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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 数据库实施和维护 7.7 小结 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 7.3.1 概念结构 什么是概念结构设计 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 概念结构（续） 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 (2) 易于理解 (3) 易于更改 (4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换 概念结构（续） 描述概念模型的工具 E-R模型 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 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 7.3.2 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 概念结构设计的方法与步骤（续） 逐步扩张 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 概念结构设计的方法与步骤（续） 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（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 概念结构设计的方法与步骤（续） 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 7.3.3 数据抽象与局部视图设计 数据抽象 局部视图设计 数据抽象 抽象是对实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念精确地加以描述。 概念结构是对现实世界的一种抽象 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 抽象了对象值和型之间的“is member of”的语义 数据抽象（续） 数据抽象（续） 2. 聚集（Aggregation） 定义某一类型的组成成分 抽象了对象内部类型和成分之间“is part of”的语义 数据抽象（续） 数据抽象（续） 数据抽象（续） 3. 概括（Generalization） 定义类型之间的一种子集联系 抽象了类型之间的“is subset of”的语义 继承性 数据抽象（续） 局部视图设计 设计分E-R图的步骤: ⒈选择局部应用 ⒉逐一设计分E-R图 ⒈ 选择局部应用 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 通常以中层数据流图作为设计分E-R图的依据 选择局部应用（续） ⒉ 逐一设计分E-R图 任务 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） 逐一设计分E-R图（续） 两条准则： （1）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 （2）属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体之间 逐一设计分E-R图（续） 逐一设计分E-R图（续） 逐一设计分E-R图（续） 7.2 学籍管理数据流图 逐一设计分E-R图（续） 例：学籍管理局部应用中主要涉及的实体包括学生、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。 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： 7.3.3 例：学籍管理概念模型 逐一设计分E-R图（续） 同