第4-4章 概念结构设计

5 局部概念结构设计
例：在教师管理中，“职称”是作为“属性”还是“实体”？ （1）如果仅需说明教师是什么“职称”，则作为“属性” 看待。
编号 姓名 性别 职称
教师
编号 001 002
姓名 张华 王海
性别 男 男
职称 讲师 教授
5 局部概念结构设计
2）如果还需对每一个职称做进一步说明，例如，在图书 馆借阅管理中，需要说明每个职称对应的借书限制， 则将其作为实体：
1. 选择局部应用
根据系统的具体情况，将系统划分成若干子系统，将 每个子系统作为设计分E--R 图的出发点。 2. 逐一设计分E--R图 利用抽象机制，对需求分析阶段收集到的数据进行分 类、聚集，形成实体（集）、实体的属性及实体型，标识 实体的码，确定实体之间的联系类型。
5 局部概念结构设计
实体与属性的划分原则： 能作为属性对待的，尽量作为属性对待。 但实体与属性在形式上没有明确界限。划分的准则为： 1. 作为属性，不能再具有需要描述的性质。即属性必须是 不可再分的数据项。 2. 属性不能与其它实体有联系。只有实体之间才有联系。
1 负责
班级实体集
1
班长实体集
班长
2 实体集之间的联系
2. 两个实体集之间的一对多联系（1：n）
对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n>=0）与之联系， 反之，对于实体集B中的每个实体，实体集A中至多有一个实体与之联系。
一对一联系是一对多联系的特例。
班级
1
包含
班级实体集
n
学生实体集
学生
7) 联系 实体内部的联系：组成实体的各属性之间的联系。 实体型之间的联系：指不同实体集之间的联系。
2 实体集之间的联系
注意：不管哪种联系，都是根据客观现实确定的，而不 是人为加上去的。
一 . 两个实体集之间的联系
1. 两个实体集之间的一对一联系（1：1）
对实体集A中的每个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实 体与之联系，反之亦然。 班级
m
p
零件
项目
4 概念结构设计步骤
概念结构设计一般采用自底向上方法。这种方法在设计时 分分两步： 第一步：抽象数据并设计局部应用的概念结构。
第二步：集成局部概念结构，得到全局的概念结构。
子需求 子需求 子需求 子需求
概念模式1
概念模式2
概念模式3
概念模式4
概念模式5
概念模式6
全局概念模式
5 局部概念结构设计
第4-4章 概念结构设计
1 概念数据模型
需求分析的结果难以一下子转化为关系模型，需要经过概念 数据模型过渡。
概念数据模型按用户的观点对数据建模，用于数据库设计。
它是数据库设计人员和用户之间交流的语言。主要特点如下：
（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，是对现实世界的一个真实模型。 （2）易于理解，可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见。 （3）易于更改。 （4）易于向关系数据模型转化。 描述概念数据模型的有力工具是实体－联系图（E-R图）。
2 概念数据模型与概念数据结构设计
概念模型举例：
实体型：矩形 属 性：椭圆 联 系：菱形
学号 姓名 性别 年龄 n 属于 班号 1 专业 学院
学生
n
班级
选修
m
成绩
课程
课号 课名 学时
1 概念数据模型
建立模型的过程：
现实世界
认识抽象
信息世界: 概念数据模型 转换 机器世界：逻辑数据模型
1 概念数据模型
二. 三个实体集之间的联系
1. 三个实体集之间的一对一联系 例：一般中小学
班级
1
教学
1 1
班主任
教室
2 实体集之间的联系
2. 三个实体集之间的多对多联系
例1：一般学校情况: 一门课多个教师讲，使用多种参考书; 每位教师可以讲多门课; 一种参考书有可能供若干门课程使用;
课程
p
教学
m n
教师
参考书
2 实体集之间的联系
学号 姓名 性别 年龄 n 属于 班号 1 专业 学院
学生
n
选修 m
班级
成绩
课程
课号 课名 学时
3 概念模型实例
学生管理概念数据结构的简化表示：先列出实体及属性， 在画出实体之间的联系。 学生（学号，姓名，性别，年龄） 班级（班号，专业，院系） 课程（课号，课名，学时）
学生
n
选修 m 成绩 n 属于 1
名称
位置
负责 人
电话
阅览室
候选码：名称
5 局部概念结构设计
2）确定实体之间的联系：
n 1
读者
1
属于 n
属于
读者类别
书
n 属于 1
n
属于
1
书种
阅览室
7 全局概念结构设计
将所有的分E--R图综合成一个系统的总E--R 图。分两个 阶段进行： 第一阶段: 合并。 解决各E--R图之间的冲突，将各分E—R 图合并。一般使用逐步合并的方法。 第二阶段：对初步E--R图进行修改和重构，消除不必要的 冗余，生成基本的E--R图．
班级
课程
3 概念模型实例
例2：某厂物资管理系统的概念模型
仓库（仓库号，面积，电话） 零件（零件号，名称，规格，单价，描述） 供应商（供应商号，姓名，地址，电话，帐号） 项目（项目号，预算，开工日期） 职工（职工号，姓名，年龄，职称）
职工
1 领导 n
n
工作
1
仓库
n
供应商
m 供应 n 供应量
库存量
存储
7 全局概念结构设计 ２．命名冲突
可发生在实体、联系或属性上有同名异义、或异义同名 等现象。
３．结构冲突
同一对象，有的E--R图中当作属性处理，而有的当作实 体处理，或同一实体包括的属性个数不同．或者实体间的联 系在不同的分E--R图中的类型不同。
7 全局概念结构设计 （二）消除不必要的冗余，设计基本E--R图
数据抽象
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， 抽取所关心的共同特征，忽略非本质的细节，并把这些特征 用各种概念精确地加以描述。 三种常见的抽象： 1) 分类 2) 聚集
3) 概括
1 概念数据模型
数据抽象1： 分类
根据现实世界某些对象具有的共同特征和行为，通过定 义某一概念作为这组对象的类型来概括这组对象。 如：“学生”类型， “课程”类型，“班级”类型等。 它抽象了对象值和型之间的“ is member of ”的语义。
编号 姓名 性别 年龄 n 属于
职称名
1
最多借 阅数量
最长借 阅时间
教师
Байду номын сангаас
职称
编号 001 002
姓名 张华 王海
性别 男 男
职称 讲师 教授
职称名 教授 副教授
最多借 阅数量 15 12
最长借 阅时间 60 60
5 局部概念结构设计
设计局部E-R图的步骤（以设计图书馆借阅管理数据库为例）： 1）确定实体集、属性、实体型、码：
学号
姓名
性别
年龄
班号
1 概念数据模型
数据抽象3：概括
定义类型之间的一种子集联系，它抽象了类型之间的 “ is subset of ”的语义。 概括有一个很重要的的性质：继承性。子类继承超类上定 义的所有抽象。这样，本科生、研究生就继承了学生类型的属 性。 子类也可以增加自己的特殊属性。
超 类
学 生 is subset of
冗余的数据：可由基本数据导出的数据。 冗余的联系：可由其它联系导出的联系。
第4-4章 概念结构设计
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什么是概念数据模型？有什么特点？ 说明概念数据模型与逻辑数据模型的区别与联系？ E-R图的要素有哪些？ 实体集之间有哪些联系？ 划分实体和属性的原则是什么？ 概念结构设计的步骤是什么？ 分E-R图之间可能会有哪些冲突？
3) 码
唯一标识实体的一个属性或属性集合。 例如：学生的学号可以标识学生实体 ，故“学号”为码。
1 概念数据模型
4) 域 即属性的取值范围。如 “性别”属性的域为（男、女） “年龄”属性的域为（1 ~ 100） 5) 实体型 刻画同类实体所具有的特征和性质的框架。 表示：实体名（属性1，属性2，……） 如 ： 学生（学号、姓名、性别、年龄） 6) 实体集 同类实体的集合。 如全体学生构成学生实体集，全部课程构成课程实体 集。
学 生 “ is member of ”
张雪
王雨 …… 刘勇
赵山
1 概念数据模型
数据抽象2： 聚集
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实体型就是这种 抽象。
实体型
学 生 is part of
属 性
7 全局概念结构设计
（一）合并分E--R图，生成初步E--R图
由于面向的问题不同，设计人员不同，分E--R图之间可 能会有冲突。 冲突可能分为三类 1. 属性冲突 指属性值的类型、取值范围、取值集合以及取值单位的 不同。 如：年龄。有的用整数表示，有的用出生日期表示。 如：医院的药品的规格、单位。药库、门诊药房、住院 部药房就互不相同．
例2：某公司物资采购管理处：为全公司各项目采购物资。 每个供应商可为多个项目供应各种物品。 每个项目可使用多个供应商供应的物品。 每种物品可由不同的供应商供给。
供应商
p
供应
m n
项目
物品
2 实体集之间的联系
三. 单个实体集间的联系
职工
1 n
零配件
n
m
领导
安装
3 概念模型实例
例1： 学生管理系统的 E-R 图如下：
2 实体集之间的联系
3. 两个实体集之间的多对多联系（m:n）
对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n>=0） 与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，实体集A中也有 m个实体（m>=0）与之联系。 一对多联系是多对多联系的特例。
学生
n
选修
学生实体集
m
课程实体集
课程
2 实体集之间的联系
子 类
本科生
研究生
1 概念数据模型
概念数据模型中的主要概念
1) 实体 实体即客观存在、并可相互区别的事物，可以是人、事、 物等，如：一个学生，一门课，一本书等。 2) 属性
属性即实体具有的某一特性。一个实体可以由若干属性来刻 画。如：学生实体可由学号、姓名、性别、年龄等属性组成：
（02057001，张三，男，19）
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单位
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5 局部概念结构设计
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