5.3概念结构设计（课件）-《数据库应用技术-SQL Server》同步教学（人民邮电版）

数据库系统设计 第5章 目录 01 数据库系统 设计概述 02 需求分析 03 概念结构设计 04 逻辑结构设计 05 物理结构设计 06 数据库实施 07 数据库运行 和维护 本章主要内容 本章主要介绍数据库系统设计的整体过程及具体设计过程中使用的相关方法和技术。从数据库设计的概念出发，引出了数据库系统设计的内容、特点、使用的方法、基本过程和步骤；重点介绍需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护等阶段的具体设计内容和步骤，并详细介绍需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计的模型设计方法和模型创建步骤。 准备知识 模型是对事物、对象、过程等客观系统中人们感兴趣的内容的模拟和抽象表达，是理解系统的思维工具。 数据模型也是一种模型，是计算机世界对现实世界数据特征的抽象、表示和处理的工具。 数据库不仅要反映数据本身内容，而且要反映数据之间的联系，而这种模拟是通过数据模型实现的。 数据模型是数据库的框架，是数据库的核心和基础。 概念结构设计 第5章 03 5.3.1 概念结构设计的特点 （1）概念模型是现实世界真实模型的一个抽象表示，应客观真实、完整细致地表示现实世界，以满足用户对数据的处理要求。 （2）概念模型应易于理解。 （3）概念模型应易于修改和扩充。 （4）概念模型应易于向数据模型转换。 5.3.2 概念结构设计使用的方法 概念结构设计通常有自顶向下、自底向上、由里向外逐步扩张和混合策略4种设计方法。 （1）自顶向下：首先定义总体概念结构框架，然后逐步细化，直至形成完整的总体概念结构模型。 （2）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，得到全局概念结构模型。 （3）有里向外逐步扩张：首先定义核心业务的概念结构，然后逐步向外扩展，生成其他业务的概念结构，直至完成总体概念结构设计。 （4）混合策略：它采用自顶向下与自底向上相结合的方法，首先用自顶向下策略设计一个总体概念结构框架，然后以它为骨架，通过自底向上策略设计各个局部应用的概念结构。 5.3.2 概念结构设计使用的方法 概念结构设计自顶向下、自底向上示意图： 5.3.3 概念结构设计的步骤 采用自底向上的设计方法，获得概念结构的步骤如下： （1）根据需求分析阶段得到的数据流图和数据字典，进行数据抽象并设计局部视图（E-R图）。 （2）集成局部视图，得到全局概念结构。 （3）对全局概念结构进行优化，直到用户满意为止。 概念结构设计的步骤如右图所示。 5.3.4 局部E-R图设计 E-R图（Entity-Relationship Diagram）：又称实体联系图或实体关联图，它由实体、实体间的联系和属性3个基本成分组成，用于描述系统的数据及数据间的联系。 （1）实体是数据项（也就是属性）的集合，通常用矩形框表示，框内标注实体名称。 （2）属性是定义实体的性质，通常用椭圆或圆角矩形框表示，框内标注属性名称。 （3）联系是指实体之间相互连接的方式，它确定了实体间逻辑上和数量上的联系，也称为关系、关联。通常用菱形框表示联系，并用直线连接有联系的实体。 联系有3种类型：一对一联系（1∶1）、一对多联系（1∶n）和多对多联系（m∶n）。 说明：联系也可以有属性。 5.3.4 局部E-R图设计 数据抽象：总结现实世界中具有共同特性实体的特征，忽略非本质的细节，并把这些共同特性用各种概念精确地加以描述，形成某种模型。 数据抽象有3种基本方法： （1）分类：抽象了具体数据对象和类之间的“成员”语义，它针对现实世界中具有某些共同特性和行为的一组对象，定义类型概念模型，用共同特性作为该类的属性，行为作为该类与其他类发生的联系。在E-R图中，实体集就是这种抽象。 （2）聚集：抽象了对象所属类型和对象内部“组成成分”的语义，用于定义某一类型的组成成分（即属性），若干属性的聚集组成了实体型。 （3）概括：抽象了类型之间的“所属”的语义，它定义了类型之间的父子联系。在E-R图中用双竖边的矩形框表示子类，用直线加小圆圈表示父类—子类的联系。 5.3.4 局部E-R图设计 【例5.1】用分类方法设计教务管理系统中的教师实体。 5.3.4 局部E-R图设计 【例5.2】用聚集方法设计教师实体的详细属性。 【例5.3】用聚集方法设计部门实体的详细属性。 5.3.4 局部E-R图设计 【例5.4】用概括方法设计“教师”实体与“教辅人员”“实验员”和“行政管理人员”等实体间的联系。 5.3.4 局部E-R图设计 局部E-R图的设计步骤： （1）选择适当层次的数据流图，确定设计局部E-R图的范围。 （2）逐步设计局部E-R图。 5.3.4 局部E-R图设计 【例5.5】根据教务管理系统数据流图设计局部E-R图。 （1）选择适当层次的数据流图，确定设计局部