1、11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用寶雞文理學(xué)院數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論An Introduction to Database System第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(續(xù)-1)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概述7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計7.3.4 視圖的集成11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3.1 概念結(jié)構(gòu)什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計需求分析階段描述的用戶應(yīng)用需求是現(xiàn)實(shí)世界的具體需求將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，它比數(shù)據(jù)模型更獨(dú)立于機(jī)器、更抽象，從而更加穩(wěn)定。概

2、念結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界信息世界需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)（1）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，能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求。是對現(xiàn)實(shí)世界的一個真實(shí)模型。（2）易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計成功的關(guān)鍵。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)(續(xù))（3）易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時，容易對概念模型修改和擴(kuò)充。（4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。11:01:

3、21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）描述概念模型的工具E-R模型11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概述7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計7.3.4 視圖的集成11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的四類方法自頂向下 首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化自底向上 首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）逐步擴(kuò)張 首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)

4、，直至總體概念結(jié)構(gòu)混合策略 將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計一個全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計的各局部概念結(jié)構(gòu)。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)） 自頂向下策略11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)） 自底向上策略 11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)） 逐步擴(kuò)張11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟（續(xù)）常用策略自頂向下地進(jìn)行需求分析自底向上地設(shè)計概念結(jié)構(gòu)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用自底向上設(shè)計概念結(jié)構(gòu)的步驟第1步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖第2步：集成局部視圖，

5、得到全局概念結(jié)構(gòu)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概述7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計7.3.4 視圖的集成11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計數(shù)據(jù)抽象局部視圖設(shè)計11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用一、數(shù)據(jù)抽象概念結(jié)構(gòu)是對現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象從實(shí)際的人、物、事和概念中抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)把這些特性用各種概念精確地加以描述這些概念組成了某種模型11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）三種常用抽象1. 分類（Classification）定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組

6、對象的類型這些對象具有某些共同的特性和行為它抽象了對象值和型之間的“is member of”的語義在E-R模型中，實(shí)體型就是這種抽象11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）2. 聚集（Aggregation）定義某一類型的組成成分它抽象了對象內(nèi)部類型和成分之間“is part of”的語義在E-R模型中若干屬性的聚集組成了實(shí)體型，就是這種抽象例：11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）3. 概括（Generalization）定義類型之間的一種

7、子集聯(lián)系它抽象了類型之間的“is subset of”的語義概括有一個很重要的性質(zhì)：繼承性。子類繼承超類上定義的所有抽象。 例：11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）注：原E-R模型不具有概括，本書對E-R模型作了擴(kuò)充，允許定義超類實(shí)體型和子類實(shí)體型。 用雙豎邊的矩形框表示子類， 用直線加小圓圈表示超類-子類的聯(lián)系11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）數(shù)據(jù)抽象的用途對需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織（聚集），形成實(shí)體實(shí)體的屬性，標(biāo)識實(shí)體的碼確定實(shí)體之間的聯(lián)系類型(1:1，1:n，m:n)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用二、局部

8、視圖設(shè)計設(shè)計分E-R圖的步驟:選擇局部應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 選擇局部應(yīng)用需求分析階段，已用多層數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典描述了整個系統(tǒng)。設(shè)計分E-R圖首先需要根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，讓這組圖中每一部分對應(yīng)一個局部應(yīng)用，然后以這一層次的數(shù)據(jù)流圖為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計分E-R圖。 11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用選擇局部應(yīng)用（續(xù)）通常以中層數(shù)據(jù)流圖作為設(shè)計分E-R圖的依據(jù)。原因：高層數(shù)據(jù)流圖只能反映系統(tǒng)的概貌中層數(shù)據(jù)流圖能較好地反映系統(tǒng)中各局部應(yīng)用的子系統(tǒng)組成低層數(shù)據(jù)流圖過細(xì)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用

9、選擇局部應(yīng)用（續(xù)）例：由于學(xué)籍管理、課程管理等都不太復(fù)雜，因此可以它們?nèi)胧衷O(shè)計學(xué)生管理子系統(tǒng)的分E-R圖。如果局部應(yīng)用比較復(fù)雜，則可以從更下層的數(shù)據(jù)流圖入手。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 逐一設(shè)計分E-R圖任務(wù)標(biāo)定局部應(yīng)用中的實(shí)體、屬性、碼，實(shí)體間的聯(lián)系將各局部應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)分別從數(shù)據(jù)字典中抽取出來，參照數(shù)據(jù)流圖，標(biāo)定各局部應(yīng)用中的實(shí)體、實(shí)體的屬性、標(biāo)識實(shí)體的碼，確定實(shí)體之間的聯(lián)系及其類型（1:1，1:n，m:n）11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）如何抽象實(shí)體和屬性實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中一組具有某些共同特性和行為的對象就可以抽象為一個實(shí)體。對象和實(shí)體之間是“is membe

10、r of的關(guān)系。 例：在學(xué)校環(huán)境中，可把張三、李四等對象抽象為學(xué)生實(shí)體。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）屬性：對象類型的組成成分可以抽象為實(shí)體的屬性。組成成分與對象類型之間是“is part of的關(guān)系。例：學(xué)號、姓名、專業(yè)、年級等可以抽象為學(xué)生實(shí)體的屬性。其中學(xué)號為標(biāo)識學(xué)生實(shí)體的碼。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）如何區(qū)分實(shí)體和屬性實(shí)體與屬性是相對而言的。同一事物，在一種應(yīng)用環(huán)境中作為“屬性”，在另一種應(yīng)用環(huán)境中就必須作為“實(shí)體”。例：學(xué)校中的系，在某種應(yīng)用環(huán)境中，它只是作為“學(xué)生”實(shí)體的一個屬性，表明一個學(xué)生屬于哪個系；而在另一種環(huán)境中，由于

11、需要考慮一個系的系主任、教師人數(shù)、學(xué)生人數(shù)、辦公地點(diǎn)等，這時它就需要作為實(shí)體了。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）一般原則屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)。即屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能再由另一些屬性組成。屬性不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系。聯(lián)系只發(fā)生在實(shí)體之間。符合上述兩條特性的事物一般作為屬性對待。為了簡化E-R圖的處置，現(xiàn)實(shí)世界中的事物凡能夠作為屬性對待的，應(yīng)盡量作為屬性。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）舉例例1：“學(xué)生”由學(xué)號、姓名等屬性進(jìn)一步描述，根據(jù)準(zhǔn)則，“學(xué)生”只能作為實(shí)體，不能作為屬性。例2：職稱通常作為教師實(shí)體的屬性，但在涉及住房分配時，由

12、于分房與職稱有關(guān)，也就是說職稱與住房實(shí)體之間有聯(lián)系，根據(jù)準(zhǔn)則，這時把職稱作為實(shí)體來處理會更合適些。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）設(shè)計分E-R圖的步驟（1）以數(shù)據(jù)字典為出發(fā)點(diǎn)定義E-R圖。 數(shù)據(jù)字典中的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)流”和“數(shù)據(jù)存儲”等已是若干屬性的有意義的聚合（2）按上面給出的準(zhǔn)則進(jìn)行必要的調(diào)整。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）例：學(xué)籍管理局部應(yīng)用中主要涉及的實(shí)體包括學(xué)生、宿舍、檔案材料、班級、班主任。實(shí)體之間的聯(lián)系：由于一個宿舍可以住多個學(xué)生，而一個學(xué)生只能住在某一個宿舍中，因此宿舍與學(xué)生之間是1:n的聯(lián)系。由于一個班級往往有若干名學(xué)生

13、，而一個學(xué)生只能屬于一個班級，因此班級與學(xué)生之間也是1:n的聯(lián)系。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）由于班主任同時還要教課，因此班主任與學(xué)生之間存在指導(dǎo)聯(lián)系，一個班主任要教多名學(xué)生，而一個學(xué)生只對應(yīng)一個班主任，因此班主任與學(xué)生之間也是1:n的聯(lián)系。而學(xué)生和他自己的檔案材料之間，班級與班主任之間都是1:1的聯(lián)系。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)） 接下來需要進(jìn)一步斟酌該E-R圖，做適當(dāng)調(diào)整。(1) 在一般情況下，性別通常作為學(xué)生實(shí)體的屬性，但在本局部應(yīng)用中，由于宿舍分配與學(xué)生性別有關(guān)，根據(jù)準(zhǔn)則，應(yīng)該把性別作為實(shí)體對待。(2) 數(shù)據(jù)存儲“學(xué)生登記表”，由

14、于是手工填寫，供存檔使用，其中有用的部分已轉(zhuǎn)入學(xué)生檔案材料中，因此這里就不必作為實(shí)體了。最后得到學(xué)籍管理局部應(yīng)用的分E-R圖：如下圖11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）該E-R圖中省略了各個實(shí)體的屬性描述：學(xué)生：學(xué)號，姓名，出生日期性別：性別檔案材料：檔案號， 班級：班級號，學(xué)生人數(shù)班主任：職工號，姓名，性別， 是否為優(yōu)秀班主任 宿舍：宿舍編號，地址，人數(shù) 其中有下劃線的屬性為實(shí)體的碼。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用逐一設(shè)計分E-R圖（續(xù)）同樣方法可以得到課程管理局部應(yīng)用的分E-R圖，11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用各實(shí)體的屬性分別為：學(xué)生

15、：姓名，學(xué)號，性別，年齡，所在系，年級，平均成績課程：課程號，課程名，學(xué)分教師：職工號，姓名，性別，職稱教科書：書號，書名，價錢教室：教室編號，地址，容量11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.3.1 概念結(jié)構(gòu)7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法與步驟7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計7.3.4 視圖的集成11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用7.3.4 視圖的集成各個局部視圖即分E-R圖建立好后，還需要對它們進(jìn)行合并，集成為一個整體的數(shù)據(jù)概念結(jié)構(gòu)即總E-R圖。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用視圖的集成（續(xù)）視圖集成的兩種方式一次集成一次集成多個分E-R圖通常用于局部視圖比較簡單時逐步累積

16、式首先集成兩個局部視圖（通常是比較關(guān)鍵的兩個局部視圖）以后每次將一個新的局部視圖集成進(jìn)來11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用視圖的集成（續(xù)）集成局部E-R圖的步驟1. 合并2. 修改與重構(gòu)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用視圖的集成（續(xù)）11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用一、合并分E-R圖，生成初步E-R圖各分圖存在沖突各個局部應(yīng)用所面向的問題不同由不同的設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計各個分E-R圖之間必定會存在許多不一致的地方合并分E-R圖的主要工作與關(guān)鍵所在：合理消除各分E-R圖的沖突11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用合并分E-R圖，生成初步E-R圖（續(xù)）沖突的種類屬性沖突命名沖突

17、結(jié)構(gòu)沖突11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 屬性沖突兩類屬性沖突屬性域沖突：屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同。例1， 由于學(xué)號是數(shù)字，因此某些部門（即局部應(yīng)用）將學(xué)號定義為整數(shù)形式，而由于學(xué)號不用參與運(yùn)算，因此另一些部門（即局部應(yīng)用）將學(xué)號定義為字符型形式。例2， 某些部門（即局部應(yīng)用）以出生日期形式表示學(xué)生的年齡，而另一些部門（即局部應(yīng)用）用整數(shù)形式表示學(xué)生的年齡。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用屬性沖突（續(xù)）屬性取值單位沖突。例：學(xué)生的身高，有的以米為單位，有的以厘米為單位，有的以尺為單位。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用屬性沖突（續(xù)）屬性沖突的解決方法通常用討論、協(xié)商等行政手段加以解決

18、11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 命名沖突兩類命名沖突同名異義：不同意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字 例，局部應(yīng)用A中將教室稱為房間 局部應(yīng)用B中將學(xué)生宿舍稱為房間異名同義（一義多名）：同一意義的對象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字 例，有的部門把教科書稱為課本 有的部門則把教科書稱為教材11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用命名沖突（續(xù)）命名沖突可能發(fā)生在屬性級、實(shí)體級、聯(lián)系級上。其中屬性的命名沖突更為常見。命名沖突的解決方法通過討論、協(xié)商等行政手段加以解決11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 結(jié)構(gòu)沖突三類結(jié)構(gòu)沖突同一對象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象 例，“課程”在某一局部應(yīng)用中被當(dāng)作實(shí)體 在

19、另一局部應(yīng)用中則被當(dāng)作屬性解決方法：通常是把屬性變換為實(shí)體或把實(shí)體變換為屬性，使同一對象具有相同的抽象。變換時要遵循兩個準(zhǔn)則。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）同一實(shí)體在不同局部視圖中所包含的屬性不完全相同，或者屬性的排列次序不完全相同。產(chǎn)生原因：不同的局部應(yīng)用關(guān)心的是該實(shí)體的不同側(cè)面。解決方法：使該實(shí)體的屬性取各分E-R圖中屬性的并集，再適當(dāng)設(shè)計屬性的次序。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生學(xué)號 姓名性別平均成績(a)在局部應(yīng)用A中11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生學(xué)號 姓名出生日期年級(b)在局部應(yīng)用B中所在系 11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用結(jié)

20、構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生學(xué)號 姓名 政治面貌 (c)在局部應(yīng)用C中11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生 政治面貌 學(xué)號出生日期年級(d)合并后所在系 平均成績姓名性別11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）實(shí)體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型例1， 實(shí)體E1與E2在局部應(yīng)用A中是多對多聯(lián)系，而在局部應(yīng)用B中是一對多聯(lián)系例2， 在局部應(yīng)用X中E1與E2發(fā)生聯(lián)系，而在局部應(yīng)用Y中E1、E2、E3三者之間有聯(lián)系。解決方法：根據(jù)應(yīng)用語義對實(shí)體聯(lián)系的類型進(jìn)行綜合或調(diào)整。例如：零件與產(chǎn)品之間的多對多聯(lián)系“構(gòu)成”。產(chǎn)品、零件和供應(yīng)商之間存在多對多的聯(lián)系“供應(yīng)”。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理

21、與應(yīng)用合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例 下面我們來看看如何生成學(xué)校管理系統(tǒng)的初步E-R圖。我們著重介紹學(xué)籍管理局部視圖與課程管理局部視圖的合并。 這兩個分E-R圖存在著多方面的沖突： 11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例(1) 班主任實(shí)際上也屬于教師，也就是說學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管理中的教師實(shí)體在一定程度上屬于異名同義，可以應(yīng)將學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管理中的教師實(shí)體統(tǒng)一稱為教師，統(tǒng)一后教師實(shí)體的屬性構(gòu)成為：教師：職工號，姓名，性別，職稱， 是否為優(yōu)秀班主任11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例（續(xù)）(2) 將班主任

22、改為教師后，教師與學(xué)生之間的聯(lián)系在兩個局部視圖中呈現(xiàn)兩種不同的類型，一種是學(xué)籍管理中教師與學(xué)生之間的指導(dǎo)聯(lián)系，一種是課程管理中教師與學(xué)生之間的教學(xué)聯(lián)系，由于指導(dǎo)聯(lián)系實(shí)際上可以包含在教學(xué)聯(lián)系之中，因此可以將這兩種聯(lián)系綜合為教學(xué)聯(lián)系。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例（續(xù)）(3) 性別在兩個局部應(yīng)用中具有不同的抽象，它在學(xué)籍管理中為實(shí)體，在課程管理中為屬性，按照前面提到的兩個原則，在合并后的E-R圖中性別只能作為實(shí)體，否則它無法與宿舍實(shí)體發(fā)生聯(lián)系。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例（續(xù)）(4) 在兩個局部E-R圖中，學(xué)生實(shí)體屬性組

23、成及次序都存在差異，應(yīng)將所有屬性綜合，并重新調(diào)整次序。假設(shè)調(diào)整結(jié)果為：學(xué)生：學(xué)號，姓名，出生日期，年齡，所在系，年級，平均成績11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用二、修改與重構(gòu)基本任務(wù)消除不必要的冗余，設(shè)計生成基本E-R圖合并初步E-R圖分E-R圖可能存在冗余的數(shù)據(jù)和冗余的實(shí)體間聯(lián)系基本E-R圖消除不必要的冗余11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用修改與重構(gòu)（續(xù)）1冗余2消除冗余的方法11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用1冗余冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。 冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系容易破壞數(shù)據(jù)庫的完整性，給數(shù)據(jù)庫維護(hù)增加困難并不是所有的冗余數(shù)據(jù)與冗余聯(lián)系都必須加以消除

24、，有時為了提高某些應(yīng)用的效率，不得不以冗余信息作為代價。 11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用冗余（續(xù)）設(shè)計數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)時，哪些冗余信息必須消除，哪些冗余信息允許存在，需要根據(jù)用戶的整體需求來確定。消除不必要的冗余后的初步E-R圖稱為基本E-R圖。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用2消除冗余的方法分析方法以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間邏輯關(guān)系的說明來消除冗余。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余的方法(續(xù))例，教師工資單中包括該教師的基本工資、各種補(bǔ)貼、應(yīng)扣除的房租水電費(fèi)以及實(shí)發(fā)工資。由于實(shí)發(fā)工資可以由前面各項(xiàng)推算出來，因此可以去掉，在需要查詢實(shí)發(fā)工資時根據(jù)基本工資、

25、各種補(bǔ)貼、應(yīng)扣除的房租水電費(fèi)數(shù)據(jù)臨時生成。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余的方法（續(xù)）如果是為了提高效率，人為地保留了一些冗余數(shù)據(jù)，則應(yīng)把數(shù)據(jù)字典中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的說明作為完整性約束條件。一種更好的方法是把冗余數(shù)據(jù)定義在視圖中11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余的方法（續(xù)）規(guī)范化理論函數(shù)依賴的概念提供了消除冗余聯(lián)系的形式化工具11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余的方法（續(xù)）方法1. 確定分E-R圖實(shí)體之間的數(shù)據(jù)依賴FL 。實(shí)體之間一對一、一對多、多對多的聯(lián)系可以用實(shí)體碼之間的函數(shù)依賴來表示。例：班級和學(xué)生之間一對多的聯(lián)系： 學(xué)號班級號學(xué)生和課程之間多對多的聯(lián)系： （學(xué)號，課程號） 成

26、績11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余的方法（續(xù)）2. 求FL的最小覆蓋GL ，差集為 D = FL-GL。 逐一考察D中的函數(shù)依賴，確定是否是冗余的聯(lián)系，若是，就把它去掉。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余的方法（續(xù)）由于規(guī)范化理論受到泛關(guān)系假設(shè)的限制，應(yīng)注意下面兩個問題：1.冗余的聯(lián)系一定在D中，而D中的聯(lián)系不一定是冗余的；2.當(dāng)實(shí)體之間存在多種聯(lián)系時要將實(shí)體之間的聯(lián)系在形式上加以區(qū)分。部門和職工之間兩種聯(lián)系表示為：負(fù)責(zé)人.職工號部門號部門號負(fù)責(zé)人.職工號11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用泛關(guān)系假設(shè)假設(shè)存在著一個單一的關(guān)系模式 “假設(shè)已知一個模式S，它僅由單個關(guān)系模式組成，問題是要

27、設(shè)計一個模式SD，它與S等價，但在某些方面更好一些”從一個關(guān)系模式出發(fā)，而不是從一組關(guān)系模式出發(fā)實(shí)行分解“等價”的定義也是一組關(guān)系模式與一個關(guān)系模式的“等價”11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用泛關(guān)系假設(shè)(續(xù))泛關(guān)系假設(shè)是運(yùn)用規(guī)范化理論時的障礙承認(rèn)了泛關(guān)系假設(shè)，就等于承認(rèn)了現(xiàn)實(shí)世界各實(shí)體間只能有一種聯(lián)系11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實(shí)例上面初步E-R圖中存在著冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系：(1) 學(xué)生實(shí)體中的年齡屬性可以由出生日期推算出來，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。這樣不僅可以節(jié)省存儲空間，而且當(dāng)某個學(xué)生的出生日期有誤，進(jìn)行修改后，無須相應(yīng)修改年齡，減少了產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的機(jī)會。

28、學(xué)生：學(xué)號，姓名，出生日期，所在系， 年級，平均成績11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實(shí)例（續(xù)）(2) 教室實(shí)體與班級實(shí)體的上課聯(lián)系可以由教室與課程之間的開設(shè)聯(lián)系、課程與學(xué)生之間的選修聯(lián)系、學(xué)生與班級之間的組成聯(lián)系三者推導(dǎo)出來，因此屬于冗余聯(lián)系，可以消去。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實(shí)例（續(xù)）(3) 學(xué)生實(shí)體中的平均成績可以從選修聯(lián)系中的成績屬性中推算出來由于應(yīng)用中需要經(jīng)常查詢某個學(xué)生的平均成績，每次都進(jìn)行這種計算效率就會太低，因此為提高效率，保留該冗余數(shù)據(jù)但定義一個觸發(fā)器來保證學(xué)生的平均成績等于該學(xué)生各科成績的平均值。任何一科成績

29、修改后，或該學(xué)生學(xué)了新的科目并有成績后，就觸發(fā)該觸發(fā)器去修改該學(xué)生的平均成績屬性值。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用消除冗余，設(shè)計生成基本E-R圖實(shí)例（續(xù)）下圖是對圖16進(jìn)行修改和重構(gòu)后生成的基本E-R圖。學(xué)生管理子系統(tǒng)的基本E-R圖與教師管理子系統(tǒng)以及后勤管理子系統(tǒng)的基本E-R圖合并后，生成整個學(xué)校管理系統(tǒng)的基本E-R圖11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用三、驗(yàn)證整體概念結(jié)構(gòu)視圖集成后形成一個整體的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)，對該整體概念結(jié)構(gòu)還必須進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，確保它能夠滿足下列條件：整體概念結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致性，不存在互相矛盾的表達(dá)。整體概念結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確地反映原來的每個視圖結(jié)構(gòu)，包括屬性、實(shí)體及實(shí)體間的

30、聯(lián)系。整體概念結(jié)構(gòu)能滿足需要分析階段所確定的所有要求。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用驗(yàn)證整體概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）整體概念結(jié)構(gòu)最終還應(yīng)該提交給用戶，征求用戶和有關(guān)人員的意見，進(jìn)行評審、修改和優(yōu)化，然后把它確定下來，作為數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)，作為進(jìn)一步設(shè)計數(shù)據(jù)庫的依據(jù)。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計實(shí)施運(yùn)行維護(hù)設(shè)計過程中往往還會有許多反復(fù)。11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界信息世界需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視

31、圖集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu)驗(yàn)證整體概念結(jié)構(gòu)11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)數(shù)據(jù)抽象分類聚集概括11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)設(shè)計局部視圖 選擇局部應(yīng)用 逐一設(shè)計分E-R圖標(biāo)定局部應(yīng)用中的實(shí)體、屬性、碼，實(shí)體間的聯(lián)系用E-R圖描述出來11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)集成局部視圖1.合并分E-R圖，生成初步E-R圖消除沖突屬性沖突命名沖突結(jié)構(gòu)沖突2. 修改與重構(gòu)消除不必要的冗余，設(shè)計生成基本E-R圖分析方法規(guī)范化理論11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用相關(guān)英文講解（1）：Conceptual database design:Step 1 buil

32、d local conceptual data model for each viewObjective: To build a local conceptual data model of an enterprise for each specific view. Step 1.1 Identify entity types Objective: To identify the main entity types that are required by the view. Step 1.2 Identify relationship types Objective: To identify

33、 the important relationships that exist between the entity types that have been identified. Step 1.3 Identify and associate attributes with entity or relationship types第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計11:01:21數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用相關(guān)英文講解（2）： Objective: To associate attributes with the appropriate entity or relationship types. Step 1.4 D

34、etermine attribute domains Objective: To determine domains for the attributes in the local conceptual data model. Step 1.5 Determine candidate and primary key attributes Objective: To identify the candidate key(s) for each entity type and, if there is more than one candidate key, to choose one to be primary key. When choosing a primary key from among the candidate keys, use the following guidelines to help make the selection:第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)