数据库设计概念结构设计

数据库设计-概念结构设计单世民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

设计的关键现实世界信息世界机器世界需求分析概念结构设计概念结构设计的特点能真实、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。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。易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。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

自底向上

逐步扩张

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。概念结构设计的方法与步骤自顶向下

首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化需求全局概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式………概念结构设计的方法与步骤自底向上

首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构子需求全局概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式………子需求子需求子需求概念结构设计的方法与步骤逐步扩张

首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构核心概念结构核心需求需求全局概念结构…概念结构设计的方法与步骤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，得到全局概念结构数据抽象数据抽象

概念结构是对现实世界的一种抽象，是从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节。这些共同特性被各种概念精确地加以描述，然后这些概念又组成了某种模型数据抽象三种常用抽象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“ismemberof”的语义，在E-R模型中，实体型就是这种抽象。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“ispartof”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“issubsetof”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。数据抽象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)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图局部视图设计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。选择局部应用选择局部应用

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）逐一蔑设计似分E-凝R图如何债抽象临实体蜘和属受性实体：现暮实世定界中趁一组眯具有虾某些叼共同头特性飘和行毛为的父对象锄就可圾以抽拢象为逢一个肢实体堵。对伪象和沉实体生之间纤是“is比m酷em系be立r抱of听"的关雁系。例：简在学符校环机境中需，可草把张脾三、救李四见等对息象抽沟象为慨学生均实体叠。属性：对库象类贴型的络组成始成分聪可以贤抽象余为实赤体的犹属性赖。组换成成哄分与鲜对象想类型贪之间鉴是“is奔p鸦ar无t该of娇"的关获系。例：腹学号载、姓她名、船专业荒、年辨级等刘可以询抽象哨为学呀生实叛体的欧属性俭。其悲中学麦号为锅标识驳学生每实体衰的码疫。逐一招设计认分E-赖R图如何迅区分服实体宋和属当性实体之与属伪性是改相对对而言认的。同脖一事皆物，洁在一钉种应扔用环若境中袖作为除“属晶性”舞，在茧另一写种应堂用环乔境中榜就必敏须作亿为“局实体搏”。例：涂学校库中的涌系，害在某啄种应括用环统境中涨，它拳只是拨作为饱“学芽生”庙实体瓣的一扩个属秘性，著表明致一个貌学生风属于勇哪个腾系；挺而在晶另一溉种环改境中呆，由太于需胆要考挨虑一横个系洞的系裁主任谜、教捧师人返数、序学生挪人数臭、办旦公地秋点等拜，这债时它吗就需炼要作缩慧为实唉体了笔。逐一埋设计倘分E-患R图一般脱原则属性切不能酿再具礼有需绍要描舅述的猴性质梅。即叙属性纲必须志是不袭可分呆的数窑据项扇，不特能再盘由另慎一些熔属性淡组成瞒。属性乞不能承与其修他实立体具励有联蛾系。齐联系输只发冠生在娘实体碎之间港。符合剪上述劈燕两条堡特性蜓的事勒物一照般作育为属紫性对丛待。为了狂简化E-届R图的滥处置险，现躁实世涂界中船的事炎物凡状能够罩作为桌属性均对待房诚的，愿应尽墨量作集为属晒性。逐一升设计算分E-番R图举例例1：“合学生经”由学描号、毕姓名用等属灭性进涌一步摧描述贵，根策据准歇则１法，“句学生绵”只滑能作技为实预体，淹不能陕作为岩属性返。例2：职丝式称通常舌作为刻教师蜘实体勉的属租性，散但在些涉及麻住房呜分配厨时，份由于艰分房躬与职诞称有祥关，鼠也就恢是说婆职称旨与住迫房实弄体之榜间有题联系辆，根贯据准府则２文，这链时把蝴职称津作为丙实体板来处种理会钱更合滩适些企。逐一中设计杏分E-斜R图设计退分E-菠R图的晶步骤以数魂据字哨典为秩出发役点定樱义E-绞R图。局数据剖字典汽中的弹“数医据结令构”吊、“国数据居流”榆和“驾数据晒存储任”等乒已是椒若干艇属性语的有振意义街的聚不合按上篇面给衫出的琴准则绑进行泡必要龟的调芹整。逐一势设计灿分E-择R图例：方学籍凤管理孤局部姐应用兴中主骄要涉卸及的燥实体细包括君学生割、宿浊舍、梯档案叫材料腊、班州级、垒班主本任。实体竟之间侧的联拌系：由于薄一个钟宿舍逆可以存住多仗个学微生，房诚而一床个学锐生只贸能住逃在某骑一个剪宿舍甚中，尚因此宿舍页与学生生之间芝是1:差n的联搂系。由于投一个凝班级浅往往委有若桨干名宰学生牛，而婆一个招学生常只能闯属于楚一个华班级毕，因两此班级甲与学胜生之间破也是1:均n的联予系。由于传班主哄任同勉时还妨要教驱课，哥因此芒班主忌任与庙学生袭之间员存在冒指导炼联系贩，一宴个班套主任毛要教防多名抚学生茧，而始一个看学生庙只对瓜应一史个班惕主任根，因剩此班主现任与动学生之间持也是1:避n的联死系。而学生本和他比自己厦的档宏案材仁料之间嘴，班级哥与班谢主任之间撤都是1:袜1的联启系。逐一挑设计嫩分E-届R图宿舍学生班主而任班级档案指导住宿组成对应1n1111nn性别决定对应1nn1逐一涨设计舱分E-武R图该E-蓝R图中荒省略康了各消个实舞体的倦属性阀描述陆：榨学生翅：｛学号，姓垦名，然出生逆日期嫩｝帅性别逝：｛性别｝蜓档案崇材料饲：｛档案隙号，……｝圣班级虎：｛班级棚号，学棕生人承数｝粮班糟主任装：｛职工揉号，姓芝名，失性别竟，是耐否为窄优秀俘班主蚀任｝暑宿且舍：遍｛宿舍身编号，地捏址，效人数译｝短其中财有下岭划线未的属杨性为橡实体诱的码士。逐一绣设计戴分E-拦R图同样杨方法税可以赚得到获课程团管理诸局部万应用挺的分E-抄R图各实佣体的忽属性害分别径为：雨学慈生：拔｛姓崇名，学号，性团别，插年龄切，所俗在系坊，裤年献级，撕平均构成绩顷｝辽课程释：｛课程撤号，课理程名奸，学烫分｝华教当师：左｛职工揉号，姓衬名，速性别绝，职胁称｝能教丸科书范：｛书号，书戒名，侮价钱疾｝笼教室摧：｛教室雾编号，地冶址，阁容量链｝逐一笔设计胸分E-绘R图学生课程教室教科卖书教师讲授使用选修占用教学mnnnnmm1nm视图钓的集允成各个忘局部矛视图茎即分E-娃R图建盯立好赔后，坝还需喊要对南它们何进行享合并意，集佳成为掌一个殃整体语的数闷据概络念结烂构即爱总E-哪R图。视图径集成泳的两破种方论式一次换集成（P2斯19图7.倦25骆(a根)）帝一次狮集成爬多个录分E-工R图，扇通常朱用于芦局部稳视图剂比较如简单雷时逐步主累积贩式（P2茫19图7.沟25嫌(b硬)）娃首先系集成需两个葵局部抽视图此（通该常是讽比较容关键梦的两护个局逃部视街图）叉，以炭后每异次将狼一个号新的努局部喷视图般集成莲进来视图堪的集尤成集成借局部E-浙R图的械步骤1.合并2.修改遇与重驰构合并（消杏除冲诞突）修改伏与重碎构（消佳除不申必要的爱冗余障）分E-刻R图初步E-喘R图基本E-相R图分析规范答化理仰论视图朴的集赔成合并巡寿分E-标R图，叛生成怎初步E-仅R图合并（消苦除冲逢突）修改涉与重医构（消眼除不琴必要的纱冗余海）分E-纽奉R图初步E-黑R图基本E-夕R图分析规范决化理哄论视图敌的集牲成合并虏分E-帜R图，锡生成吴初步E-喇R图视图察的集帜成合并言分E-睛R图，曾生成醒初步E-吹R图各分毙Ｅ－没Ｒ图责存在去冲突各个水局部扯应用能所面停向的聚问题召不同由不杜同的及设计天人员瓶进行勉设计各个沿分E-匀R图之惊间必黑定会观存在涂许多占不一河致的辩地方合并思分E-疼R图的拿主要游工作系与关导键所弱在：货合理哪消除译各分E-获R图的抹冲突视图杨的集汇成冲突邻的种煮类属性周冲突命名治冲突结构挠冲突视图姓的集辈成属性婶冲突属性撑域冲猜突：属败性值杀的类筝型、队取值融范围键或取击值集接合不渴同。例1，热由于嫂学号特是数穗字，揉因此裙某些料部门许（即泥局部填应用判）将领学号俭定义罢为整勺数形苍式，矮而由啊于学瓣号不矛用参浆与运烛算，酱因此谣另一丘些部因门（只即局睬部应锣用）市将学涛号定冲义为垦字符毫型形剧式。例2，渠某些推部门坟（即观局部枝应用绵）以脑出生掩日期黄形式无表示兼学生厉的年饮龄，贡而另胃一些去部门已（即阴局部赔应用替）用葵整数况形式汽表示娘学生书的年施龄。属性锯取值骡单位推冲突例：担学生疼的身杨高，社有的黄以米讨为单阶位，极有的偶以厘惹米为辽单位蛛，有馒的以您尺为怀单位虽。属性铜冲突僻的解摄决方若法：通喘常用仅讨论射、协杏商等秋行政通手段泽加以毒解决视图疾的集协成两类虎命名拼冲突同名废异义：不骄同意鼓义的祖对象扎在不庆同的照局部久应用脚中具赴有相氏同的拘名字例，浅局部货应用A中将免教室恐称为忍房间年；局乐部应输用B中将符学生捏宿舍渗称为太房间异名治同义（一猴义多支名）污：同据一意浓义的烧对象倚在不升同的视局部闯应用幕中具痕有不炎同的古名字例，牺有的原部门阅把教劝科书捷称为做课本好；有魂的部柿门则谨把教师科书容称为煌教材命名暑冲突传可能图发生喷在属坑性级硬、实势体级鸽、联柜系级左上。央其中耗属性抓的命弹名冲肾突更旬为常饿见。命名制冲突厨的解丸决方除法：通播过讨壮论、著协商免等行宫政手收段加窗以解金决视图六的集惨成结构悬冲突同一悬对象嘉在不葱同应坚用中赏具有会不同让的抽搁象例，狐“课惨程”饭在某探一局忘部应搬用中漆被当头作实航体，膜在另赌一局脊部应桐用中宋则被个当作埋属性解决雨方法：通韵常是畏把属终性变宫换为船实体微或把趁实体牌变换慕为属硬性，脆使同裕一对时象具猜有相追同的跪抽象待。变迈换时躺要遵乓循两签个准较则。一实浆体在惭不同局局部康视图谦中所矛包含均的属报性不打完全缴相同触，或获者属栗性的阳排列皂次序宜不完迫全相给同。产生厘原因：不萄同的慢局部鄙应用成关心巷的是驰该实气体的笛不同伤侧面拜。解决推方法：使加该实盟体的葬属性锄取各肾分E-虹R图中极属性惊的并犁集，幅再适柄当设胃计属条性的演次序践。视图望的集封成结构黎冲突学生姓名学号性别平均型成绩学号姓名出生己日期所在她系年级姓名学号政治铁面貌局部悲应用A局部昏应用B局部捡应用C合并悟后视图旬的集室成结构誉冲突实体尊之间蛮的联输系在倡不同杂局部脑视图质中呈莲现不借同的鉴类型例1，饶实体E1与E2在局猛部应丘用A中是击多对泻多联赛系，枯而在请局部北应用B中是垃一对盼多联亿系例2，步在局唤部应士用X中E1与E2发生会联系湿，而辱在局剩部应保用Y中E1、E2、E3三者还之间桌有联忽系。解决范方法：根备据应矮用语获义对鸦实体孩联系赶的类尾型进拣行综评合或触调整每。视图蔑的集插成生成悉初步E-惕R图合并（消龄除冲惠突）修改柏与重缘瑞构（消镜除不锹必要的拴冗余健）分E-选R图初步E-度R图基本E-乌R图分析规范唉化理纠论视图甜的集伙成例：促生成振学校宇管理团系统岂的初僻步E-胆R图培以合奴并学得籍管伟理局眼部视结图,课程荣管理绸局部码视图做为例晒，这权两个曾分E-为R图存军在着归多方仔面的佣冲突猜：班主谦任实衔际上我也属韵于教征师，货也就杨是说肌学籍芝管理伍中的粮班主熔任实密体与江课程塘管理湿中的透教师撤实体恐在一爬定程闷度上虽属于逗异名糟同义片，应湾将学胆籍管志理中击的班冷主任揪实体视与课撇程管硬理中吨的教津师实趴体统精一称类为教食师，限统一厦后教掠师实善体的击属性学构成砍为：庸教贞师：械｛职拥工号割，姓啄名，源性别小，职制称，夺是否近为班携主任宫｝宿舍学生班主任班级档案指导住宿属于对应1n1111nn性别决定对应1nn1班主恒任学生课程教室教科书教师讲授使用选修占用教学mnnnnmm1nm教师？视图傲的集侄成将班魔主任鞭改为启教师托后，谁教师堂与学捡生之寨间的梦联系横在两撇个局寄部视腹图中饭呈现渐两种臭不同遥的类六型，碍一种上是学抱籍管阁理中概教师骄与学盯生之典间的谣指导谷联系活，一雷种是涂课程埋管理著中教箱师与愚学生幕之间闻的教建学联傲系，县由于凭指导勿联系巩实际居上可炎以包澡含在夕教学摔联系忌之中昂，因环此可昂以将道这两秤种联着系综趴合为亚教学麻联系罪。宿舍学生班主任班级档案指导住宿属于对应1n1111nn性别决定对应1nn1学生课程教室教科书教师讲授使用选修占用教学mnnnnmm1nm？指导教学视图盘的集泳成性别定在两普个局慰部应贩用中罚具有冶不同票的抽独象，掌它在纽奉学籍盈管理脾中为去实体微，在撤课程绢管理市中为饥属性亡，按忙照前葵面提富到的报两个旧原则迅，在爱合并注后的E-塘R图中仇性别很只能抚作为夫实体拦，否宝则它侄无法的与宿奔舍实温体发摧生联朽系。宿舍学生班主任班级档案指导住宿属于对应1n1111nn性别决定对应1nn1学生课程教室教科书教师讲授使用选修占用教学mnnnnmm1nm？性别性别视图朴的集头成在两构个局染部E-指R图中黑，学开生实诵体属蓄性组量成及替次序够都存匙在差羞异，骗应将潮所有墙属性姥综合蒜，并行重新民调整店次序效。假完设调慰整结灶果为赠：友学生架：昨｛学渐号，汁姓名悔，出勤生日萝期，悦所在你系，尚年级笋，平掘均成畏绩｝解决旗上述所冲突朽后，嘉学籍以管理驳分E-抱R图与宗课程跑管理杨分E-黄R图可纹以合形并成威下图袋：视图伯的集占成宿舍学生教师班级档案教学住宿组成对应1n11m1nn性别决定对应1nn1课程选修mn讲授nm教室占用教科际书使用1nnm上课nm视图拳的集寺成修改胜与重胞构锻基本讯任务欧：消辣除不钟必要鄙的冗毕余，居设计垫生成朋基本E-希R图合并（消港除冲捕突）修改粥与重决构（消乞除不君必要的群冗余预）分E-箩R图初步E-谜R图基本E-支R图分析规范枝化理示论视图库的集交成冗余冗余驴包括顷两方始面：冗余赏的数政据是指好可由线基本奏数据页导出拣的数殿据，冗余趟的联城系是指笨可由席其他榴联系煤导出姑的联凶系。冗余甲数据嘉和冗贡余联鹊系容准易破辆坏数化据库凶的完集整性钱，给匪数据翅库维印护增论加困蛮难，屡但并不仁是所裂有的奋冗余具数据询与冗虏余联言系都态必须睁加以遭消除，有怜时为催了提于高某恩些应铅用的类效率娇，不宁得不吐以冗教余信深息作液为代企价。设计砌数据言库概断念结句构时变，哪叹些冗棋余信岔息必仇须消膀除，打哪些睛冗余停信息匀允许烛存在于，需要蠢根据俯用户罩的整颗体需蔬求来仿确定。消除松不必龟要的捕冗余铃后的削初步E-帖R图称伴为基例本E-唤R图。视图舟的集杀成消除站冗余悄的方推法分析雾方法以数壤据字欺典和产数据悠流图拘为依暴据，物根据翠数据史字典斗中关涨于数隶据项辰之间验逻辑愁关系结的说葵明来禾消除授冗余领。比如葵：恩教师贪工资允单中仅包括帖该教磁师的旅基本旨工资瓶、各倡种补坟贴、麦应扣远除的匀房租俱水电川费以灶及实切发工子资。膨由仅于实发镜工资嘴可以克由前劫面各石项推口算出望来，因钉此可以犁去掉，在必需要给查询乌实发范工资坊时根捡据基肌本工赤资、磨各种两补贴不、应骂扣除泥的房舅租水乓电费阵数据慈临时彩生成庙。视图胀的集垒成消除联冗余遣的方壮法分析兼方法如果触是为万了提灰高效赞率，饲人为晓地保厘留了趋一些坟冗余糕数据献，则蜜应把呀数据郊字典剑中数毯据关呀联的撑说明炎作为朽完整企性约章束条术件。一种乒更好辣的方贵法是滔把冗表余数住据定很义在愧视图鼓中视图厌的集咳成消除交冗余行的方幸法规范晓化理禾论函数虹依赖您的概城念提音供了妻消除公冗余候联系堡的形装式化祥工具方法1.确定是分E-刮R图实矿体之祝间的壮数据挖依赖FL。实游体之壁间一尘对一舟、一裕对多龙、多圈对多驰的联仔系可凝以用说实体面码之箩间的既函数慰依赖今来表鸦示。执例：麻班级京和学壤生之备间一耳对多党的联激系：页学号班级俩号；炊学生多和课显程之益间多鲜对多立的联侦系：姑（学宋号，该课程狼号）成绩败。2.求FL的最处小覆恋盖GL，差铸集为D贝=衰FL-GL。逐印一考特察D中的巡寿函数肿依赖调，确单定是液否是吼冗余仗的联情系，遍若是俭，就瞎把它特去掉且。视图引的集严成例：疲消除妻冗余类学生害实体译中的年龄属性两可以嚷由出生转日期推算督出来哨，属搭于冗古余数厚据，集应该后去掉烛。这抵样不贤仅可拔以节蕉省存慨储空顶间，缠而且副当某钢个学母生的沉出生凉日期纳有误阿，进税行修野改后藏，无柱须相常应修袄改年归龄，吧减少机了产驻生数宵据不钻一致哲的机浆会。学生休：｛学号，姓肠名，兔出生须日期刊，所跑在系伙，年苏级，械平均班成绩螺｝视图下的集盐成例：挎消除校冗余教室丹实体旦与班息级实隔体的上课刷联系可以吓由教落室与悉课蔑程之榆间的占用僵联系、跪课程众与学丝式生之惑间的选修肚联尚系、学宅生与蕉班级篮之间桐的组成勇联系三者拔推导钞出来绿，因拣此属桥于冗象余联牺系，明可以岔消去夹。宿舍学生教师班级档案教学住宿属于对应1n11m1nn性别决定对应1nn1课程选修mn讲授nm教室占用教科书使用1nnm上课nm上课视图蠢的集梅成例：懒消除捡冗余学生航实体蝴中的平均道成绩可以钓从选甘修联坟系中状的成疼绩属炸性中推算搞出来。由于傻应用绍中需补要经较常查旬询某衔个学犯生的蝴平均赔成绩哈，每逆次都射进行葵这种轻计算皆效率俭就会已太低尿，因泻此为提私高效扣率，预保留碌该冗涛余数隔据。但戏需定锦义一虚个触发怖器来保迟证学县生的屠平均督成绩制等于丸该学解生各立科成