重点之一。各个部门输入和使用什么数据如何加工处理这些数据输出什么信息输出到什么部门输出结果的格式是什么,An Introduction to Database System,调查用户需求的具体步骤（续）, 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。信息要求处理要求完全性与完整性要求,An Introductio
20、n to Database System,调查用户需求的具体步骤（续）, 确定新系统的边界对前面调查的结果进行初步分析 确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算机完成 确定哪些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。,An Introduction to Database System,二、常用调查方法,做需求调查时，往往需要同时采用多种方法 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,An Introduction to Database Syst
21、em,常用调查方法（续）,常用调查方法 跟班作业 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,An Introduction to Database System,常用调查方法（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，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,An Introduction to Database System,三、进一步分析和表达用户需求,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（Str
22、uctured Analysis，简称SA方法）SA方法从最上层的系统组织机构入手，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。,An Introduction to Database System,进一步分析和表达用户需求（续）,1首先把任何一个系统都抽象为：,An Introduction to Database System,进一步分析和表达用户需求（续）,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
23、数据流图数据流图表达了数据和处理过程的关系,An Introduction to Database System,进一步分析和表达用户需求（续）,（3）表达方法处理过程：用判定表或判定树来描述数据：用数据字典来描述,An Introduction to Database System,进一步分析和表达用户需求（续）,3将分析结果再次提交给用户，征得用户的认可,An Introduction to Database System,四、需求分析小结,P213图7.6,An Introduction to Database System,需求分析小结（续）,实例：假设我们要开发一个学校管理系统。 1
24、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，该系统由教师管理子系统、学生管理子系统、后勤管理子系统等组成，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，学生上课等等情况的管理。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。,An Introduction to Database System,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典,An Introduction
25、 to Database System,7.2.3 数据字典,一、数据字典的用途 二、数据字典的内容,An Introduction to Database System,一、数据字典的用途,数据字典是进行真实的、详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果 它是关于数据库中数据的描述，即元数据，而不是数据本身。数据字典是各类数据描述的集合 它是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善的。 数据字典在数据库设计中占有很重要的地位,An Introduction to Database System,二、数据字典的内容,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
26、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。,An Introduction to Database System, 数据项,数据项是不可再分的数据单位对数据项的描述数据项描述数据项名，数据项含义说明， 别名，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范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据的完整性约束条件，是设计数据检验功能的依据。,An Introduction to Database System, 数据项,数据项是不可再分的数据单位对数据项的描述数据项描述数据项名，数据项含义说明， 别名
27、，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可以用关系规范化理论为指导，用数据依赖的概念分析和表示数据项之间的关系。即按实际语义写成每个数据项之间的数据依赖，它们是数据库逻辑设计阶段数据模型优化的依据。,An Introduction to Database System, 数据结构,数据结构反映了数据之间的组合关系。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,An Introduction to Database System, 数据流,数据流是数
28、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（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,An Introduction to Database System, 数据存储,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。包括手工文档或凭据，计算机文档等。 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
29、 流入的数据流：指出数据来源 流出的数据流：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,An Introduction to Database System, 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。而数据字典中只需要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,An Introduction to Database System,处理过程（续）,简要说明：主要说明该处理过程的功能及处理要
30、求 功能：该处理过程用来做什么（不是怎么做） 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的输入及性能评价的标准,An Introduction to Database System,处理过程（续）,例：学生学籍管理子系统的数据字典。 数据项：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,An Introduction to Database System,处理过程（续
31、）,数据结构： 以“学生”为例“学生”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,An Introduction to Database System,处理过程（续）,数据流：“体检结果”可如下描述：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： 平均流量： 高峰期流量：,An Introduction to Database System,处理过程（续）,数据存储：“学生登记表”可如下描述：数据存储： 学生登记表说明： 记录学生的基本
32、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,An Introduction to Database System,处理过程（续）,处理过程：“分配宿舍”可如下描述：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不超过15分钟。,An Introduction to Database System,7.3 概念结构设计,7.3.1 概念结构设计概述
33、 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成,An Introduction to Database System,7.3.1 概念结构,什么是概念结构设计 需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求 将需求分析得到的用户需求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,An Introduction to Database System,概念结构（续）,An Introduction to Database S
34、ystem,概念结构（续）,概念结构设计的特点 （1）能真实、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。,An Introduction to Database System,概念结构（续）,概念结构设计的特点(续) （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。 （4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。,An Introduction to Database System,概念结构（续）,描述概念模型的
35、工具 E-R模型,An Introduction to Database System,7.3 概念结构设计,7.3.1 概念结构设计概述 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成,An Introduction to Database System,7.3.2 概念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,An Introduction to Database System,概念结构设计的方法与步骤（续）,逐步
36、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。,An Introduction to Database System,概念结构设计的方法与步骤（续）,自顶向下策略,An Introduction to Database System,概念结构设计的方法与步骤（续）,自底向上策略,An Introduction to Database System,概念结构设计的方法与步骤（续）,逐步扩张,An Introduc
37、tion to Database System,概念结构设计的方法与步骤（续）,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：抽象数据并设计局部视图 第2步：集成局部视图，得到全局概念结构,An Introduction to Database System,7.3 概念结构设计,7.3.1 概念结构设计概述 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成,An Introduction to Database System,7.3.3 数据抽象与局部视图设计,数据抽象 局部视图设计,An Intr
38、oduction to Database System,一、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,An Introduction to Database System,数据抽象（续）,三种常用抽象 1. 分类（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 例：P217图7.9,An Introduction
39、to Database System,数据抽象（续）,2. 聚集（Aggregation） 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“is part of”的语义 在E-R模型中若干属性的聚集组成了实体型，就是这种抽象 例：P222图7.15，图7.16，图7.17,An Introduction to Database System,数据抽象（续）,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：继承性。子类继承超类上定义的所有抽象。例：P220图7.12,An Introdu
40、ction to Database System,数据抽象（续）,注：原E-R模型不具有概括，本书对E-R模型作了扩充，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，用直线加小圆圈表示超类-子类的联系,An Introduction to Database System,数据抽象（续）,数据抽象的用途 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 实体的属性，标识实体的码 确定实体之间的联系类型(1:1，1:n，m:n),An Introduction to Database System,二、局部视图设计,设计分E-R图的步骤: 选择局部应用 逐一设计分E-R图,
41、An Introduction to Database System, 选择局部应用,需求分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。 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E-R图。,An Introduction to Database System,选择局部应用（续）,通常以中层数据流图作为设计分E-R图的依据。原因： 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,An Introduction t
42、o Database System, 逐一设计分E-R图,任务 标定局部应用中的实体、属性、码，实体间的联系 将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）,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,如何抽象实体和属性 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。,An Introduction
43、 to Database System,逐一设计分E-R图（续）,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“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。,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,如何区分实体和属性 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“属性”，在另一种应用环境中就必须作为“实体”。例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为“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
44、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,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,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。 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。,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,举例 例1：“学生”由学号、姓名等属性进一步描述，根据准则，“学生”只能作为
45、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。（P225图7.19）,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,设计分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”等已是若干属性的有意义的聚合 （2）按上面给出的准则进行必要的调整。,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,例：学籍管理局部应用中主要涉及
46、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。,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,由于班主任同时还要教课，因此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。学籍管理局部应用的分E-R图草图,
47、An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,该E-R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， 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，人数其中有下划线的属性为实体的码。,An Introduction to Database System,逐一设计分E-R图（续）,同样方法可以得到课程管理局部应用的分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，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
48、名，价钱教室：教室编号，地址，容量,An Introduction to Database System,7.3 概念结构设计,7.3.1 概念结构 7.3.2 概念结构设计的方法与步骤 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 7.3.4 视图的集成,An Introduction to Database System,7.3.4 视图的集成,各个局部视图即分E-R图建立好后，还需要对它们进行合并，集成为一个整体的数据概念结构即总E-R图。,An Introduction to Database System,视图的集成（续）,视图集成的两种方式 一次集成（P219图7.11(a)(b)） 一次集
49、成多个分E-R图 通常用于局部视图比较简单时 逐步累积式（P219图7.11(c)） 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,An Introduction to Database System,视图的集成（续）,集成局部E-R图的步骤 1. 合并 2. 修改与重构,An Introduction to Database System,视图的集成（续）,An Introduction to Database System,一、合并分E-R图，生成初步E-R图,各分图存在冲突 各个局部应用所面向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
50、必定会存在许多不一致的地方 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,An Introduction to Database System,合并分E-R图，生成初步E-R图（续）,冲突的种类 属性冲突 命名冲突 结构冲突,An Introduction to Database System, 属性冲突,两类属性冲突 属性域冲突：属性值的类型、取值范围或取值集合不同。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，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。例2， 某些部门（即局部应用）以出生日期形式表示学生的年龄，而另一些部门（即局部应用）用整数形式表示学生的年龄。,
