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7.3.3 概念结构设计的方法与步骤 1．概念结构设计的方法 设计概念结构的E-R模型可采用四种方法。 (1) 自顶向下。先定义全局概念结构E-R模型的框架，再逐步细化。如图7.8（a）所示。 (2) 自底向上。先定义各局部应用的概念结构E-R模型，然后将它们集成，得到全局概念结构E-R模型。如图7.8（b）所示。 (3) 逐步扩张。先定义最重要的核心概念E-R模型，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构E-R模型。如图7.8（c）所示。 (4) 混合策略。该方法采用自顶向下和自底向上相结合的方法，先自顶向下定义全局框架，再以它为骨架集成自底向上方法中设计的各个局部概念结构。 其中最常用的方法是自底向上。即自顶向下地进行需求分析，再自底向上地设计概念结构。 图7.8 概念结构设计的方法 2．概念结构设计的步骤 自底向上的设计方法可分为两步，如图7.9所示： (1) 进行数据抽象，设计局部E-R模型，即设计用户视图。 (2) 集成各局部E-R模型，形成全局E-R模型，即视图的集成。 3．数据抽象与局部E-R模型设计 概念结构是对现实世界的一种抽象。 所谓抽象是对实际的人、物、事和概念进行人为处理，它抽取人们关心的共同特性，忽略非本质的细节，并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。 概念结构设计首先要根据需求分析得到的结果（数据流图、数据字典等）对现实世界进行抽象，设计各个局部E-R模型。 图7.9 自底向上方法的设计步骤 (1) E-R方法 E-R方法是“实体-联系方法”（Entity-Relationship Approach）的简称。它是描述现实世界概念结构模型的有效方法。用E-R方法建立的概念结构模型称为E-R模型，或称为E-R图。 E-R图基本成分包含实体型、属性和联系。（在第1章已经介绍过它们的基本概念，这里只给出它们的表示方法。） ①实体型：用矩形框表示，框内标注实体名称。如图7.10（a）所示。 ②属性：用椭圆形框表示，框内标注属性名称。如图7.10（b）所示。 ③联系：指实体之间的联系，有一对一（1：1），一对多（1：n）或多对多（m ：n）三种联系类型。例如系主任领导系，学生属于某一系，学生选修课程，工人生产产品，这里“领导”、“属于”、“选修”、“生产”表示实体间的联系，可以作为联系名称。联系用菱形框表示，框内标注联系名称。如图7.10（c）所示。 7.10 E-R图的三种基本成份及其图形的表示方法 现实世界的复杂性导致实体联系的复杂性。表现在E-R图上可以归结为图7.11所示的几种基本形式： ①两个实体之间的联系，如图7.11（a）所示。 ②两个以上实体间的联系，如图7.11（b）所示。 ③同一实体集内部各实体之间的联系，例如一个部门内的职工有领导与被领导的联系，即某一职工（干部）领导若干名职工，而一个职工（普通员工）仅被另外一个职工直接领导，这就构成了实体内部的一对多的联系。如图7.11（c）所示。 需要注意的是，因为联系本身也是一种实体型，所以联系也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些联系也要用无向边与该联系连接起来。例如，学生选修的课程有相应的成绩。这里的“成绩”既不是学生的属性，也不是课程的属性，只能是学生选修课程的联系的属性。图7.11（b）中“供应数量”是“供应”联系的属性。 图7.11 实体及其联系图 E-R图的基本思想就是分别用矩形框、椭圆形框和菱形框表示实体、属性和联系，使用无向边将属性与其相应的实体连接起来，并将联系分别和有关实体相连接，注明联系类型。 图7.11为几个E-R图的例子，只给出了实体及其E-R图，省略了实体的属性。 图7.12为一个描述学生与课程联系的完整的E-R图。 图7.12 学生与课程联系的完整的E－R图 (2) 数据抽象 在系统需求分析阶段，最后得到了多层数据流图、数据字典和系统分析报告。建立局部E-R模型，就是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，作为设计分E-R图的出发点，让这组图中毎一部分对应一个局部应用。在前面选好的某一层次的数据流图中，每个局部应用都对应了一组数据流图，局部应用所涉及的数据存储在数据字典中。现在就是要将这些数据从数据字典中抽取出来，参照数据流图，确定每个局部应用包含哪些实体，这些实体又包含哪些属性，以及实体之间的联系及其类型。 设计局部E-R模型的关键就是正确划分实体和属性。实体和属性之间在形式上并无可以明显区分的界限，通常是按照现实世界中事物的自然划分来定义实体和属性，将现实世界中的事物进行数据抽象，得到实体和属性。 一般有两种数据抽象：分类和聚集。 ①分类（Classification） 分类定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型，将一组具有