数据库系统原理与应用教程(第三版)ch03 数据库建模——IDEF1x图

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主要内容
3.1 3.2 3.3 3.4 概述 IDEF1x图的语法和语义 使用IDEF1x图建立数据库模型的过程 本章小结
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第3章 数据库建模——IDEF1x图
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3.2 IDEF1x图的语法和语义


IDEF1x的基本要素包括实体、联系以及属性和键 码，联系又可以分为连接联系、分类联系和非确 定联系。在IDEF1x中，虽然某些概念与ER图中 的概念非常类似，例如实体，但是由于IDEF1x图 中的概念有更严谨的语法和更加精确的语义，所 以两种方法中的许多概念在内涵、外延和表示形 式方面还存在差别。 下面详细介绍IDEF1x基本要素的语法和语义。
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连接联系


确定连接联系(specific connection relationship)，简称 连接联系，是实体之间的一种连接。 连接联系又可以称为父子联系(parent-child relationship) 或依赖联系(existence-dependency relationship)。在 这种连接联系中，父实体中的每个实例与子实体的0个、1 个或多个实例相连接，子实体的每个实例精确地与父实体 的一个实例相连接。即只有与其相连接的父实体的实例存 在，子实体的这个实例才可以存在。 由于父子联系上的差别，连接联系又可以分为可标定联系 和非标定联系两种类型

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IDEF1x模型的基本结构
包含数据的有关事物用盒子表示，例如人 员、位置、概念等； 事物之间的联系用连接盒子的连线来表示； 事物的特征用盒子的属性名来表示。

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实体


实体(entity)表示具有相同属性或特征的客观现实和抽象 事物的集合。该集合中的一个元组就是该实体的一个实例 (instance)。一个客观现实的事物可以由数据模型中的多 个实体来表示，例如大仲马既可以是authors实体中的一 个实例，也可以是某个persons实体中的一个实例。 如果一个实体的每个实例都能被唯一地标识，而不是取决 于与其他实体的联系，那么该实体就是独立标识符实体 (identifier-independent entity)，简称独立实体；如果实 体中的一个实例的唯一标识，取决于该实体与其他实体之 间的联系，那么该实体就是从属标识符实体(identifier entity)，简称从属实体。
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非确定联系的规则
一个非确定联系总是存在于两个实体之间， 而不是存在于三个或更多个实体之间。 两个实体中，任意一个实体的实例可以与 另外一个实体的0个、1个或多个实例相关 联，具体情况由联系基数确定。

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属性

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3.1 概述



IDEF的基本概念是在20世纪70年代提出的结构化 系统分析与设计技术(Structured Systems Analysis and Design Technology，SSADT)基 础上发展起来的。 IDEF是ICAM DEFinition method的缩写。随着 使用越来越广泛，为了方便起见，把IDEF方法看 成是Integration DEFinition method的缩写。 IDEF方法族已在国内外得到了广泛的应用，正在 逐渐形成一整套从各个方面分析和设计复杂系统 的系列方法。已有的IDEF方法及功能如表3-1所 示
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IDEF1x图的概念和特点
在IDEF方法族中，最早用于数据建模的方 法是IDEF1。随着IDEF1方法的应用，人们 不断对IDEF1方法进行补充和完善，例如增 强了图形表达能力、丰富了语义和语法、 简化了开发过程，形成了当前颇为流行的 用于信息和数据建模的IDEF1x图。 语义数据模型是一种抽象化的定义，它定 义了所存储的符号如何与现实世界相互关 联，从而真实地反映客观现实。
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实体的规则


每个实体必须使用唯一的实体名，相同含义的名称必须用 于同一个实体，不能用于不同的实体。 一个实体可以有一个或多个属性，这些属性可以是自身具 有的，也可以是通过一个联系继承到的。 一个实体应该有一个或多个能够唯一标识每个实例的属性， 即具有主键码或次键码。 IDEF1x中的任意实体都可以与模型中的其他实体有联系。 如果一个完全外来键码是一个实体主键码的全部或部分， 那么该实体即为从属实体。相反，如果根本没有外来键码 属性作为一个实体的主键码，那么该实体就是独立实体。
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分类联系



由于在客观事物中，某些事物是其他事物的不同分类，因此，在这种 意义中，有些实体就是其他实体的不同分类。例如，作家是一个将要 被获取信息的事物，尽管author实体已经有了一些关于作家的所需的 信息，但是对于专业作家和业余作家来说，还有一些不相同的信息。 因此，专业作家和业余作家就是author实体的分类。在IDEF1x模型 中，通过一个分类联系来表示这种关联。 分类联系可以分为完全分类联系和不完全分类联系两种形式 完全分类联系(complete categorization relationship)是两个或多个 实体之间的联系，且在这些实体中，存在一个一般实体(generic entity)，它的每个实例都恰好与一个且仅一个分类实体(category entity)的一个实例相联系。 在IDEF1x中，还允许分类的不完全集合的情况出现，例如，一般实 体的一个实例不与任何分类实体的任意一个实例相关联，那么这个联 系就被定义为不完全分类联系(incomplete categorization relationship)。

属性表示一类客观现实或抽象事物的一种特征或性质，一 个属性实例就是这类事物一个个体成员的具体特性。属性 实例由特征和值来定义，该值也称为属性值。在一个 IDEF1x模型中，属性是与具体的实体相联系的。实体的 每一个相关属性都必须有一个单一而确定的值。例如title 和price是与实体book相关的属性，该实体中的一个实例 可以有这样的值，即《基督山伯爵》和18元。 一个实体必须有一个属性或属性集，其值唯一确定该实体 的每一个实例，该属性或属性集构成了该实体的主键码 (primary key)。例如，isbn属性可以作为book实体的主 键码，而属性title和price只是其他一般属性，因为这些 属性不能唯一地确定该实体的每一个实例。
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非确定联系



父子联系和分类联系都可以被认为是确定联系(specific relationship)，因为这些联系都确切地定义了一个实体的 实例如何与其他实体的实例相关联。 在一个完善的IDEF1x图中，实体之间的所有联系都必须 用确定联系来描述。但在建模的初始阶段，标识一些两个 实体之间的非确定联系(nonspecific relationship)通常对 开发过程有帮助。这些非确定联系，在进一步的建模阶段 中会不断地得到细化。 一个非确定联系又可以称为多对多联系(many to many relationship)。
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分类联系的语法
一般实体
鉴别器
分类实体
完全分类联系
不完全分类联系
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分类联系的规则


一个分类实体只能有一个对应的一般实体。即对于一个分类联系而言， 它只能是一个分类集的一个成员。 一个分类联系中的一个分类实体可以是一个其他分类联系中的一般实 体。 一个实体可以有任意个分类联系，在这些分类联系中，这个实体作为 一般实体。例如，可以对author实体进行性别分类，分为描述女作家 的femaleAuthor实体和描述男作家的maleAuthor实体两类。 一个分类实体不能是可标定连接联系中的一个子实体。 分类联系的主键码属性必须和一般实体的主键码属性相同。 一个分类实体的全部实例都具有相同的鉴别器值(discriminator value)，并且不同分类实体的所有实例都具有不同的鉴别器值。
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连接联系的语法

一个确定的连接联系用父子实体之间的一 条连线来表示，连线的子实体端带有一个 小圆点。在此小圆点旁边，使用字母P表示 基数为1或大于1的正整数，使用Z表示基数 为0或1，使用正整数可以表示一个确定值， 默认情况下表示基数为0、1或大于1的正整 数。这些含义如表3-2所示。
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实体的语法
实体名/实体号 book/01 author/02
独立实体的语法
示例
实体名/实体号
editor/06
sportBook/02
从属实体的语法
示例
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可标定联系和非标定联系的语法
实体 A/1 A 的键码属性 父实体
实体 A/1 A 的键码属性 父实体
从父实体到子实体的关系名
●
标定联系
从父实体到子实体的关系名
●
非标定联系
实体 B/2 A 的键码属性(FK) B 的键码属性 子实体
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本章的学习目标

了解IDEF方法族的发展和组成； 掌握使用IDEF1x图建立数据库模型的基本原理； 认识和掌握IDEF1x的基本元素； 掌握IDEF1x图的语义、语法和规则； 掌握使用IDEF1x图建立数据库模型的步骤； 了解IDEF1x的标准文件格式和确认过程。
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非确定联系的语法
实体 C/01 A 到 B 的联系 B 到 A 的联系 C 到 D 的联系
实体 A/01 联系名/联系名
实体 B/02 联系名/联系名
实体 D/02
D 到 C 的联系
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实体 B/2 B 的键码属性 A 的键码属性(FK) 子实体
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连接联系的规则

一个确定性联系总是存在两个实体之间。在这两个实体是 父实体和子实体。 子实体的一个实例必须恰好与父实体的一个实例相联系。 父实体的一个实例可以与子实体的0个、1个或多个实例相 联系，具体情况由指定的基数确定。 在标定联系中的子实体总是一个从属标识符实体。 一个实体可以与其他任意多个实体相联系，可以在不同的 联系中充当不同的角色。例如，可以在一个联系中充当父 实体，而在另一个联系中充当子实体。
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本章概述 本章的学习目标 主要内容
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本章概述



本章将学习建立数据库模型的另外一种方法：IDEF1x图。 这是IDEF方法族中的一个用于描述系统信息及其联系的 方法。 IDEF1x图与ER图，都可以用来建立系统的信息模型。但 两者有很大差别。从产生时间来看，ER图产生于1976年， 而IDEF1x图于1981年才建立。从功能方面讲，与ER图相 比，IDEF1x图具有更加完善的语法、更强的图形表达能 力、规范的开发过程、标准的文件格式、大量的软件建模 工具支持，因此IDEF1x图的应用越来越广泛。 本章将要全面介绍IDEF1x图，使读者尽快地掌握使用 IDEF1x图分析系统、建立系统信息模型的技术。