概念结构设计
结构设计概念是什么
结构设计概念是什么结构设计概念是指在建筑、土木工程以及其他相关领域中，设计人员基于项目的特定要求和目标，根据力学原理和结构力学的知识，对建筑物或结构物的整体结构进行规划、设计和优化的过程。
结构设计是一个综合性的工程学科，涵盖了材料力学、结构力学、土力学、抗震设计等多个领域的知识和理论。
结构设计的目标是确保构筑物在正常工作状态下能够承受各种静、动载荷的作用，并保证其安全性、可靠性和经济性。
结构设计需要考虑各种力的作用，如恒定载荷、可变载荷、温度变形以及地震、风荷载等外部力的作用。
在结构设计过程中，设计人员需要根据结构的用途和要求，选取合适的材料，并合理地设计结构的形状、尺寸、连接方式等，以达到满足使用需求的目的。
在进行结构设计时，设计人员需要对结构所受到的各种力进行计算和分析。
他们需要使用现代计算机软件、CAD(计算机辅助设计)、BIM(建筑信息模型)等工具进行模拟和仿真，以预测结构在不同工况下的工作性能。
通过这些分析和计算，设计人员能够了解结构的受力情况，并做出相应的设计调整，以确保结构能够承受不同力的作用而不发生破坏。
结构设计的一个重要环节是材料选择。
不同的材料具有不同的物理力学性质和耐久性，对结构的承载能力和稳定性有很大影响。
根据结构设计的要求，设计人员需要选择适当的材料，如混凝土、钢结构、木材、复合材料等，来满足结构所需的强度、稳定性、耐久性和安全性等要求。
另外，结构设计也需要考虑可持续性和节能性等因素。
随着全球对环境问题的关注增加，人们越来越重视建筑物和结构物的可持续性。
结构设计人员需要通过优化设计，减少材料的使用量，提高能源利用效率，降低碳排放等，以减少对环境的不良影响。
同时，结构设计也需要考虑结构的维护和修复的便捷性，以提高建筑物的使用寿命。
总之，结构设计是一项涉及多学科知识和技术的综合性工程学科。
它需要设计人员具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，能够充分理解和应用力学原理和结构力学的知识，以达到设计出安全、可靠、经济和具有可持续性的结构的目标。
第二章 数据库的概念结构设计
第二章数据库的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。
它是整个数据库设计的关键步骤。
本章主要介绍以下内容：•数据模型。
•概念模型。
•概念结构设计的方法与步骤。
第一节数据模型一、数据数据是数据库中存储的基本对象，也是数据模型的基本元素。
1．数据在数据库中描述事物的符号记录称为数据，是存储的基本对象。
计算机是人们解决问题的辅助工具，而解决问题的前提是对问题存在条件及环境参数的正确描述，在现实世界中人们可以直接用自然语言来描述世界，为了把这些描述传达给计算机，就要将其抽象为机器世界所能识别的形式。
例如，我们在现实世界中用以下语言来描述一块主板：编号为0001的产品为“技嘉主板”，其型号为GA-8IPE1000-G，前端总线800MHz。
如果将其转换为机器世界中数据的一种形式则为：0001，技嘉主板，GA-8IPE1000-G，800MHz。
因此从现实世界中的数据到机器世界中的符号记录形式的数据，还需要一定的转换工作。
2．数据描述在数据库设计的不同阶段都需要对数据进行不同程度的描述。
在从现实世界到计算机世界的转换过程中，经历了概念层描述、逻辑层描述及存储介质层描述三个阶段。
在数据库的概念设计中，数据描述体现为“实体”、“实体集”、“属性”等形式，用来描述数据库的概念层次；在数据库的逻辑设计中，数据描述体现为“字段”、“记录”、“文件”、“关键码”等形式，用来描述数据库的逻辑层次；在数据库的具体物理实现中，数据描述体现为“位”、“字节”、“字”、“块”、“桶”、“卷”等形式，用来描述数据库的物理存储介质层次。
二、数据模型模型是对现实世界中的事物、对象、过程等客观系统中感兴趣的内容的模拟和抽象表达。
如一座大楼模型、一架飞机模型就是对实际大楼、飞机的模拟和抽象表达，人们从模型可以联想到现实生活中的事物。
数据模型也是一种模型，它是对现实世界数据特征的抽象。
数据模型一般应满足三个要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易被人们理解；三是便于在计算机上实现。
概念结构设计的定义
概念结构设计的定义概念结构设计是指在制定各种建筑、产品或服务的初始计划时，通过概念定义和表达形式的选择与组织，来进行初步的设计和规划工作。
它是设计过程中最初的阶段，直接影响后续设计过程的发展与方向。
概念结构设计既是设计师按照自身理解和判断的结果，也是与业主、用户等相关人员进行沟通与交流的载体。
概念结构设计包含以下几个主要方面：概念定义、形式表达、组织结构、功能规划、空间布局等。
首先，概念定义是指设计师将对项目的理解进行形式简洁、易于理解和传达的表达。
这种定义通常包含对项目背景、特点、目标等的描述和阐述，以及对整体风格、性质、氛围等的表达。
通过概念定义，设计师可以将自己对项目的认识与理解传达给相关人员，形成共识，为后续的设计过程奠定基础。
其次，形式表达是指通过各种媒介，如手绘、模型、CAD绘图等，来表达概念设计的形式和形态。
形式表达的目的是将设计师的概念和想法以直观、具体的方式呈现出来，使所有相关人员能够理解和感知。
设计师可以选择不同的表达方式，如线条表达、色彩表达、材料表达等，根据项目的特点和要求进行选择。
形式表达的效果直接影响着概念结构设计的传达和沟通效果，因此具有重要的意义。
再次，组织结构是指设计师根据项目的功能需求和空间布局要求，对整体结构进行合理组织与规划。
组织结构的设计包括平面布局、空间划分、流线设计等，可以通过图纸、模型等形式来表达。
设计师需要考虑项目的功能需求、人流量、空间比例等因素，来合理安排建筑、产品或服务的组织结构，以提供良好的使用体验和环境效果。
此外，功能规划是概念结构设计的重要内容。
通过功能规划，设计师可以明确确定项目的功能需求和功能分区。
功能规划需要考虑项目的具体用途、使用者的需要，设计师可以通过对空间的划分、功能的确定等方式，来满足不同需求的功能要求。
功能规划的设计不仅要考虑到具体功能的实现，还要兼顾各种功能之间的关系和协调，以提供高效的使用和运行效果。
综上所述，概念结构设计是设计过程中最初的阶段，通过正确的概念定义、形式表达、组织结构、功能规划等工作，为后续的设计过程奠定基础。
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计 2.3物理结构设计
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计
2.3物理结构设计
数据库设计通常包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段，每个阶段都有其特定的目标和任务。
2.1 概念结构设计：概念结构设计是数据库设计的第一步，它关注的是数据库的高层概念模型。
在这个阶段，设计师通常使用实体关系图（ERD）或类似的工具来表示数据库中的实体、关系和属性。
通过绘制 ERD，设计师可以清晰地理解和捕捉业务领域中的关键概念和数据之间的关系。
概念结构设计的主要目标是建立一个准确、完整、一致的数据库概念模型，为后续的设计和开发提供指导。
2.2 逻辑结构设计：逻辑结构设计将概念结构转化为逻辑表示形式。
在这个阶段，设计师根据概念模型定义数据库的表、列、约束、索引等逻辑结构。
他们还会确定数据的类型、长度、主键、外键等细节。
逻辑结构设计的主要目标是定义数据库的逻辑模型，确保数据的完整性、一致性和有效性，并优化数据的存储和查询性能。
2.3 物理结构设计：物理结构设计关注的是数据库在实际物理存储设备上的布局和组织。
在这个阶段，设计师会考虑数据库文件的存储位置、文件组织方式、索引的选择和创建、数据存储格式等。
物理结构设计的主要目标是根据系统的性能需求和硬件环境，优化数据库的存储效率、访问速度和数据备份策略。
总之，概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计是数据库设计的三个重要阶段。
它们依次递进，从高层概念到具体实现，确保数据库在满足业务需求的同时具备良好的性能和可维护性。
每个阶段的设计都需要与利益相关者进行充分的沟通和协作，以确保设计的准确性和有效性。
浅谈结构概念设计的内容
学术论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2231 概念设计的必要性结构概念设计是用系统的观点对宏观整体的布置进行综合考虑，着眼整体布局，正确处理结构总体方案、材料合理使用以及细部节点构造，以达到结构设计优化的目的[1]。
对于一名合格的结构工程师来说，从安全性的角度讲概念设计比计算机精确计算拥有更重要的作用；概念分析和判断对提高结构计算的可靠性，改进设计质量有十分重要的作用[2]。
概念设计是工程设计的核心。
一个设计项目的成败绝大程度取决于概念设计的质量，是对整个阶段中最重要也最困难的内容，其体现了设计人员对总体目标的洞察、驾驭，对整体项目的目标、约束条件及各种技术方法和方案的准确把握，以及综合性、创造性思维的发挥水平及风格。
在概念设计过程中，设计者需对存在的问题提出具体可行的思路，将工程科学理论及技术、实际工程积累的经验融会贯通于每一环节，将概念设计与计算设计辩证统一的联系起来，并运用二者的相互作用作出对于项目的关键性的选择。
再者，概念设计重要性凸显在前期设计阶段，由于不能单纯依靠计算软件处理，需要设计师选用优秀的概念处理结构选型、布置、刚度分布等以达到效果最优、成本最低的结构方案，因此综合设计阶段全过程中都要不断深入、从整体宏观的角度中把握，突出解决主体的主要矛盾，深刻了解各个结构的抗震以及使用性能，在发挥主观能动性的基础上灵活运用解决实际问题，才能得到设计以及项目施工的成功[3]。
2 结构整体协同工作体系结构协同工作是要求内部单元相互联系，共同参与工作，不仅要求构件在承载力达到极限状态时共同受力，受到地震或者偶发荷载情况下同时达到极限状态，并且拥有近乎相同的使用寿命。
协同工作不仅表现内部的细化构件，还表现在基础与上部共同工作，处于统一的有机整体，不仅在分析设计阶段也在实际工作中都不能将二者分开处理。
2.1 建筑结构的规则性在结构设计中为了较好的使构件协同性能良好，一般均宜均匀的布置受力构件，使整体具有规则性，更有利于每一构件相互传力直接，在我国规范也明确的做了详细的规定例如：《抗规》[4]3.4.1条规定：建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性；3.4.2条：建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体。
建筑结构设计中概念设计
建筑结构设计中的概念设计探讨摘要：本文分析了概念设计的定义及进行概念设计的意义和一般原则，强调了概念设计的重要性，并从结构设计过程的几方面论述了概念设计的应用。
关键词：建筑结构；概念设计；结构设计概念设计的宗旨是在特定的建筑空间及环境条件下，用整体概念来考虑结构的总体方案，并能有意识地发挥和利用结构总体系和各基本分体系之间的力学特性与关系。
建筑物是一个整体空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，并不是脱离总的结构体系的单独构件。
作为结构工程师，不应过度依赖计算机和盲目照搬规范，应把概念设计应用到实际工作中去。
1概念设计的定义结构设计分为理论和概念设计。
理论设计是结构工程师根据计算理论和规范，在对结构进行计算模型的假设及受力状态的假定的前提下，对结构进行计算分析，得出数据式的结果，然后利用结果进行设计。
概念设计是指不经数值计算，尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
在建筑设计的方案阶段，从总体出发，采用概念性近似计算方法，能迅速、有效地对结构体系进行构思、比较和选择。
这种方法虽有一定误差，但概念清楚、定性准确、手算简单快捷，能很快选择出最佳方案，具有较好的经济、可靠性能，同时也是施工图设计阶段判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
2概念设计的重要性概念设计的应用面非常广泛，几乎蕴含了所有的结构设计。
在不确定因素多、受力状况变化较大的抗震设计、高层建筑设计、基础设计中，概念设计的应用尤显重要和突出。
概念设计的重要性，主要体现在三方面：一是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性。
为了弥补计算理论的缺陷，或实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要用概念设计来满足结构设计的目的。
建筑结构设计概念设计及常见结构类型
建筑结构设计概念设计及常见结构类型1. 引言1.1 建筑结构设计的重要性建筑结构设计在建筑领域中扮演着至关重要的角色。
它不仅仅是支撑建筑物的基础，更是影响建筑物整体稳定性、安全性和美观性的关键因素。
建筑结构设计的质量直接影响着建筑物的使用寿命和功能性，因此在建筑设计的过程中必须给予充分的重视。
建筑结构设计的重要性体现在其对建筑物整体稳定性的影响。
一个良好的结构设计可以有效地承担建筑物的自重和外部荷载，保证建筑物在使用过程中不会发生倒塌或倾斜等安全问题。
结构设计还要考虑建筑物在地震、风灾等特殊情况下的抗震和抗风能力，确保建筑物在灾害发生时能够保持相对的完整性。
建筑结构设计对于建筑物的功能性和美观性也有着重要影响。
一个合理的结构设计可以最大限度地减少柱和墙体的占用空间，提供更开阔的空间布局和灵活的空间使用方式，同时也可以为建筑物增添独特的设计魅力。
通过结构设计，可以实现建筑物内部空间的优化利用，打造出符合人们生活需求和审美追求的建筑环境。
建筑结构设计在建筑领域中不可或缺，其重要性体现在保证建筑物稳定、安全、功能强大和美观等多个方面。
只有合理、科学地进行结构设计，才能确保建筑物在使用过程中发挥最大的效益，为人们提供舒适、安全的生活和工作环境。
1.2 概念设计的定义和意义概念设计是建筑结构设计的重要阶段，它是指在确定具体结构形式、结构材料和结构系统之前，通过对建筑空间、功能和美学等方面进行深入思考和探讨，提炼出基本的设计理念和构思。
概念设计的目的是确立建筑结构的整体风格和方向，为后续的详细设计工作奠定基础。
概念设计的意义在于为建筑结构设计提供了思想上的指导和依据，使设计师可以在初始阶段就明确设计的核心理念，为后续的设计工作提供一个统一的方向。
概念设计不仅包括建筑结构的形式和风格，还包括建筑结构的功能性和实用性。
通过概念设计，设计师可以将建筑结构与周围环境和景观有机结合，使建筑物在形式、功能和美学上达到最佳的结合。
结构设计的基本概念
问题二：结构上的荷载
子问题5：荷载代表值
结构设计时，应对荷载赋予一个规定的量值，该量值即为荷载代表值。 1.永久荷载代表值 永久荷载代表值采用荷载标准值。常用材料的自重（体荷载标准值）可从 《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012) (以下简称《荷载规范》)查取。 结构分析时往往需要将体荷载标准值换算为线荷载。例： 某钢筋混凝土矩形截面梁的截面尺寸为200mm×500mm，若取钢筋混凝土的 单位体积的自重标准值为25kN/ m3，则该梁的自重标准值（线荷载）为： 0.2×0.5×25=2.5（kN／m）
：本书中如无特别说明，一般是指直接作用(即荷载)。
问题二：结构上的荷载
子问题3：荷载的分类
回顾：
荷载：指施加在结构上的集中力或分布力系，如结构的自重、楼面荷载、 雪荷载、风荷载等。
按随时间的变异情况不同，结构上的荷载可分为下列三类：
1. 永久荷载（恒荷载或恒载） 2. 可变荷载（活荷载或活载）
本书仅涉及恒载与活载
将实际结构简化为结构分析模型，并在其上施加荷载，通过力学分析手段确定 结构的荷载效应（内力、变形、裂缝等），我们称之为结构分析。一般情况下， 我们特别关注结构的内力（弯矩、剪力、轴力、扭矩等），在不至混淆的情况 下，我们通常称之为结构内力分析。
目前，结构内力分析多借助计算机进行。结构内力分析与设计的软件很多，目 前国内的设计院通常采用中国建筑科学院的PKPM软件。 PKPM软件应用示例
问题二：结构上的荷载
子问题5：荷载代表值
2.可变荷载代表值 可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为其代 表值。 1) 可变荷载标准值 作用于建筑结构的可变荷载，包括楼面均布活荷载、屋面均布活荷载、屋面 积灰荷载、施工和检修荷载及栏杆荷载、吊车荷载、雪荷载、风荷载等。 可变荷载的标准值可从《荷载规范》中查取。
概念设计的种类
概念设计的种类
概念结构设计通常有四类方法：
（1）自顶向下。
先定义全局概念结构的框架，然后根据定义的框架范围逐步细化。
（2）自底向上。
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。
最经常采用的策略是自顶向下地进行需求分析，然后再自底向上的设计概念结构。
（3）逐步扩张。
先定义最重要的核心概念结构，然后向外辐射和扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至完成总体概念结构。
（4）混合策略。
自顶向下和自底向上相结合的混合模式。
使用自项向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为框架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。
概念结构设计的和步骤
概念结构设计的和步骤概念结构设计呀，就像是给一个建筑打地基前先画个超酷的草图一样。
那它是啥呢？简单说就是把用户的需求啊，用一种很抽象又很有逻辑的方式表示出来。
比如说，我们要设计一个图书馆管理系统的概念结构。
第一步呢，得去了解需求。
这就像你要给朋友做个生日蛋糕，得先知道朋友喜欢啥口味一样。
我们要和图书馆的工作人员、读者聊天，知道他们想要这个系统能做啥。
工作人员可能会说，要能方便地登记新书、管理借阅啥的；读者呢，就希望能快速找到自己想借的书。
这一步可重要啦，要是需求没搞清楚，后面就全乱套咯。
接下来就是设计概念结构啦。
我们可以用一些工具，像E - R图（实体 - 关系图）。
就拿图书馆来说，书就是一个实体，读者也是一个实体。
那它们之间有啥关系呢？读者可以借阅书呀，这就是一种关系。
我们就把这些实体和关系画在图上，就像画画一样，把各个部分的联系都表示清楚。
在这个过程中呢，我们要不断调整。
有时候可能发现之前想的关系不太对，或者漏了某个实体。
这就像搭积木，搭着搭着发现少了一块，那就得补上或者调整一下结构。
概念结构设计还有个好处呢，就是它比较独立。
不管后面用啥数据库管理系统，这个概念结构就像一个通用的框架。
就好比你设计的蛋糕样式，不管用啥烤箱，用啥原料，这个样式是基本不变的。
总之呢，概念结构设计是一个充满乐趣又很有挑战的过程。
它就像在创造一个小世界的蓝图，从无到有，一点点把各种元素组合起来，让这个小世界能按照我们想要的方式运转起来。
虽然过程中可能会遇到一些小麻烦，但是当你最后看到这个概念结构完整地呈现出来的时候，就像看到自己精心培育的小植物开花了一样，超有成就感的呢！。
对建筑结构设计中的概念设计探讨
对建筑结构设计中的概念设计探讨随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求。
安全、适用、可靠、经济是建筑结构设计当务之急。
这则需要工程界和教育界的共同努力，而推广概念设计思想是一种有效的办法。
本文就建筑结构设计的概念设计定义、应用研究及发展进行了分析。
一概念设计的定义结构设计分为理论设计和概念设计。
理论设计是结构工程师在对结构进行计算模型的假设及受力状态假定的前提下，根据计算理论和规范对结构进行计算分析和设计；概念设计是指不经数值计算，尤其在一些难以做出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。
二概念设计的应用与研究⑴概念设计来完善计算理论的局限性。
现在结构计算理论存在一些缺陷或不可计算性，按照现行的设计理论得到的结果只存在控制解，不存在精确的解。
我们非常清楚知道结构计算分析一般分三步来进行的：①按照结构布置确定荷载；②选择合理的结构体系，确定计算模型，进行构件内力计算与组合；③选择控制截面，进行截面设计，验算构件、结构的强度、刚度、稳定性。
⑵辅助设计软件的应用。
许多设计人员完全依赖计算程序的分析，而把结构设计的基本理论与概念设计的相关内容全部抛在一边。
主要的原因是我国的大规模的基本建设和大量高层建筑的起步始于上个世纪八十年代中后期，当时，计算机技术已步入成熟期，我国的结构设计工程师还未亲身体验到结构分析尤其是对高层结构计算分析的极其繁重性，就不知不觉的从一次技术革新中解放出来，使我国的结构工程师们缺少必要的警觉，对采用人工计算和运用概念处理复杂的结构问题未给予足够的重视，就把计算分析的“控制解”当成了“精确解”。
⑶结构方案设计阶段要更注重概念设计。
凡是概念设计做得好的工程师，才能创造出富有创新及功能合理、造价低的优秀作品。
简述数据库概念结构设计的方法和设计步骤
简述数据库概念结构设计的方法和设计步骤数据库是现代信息技术中最重要的组成部分，它是用来存储和管理大量的数据的仓库系统。
数据库的概念结构设计即通过确定数据的表示格式和存储结构，来管理和处理数据。
本文主要讨论数据库概念结构设计的方法和设计步骤。
一、数据库概念结构设计的方法1、实体-关系法：实体-关系法是一种分析和设计方法，它将一个问题分解为实体、实体之间的关系和属性等要素，由此构建概念模型。
实体表示数据库中的实体，实体之间的关系表示实体之间的联系以及实体的属性表示实体的特征和属性。
2、BBC方法：BBC方法是一种具有实用性的数据库概念结构设计方法，它利用观察统计数据，通过分析数据库概念结构来建立数据库设计模型，实现数据库的设计。
BBC方法由六个步骤组成，包括数据分析、实体识别、实体属性定义、实体类设计、实体之间的联系确定和最终的表设计。
二、数据库概念结构设计的步骤1、数据分析：在数据库概念结构设计的第一步，需要仔细分析数据的结构和特征，以便确定要实现的功能和满足的条件。
2、实体识别：其次，在数据库概念结构设计中，需要识别出表示数据库中的实体，并将实体封装成一个“表”。
3、实体属性定义：接下来，需要确定实体的属性，一般情况下，实体的属性包括关键属性、可选属性、联合属性和联合属性的的外键。
4、实体类设计：实体类设计是对实体的抽象，可以实现实体的动态特性，并且可以将实体分类。
5、实体之间的联系确定：实体之间的关系包括一对一联系、一对多联系、多对多联系等，需要根据实际情况来确定最佳关系模式。
6、表设计：最后，需要根据分析和设计的结果，进行表设计，对表中的属性、约束、视图、索引等进行具体设计。
总之，数据库概念结构设计是一个复杂的过程，需要仔细分析数据的特征，包括实体、实体之间的关系和属性，确定最佳的表设计方案，实现数据库的有效管理和运用。
数据库设计的概念结构与逻辑结构
数据库设计的概念结构与逻辑结构数据库设计是指根据实际需求，通过对数据的组织、存储和管理，设计出适合特定应用的数据库结构。
在数据库设计过程中，概念结构和逻辑结构是两个重要的概念。
概念结构是对数据的抽象和整体视图，而逻辑结构则是具体的数据组织和存储方式。
本文将以深度和广度的方式，探讨数据库设计的概念结构与逻辑结构，帮助您更全面地理解这一重要的主题。
一、概念结构的重要性概念结构是数据库设计的第一步，它是对现实世界实体及其之间关系的抽象表示。
在概念结构中，数据独立性是一个重要的考量因素。
通过概念结构的设计，可以更好地理解实际需求，并建立起数据库的整体框架。
概念结构的设计需要考虑到数据的完整性、一致性、灵活性等因素。
在设计概念结构时，需要考虑到不同实体之间的关系，以及各个实体的属性。
还需要考虑到数据的抽象程度，以确保数据模型的灵活性和可扩展性。
二、逻辑结构的设计原则逻辑结构是基于概念结构的，它是对数据的具体组织和存储方式的描述。
在设计逻辑结构时，需要考虑到具体的数据类型、索引、键值等因素。
还需要考虑到数据的查询和更新操作，以确保系统的性能和效率。
在设计逻辑结构时，需要遵循一些重要的设计原则。
首先是数据的规范化，通过将数据分解成更小的数据单元，以减少数据冗余和提高数据的一致性。
其次是数据的完整性约束，通过定义一些约束条件，来确保数据的完整性和一致性。
最后是性能优化，通过合理设计索引、分区等方法，来提高系统的性能和响应速度。
三、个人观点和理解在我看来，概念结构和逻辑结构是数据库设计中两个非常重要的概念。
概念结构是整个数据库设计的基础，它决定了数据库的整体框架和结构。
而逻辑结构则是具体实现的过程，它决定了数据的存储和操作方式。
在实际的数据库设计过程中，概念结构和逻辑结构的设计需要相互配合。
只有在概念结构设计完善的前提下，才能更好地实现逻辑结构的设计。
需要不断优化和调整这两者，以适应实际业务需求的变化。
总结与回顾在本文中，我们深入探讨了数据库设计的概念结构与逻辑结构。
数据库概念结构设计的方法
数据库概念结构设计的方法
数据库概念结构设计的方法可以分为以下几种：
1. 实体关系模型（ER 模型）：此方法将现实世界的实体和它们之间的关系表示为概念结构图。
在概念结构图中，实体用矩形表示，关系用菱形表示。
这种方法强调实体及其属性和实体之间的关系。
2. 层次模型：此方法将数据组织成为一个树状结构。
树的顶层是根节点，每个节点可以有多个子节点，每个子节点只能有一个父节点。
这种方法适合表示具有层级关系的数据。
3. 网状模型：此方法将数据组织成为一个网状结构，其中任意两个节点可以直接相连，而不仅仅是通过层级关系。
这种方法适合表示具有复杂关系的数据。
4. 关系模型：此方法将数据组织成为一个二维表格结构，其中每个表格表示一个关系（即实体），每个表格的每一行表示一个记录，每个记录的每一列表示一个属性。
这种方法是目前最常用的数据库概念结构设计方法。
5. 对象模型：此方法将数据组织成为对象的集合，每个对象具有自己的属性和方法。
这种方法适合表示面向对象的数据。
在实际设计中，可以根据需求和数据的特点选择适合的方法，并结合实际情况进行灵活运用。
概念结构设计
视图的集成
无论采用哪种方式，每次集成局部E-R图时都需要分两步走。 （1）合并。解决各分E-R图之间的冲突，将各分E-R图合并起来
生成初步E-R图。 （2）修改和重构。消除不必要的冗余，生成基本E-R图。
分 E-R 图
合并 (消除冲突)
基本 E-R 图
集成 视图 修改与重构 (消除不必 要的冗余)
数据库原理与应用
概念结构设计
根据需求分析阶段形成的新系统需求分析 说明书，把用户的信息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。用E-R图来描 述现实世界的概念模型。
概念结构设计阶段
需求 分析 阶段
概念设计阶段
抽象 数据
设计 局部 视图
合并 取消 冲突
修改 重构 消除 冗余
逻辑 设计 阶段
功能 模块
图
数据 流程
图
数据 字典
局部 E-R图
初步 E-R图
基本 E-R图
1.1 概念模型的特点 • 概念结构设计是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。 • 概念模型可以看作是现实世界到机器世界过度的
第一中间层次，它能反映客观世界，并表达用户 的需求。
• 概念模型具备以下主要特点：
• 例如，若物资部门经常要查询各种材料的库存量， 如果每次都要查询每个仓库中此种材料的库存，再
对它们求和，查询效率就太低了。所以应保留Q4， 同时把Q4= Q5定义为Q4的完整性约束条件。每当 Q5修改后，就触发该完整性检查例程，对Q4作相
应的修改。
除分析方法外，还可以用规范化理论来消除 冗余。在规范化理论中，函数依赖的概念提 供了消除冗余联系的形式化工具。具体方法 如下：
初步 E-R 图
数据库的概念结构设计
数据库的概念结构设计
数据库的概念结构设计是指在数据库设计的初期阶段，根据用户需求和业务规则，对数据库的概念结构进行设计和规划的过程。
其主要内容包括实体-关系模型（ER模型）的设计、数据字典的编制、数据流程图的绘制等。
实体-关系模型是数据库设计中最常用的一种模型，它通过实体、属性和关系三个概念来描述数据之间的关系。
实体是指现实世界中的一个对象或事物，属性是指实体的特征或属性，关系是指实体之间的联系或关联。
在ER模型中，实体用矩形表示，属性用椭圆形表示，关系用菱形表示。
通过ER模型的设计，可以清晰地描述数据之间的关系，为后续的物理结构设计提供了基础。
数据字典是数据库设计中的重要组成部分，它是一个包含所有数据元素及其定义的文档或表格。
数据字典中包含了数据库中所有数据元素的定义、数据类型、长度、取值范围等信息，是数据库设计和维护的重要参考资料。
通过数据字典的编制，可以有效地管理和维护数据库中的数据元素，提高数据的可靠性和一致性。
数据流程图是一种图形化的工具，用于描述数据在系统中的流动和处理过程。
数据流程图可以清晰地展示数据的输入、输出、处理和存储
过程，帮助设计人员更好地理解业务流程和数据流程，从而更好地设计数据库结构。
综上所述，数据库的概念结构设计是数据库设计的重要组成部分，它包括实体-关系模型的设计、数据字典的编制、数据流程图的绘制等内容。
通过概念结构设计，可以清晰地描述数据之间的关系，为后续的物理结构设计提供基础，同时也为数据库的管理和维护提供了重要参考资料。
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– 同一对象在不同应用中具有不同的抽象 例，“课程”在某一局部应用中被当作实体 在另一局部应用中则被当作属性
• 解决方法：通常是把属性变换为实体或把 实体变换为属性，使同一对象具有相同的 抽象。变换时要遵循两个准则。
6.3 概念结构设计
6.3.1 概念结构设计概述
6.3.2 概念结构设计的方法与步骤 6.3.3 数据抽象与局部视图设计 6.3.4 视图的集成
6.3.1 概念结构
什么是概念结构设计
– 需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世 界的具体需求 – 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
设计分E-R图的步骤
– （1）以数据字典为出发点定义E-R图。
• 数据字典中的“数据结构”、“数据流” 和“数据存储”等已是若干属性的有意义 的聚合
– （2）按上面给出的准则进行必要的调整。
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。
学籍管理局部应用的分E-R图
班主任
1 1
管理
1
班级
1
m
上课
n
教室
指导
n
组成
n
性别
1
1
拥有
n
学生
1
归档
1
档案材料
住宿
n
宿舍
逐一设计分E-R图（续）
该E-R图中省略了各个实体的属性描述： 学生：｛学号，姓名，出生日期｝ 性别：｛性别｝ 档案材料：｛档案号，…… ｝ 班级：｛班级号，学生人数｝ 班主任：｛职工号，姓名，性别， 是否为优秀班主任｝ 宿舍：｛宿舍编号，地址，人数｝ 其中有下划线的属性为实体的码。
6.3.3 数据抽象与局部视图设计
数据抽象
局部视图设计
一、数据抽象
概念结构是对现实世界的一种抽象
– 从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的 共同特性，忽略非本质的细节 – 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
数据抽象（续）
三种常用抽象
1. 分类（Classification）
– 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）
自顶向下策略
概念结构设计的方法与步骤（续）
自底向上策略
概念结构设计的方法与步骤（续）
逐步扩张
概念结构设计的方法与步骤（续）
– 异名同义（一义多名）：同一意义的对象在 不同的局部应用中具有不同的名字 例，有的部门把教科书称为课本 有的部门则把教科书称为教材
命名冲突（续）
命名冲突可能发生在属性级、实体级、
联系级上。其中属性的命名冲突更为常 见。
命名冲突的解决方法 – 通过讨论、协商等行政手段加以解决
⒊ 结构冲突
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：教程
学籍管理局部应用的分E-R图草图
逐一设计分E-R图（续）
同样方法可以得到课程管理局部应用的分 E-R图
教室
1
开设
1
课程
1
m
选修
成绩
n
学生
m
讲授
n
教学
n
1
教科书
教师
各实体的属性分别为：
学生：｛姓名，学号，性别，年龄，所在系， 年级，平均成绩｝ 课程：｛课程号，课程名，学分｝ 教师：｛职工号，姓名，性别，职称｝ 教科书：｛书号，书名，价钱｝ 教室：｛教室编号，地址，容量｝
各个分E-R图之间必定会存在许多不一致的 地方 – 合并分E-R图的主要工作与关键所在：合理 消除各分E-R图的冲突
合并分E-R图，生成初步E-R图（续）
冲突的种类
– 属性冲突
– 命名冲突
– 结构冲突
⒈ 属性冲突
两类属性冲突 – 属性域冲突：属性值的类型、取值范围或取 值集合不同。
例1， 由于学号是数字，因此某些部门（即局 部应用）将学号定义为整数形式，而由于学号 不用参与运算，因此另一些部门（即局部应用） 将学号定义为字符型形式。 例2， 某些部门（即局部应用）以出生日期形 式表示学生的年龄，而另一些部门（即局部应 用）用整数形式表示学生的年龄。
概念结构（续）
现实世界 需求分析
信息世界 机器世界
概念结构设计
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，包括事物 和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理 要求。是对现实世界的一个真实模型。 （2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机 的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的 设计成功的关键。
– 定义某一类概念作为现实世界中一组对象的 类型 – 这些对象具有某些共同的特性和行为 – 它抽象了对象值和型之间的“is member of” 的语义 – 在E-R模型中，实体型就是这种抽象
数据抽象（续）
2. 聚集（Aggregation）
– 定义某一类型的组成成分 – 它抽象了对象内部类型和成分之间“is part of”的语义 – 在E-R模型中若干属性的聚集组成了实体型， 就是这种抽象
班主任
1 1
管理
1
班级
1
m
上课
n
教室
指导
n
组成
n
宿舍
1
住宿
n
学生
1
归档
1
档案材料
逐一设计分E-R图（续）
接下来需要进一步斟酌该E-R图，做适当调整。 – (1) 在一般情况下，性别通常作为学生实体 的属性，但在本局部应用中，由于宿舍分配 与学生性别有关，根据准则２，应该把性别 作为实体对待。 – (2) 数据存储“学生登记表”，由于是手工 填写，供存档使用，其中有用的部分已转入 学生档案材料中，因此这里就不必作为实体 了。 最后得到学籍管理局部应用的分E-R图
• 用双竖边的矩形框表示子类，
• 用直线加小圆圈表示超类-子类的联系
数据抽象（续）
数据抽象的用途
– 对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组 织（聚集），形成 • 实体 • 实体的属性，标识实体的码 • 确定实体之间的联系类型(1:1，1:n，m:n)
二、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
逐一设计分E-R图（续）
– 举例
例1：“学生”由学号、姓名等属性进一步描 述，根据准则１，“学生”只能作为实体， 不能作为属性。 例2：职称通常作为教师实体的属性，但在涉 及住房分配时，由于分房与职称有关，也就 是说职称与住房实体之间有联系，根据准则 ２，这时把职称作为实体来处理会更合适些。
逐一设计分E-R图（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
自底向上设计概念结构的步骤
– 第1步：抽象数据并设计局部视图 – 第2步：集成局部视图，得到全局概念结构
6.3 概念结构设计
6.3.1 概念结构设计概述
6.3.2 概念结构设计的方法与步骤 6.3.3 数据抽象与局部视图设计 6.3.4 视图的集成
• 一次集成多个分E-R图 • 通常用于局部视图比较简单时
– 逐步累积式
• 首先集成两个局部视图（通常是比较关键 的两个局部视图） • 以后每次将一个新的局部视图集成进来
视图的集成（续）
集成局部E-R图的步骤
1. 合并 2. 修改与重构
视图的集成（续）
一、合并分E-R图，生成初步E-R图
各分Ｅ－Ｒ图存在冲突 – 各个局部应用所面向的问题不同 由不同的设计人员进行设计
6.3 概念结构设计
6.3.1 概念结构
6.3.2 概念结构设计的方法与步骤 6.3.3 数据抽象与局部视图设计 6.3.4 视图的集成
6.3.4 视图的集成
各个局部视图即分E-R图建立好后，还需
要对它们进行合并，集成为一个整体的 数据概念结构即总E-R图。
视图的集成（续）
视图集成的两种方式 – 一次集成
概念结构（续）
概念结构设计的特点(续)
（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时， 容易对概念模型修改和扩充。 （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
6.3 概念结构设计
6.3.1 概念结构设计概述
6.3.2 概念结构设计的方法与步骤 6.3.3 数据抽象与局部视图设计 6.3.4 视图的集成
属性冲突（续）
– 属性取值单位冲突。 例：学生的身高，有的以米为单位，有的以厘 米为单位，有的以尺为单位。
属性冲突（续）
属性冲突的解决方法
– 通常用讨论、协商等行政手段加以解决
⒉ 命名冲突
两类命名冲突 – 同名异义：不同意义的对象在不同的局部应 用中具有相同的名字 例，局部应用A中将教室称为房间 局部应用B中将学生宿舍称为房间