第2章 概念模型设计

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2.1 概念模型的基础知识
2.1.3 概念模型的基本概念 2．实体联系的类型 实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系。 实体与实体之间的联系通常比较复杂，一般分为3种类型。 （1）两个实体集之间的联系 两个实体集之间的联系可概括为3种： ① 一对一联系（1:1） 例如，在一个班级有一个班长，一个学生只能在一个班级 里任班长，则班级与班长之间具有一对一联系。 ② 一对多联系（1:n）。 例如，一个系可以有多个教研室，而一个教研室只属于一 个系，则系与教研室之间具有一对多联系。 ③ 多对多联系（m:n）。 例如，一个学生可以选修多门课程，一门课程可以被多个 学生选修，则学生与课程之间具有多对多联系。 13
2.1 概念模型的基础知识
2.1.2 信息的三种世界及其描述 2．信息世界 • 实体的特征在称为属性； • 实体通过其属性表示称为实例； • 同类实例的集合称为对象，对象即实体集中的实体用属性 表示得出的信息集合。 信息世界通过概念模型（也称信息模型）、过程模型和状态 模型反映现实世界，它要求对现实世界中的事物、事物间的 联系和事物的变化情况准确、如实、全面地表示。
4．合并分E-R图、消除冗余和设计基本E-R图
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.4 概念模型的表示方法 概念模型是对信息世界的建模，E-R图来描述现实世界的 概念模型，提供了表示实体集、属性和联系的方法。E-R图也 称为E-R模型。在E-R图中： （1）用长方形表示实体集，长方形内写实体集名。 （2）用椭圆形表示实体集的属性，并用线段将其与相应的实 体集连接起来。例如，学生具有学号、姓名、性别、年龄和所 在系，共5个属性，用E-R图表示如图2-5所示。 （3）用菱形表示实体集间的联系，菱形内写上联系名，用线 段分别与有关实体集连接起来，在线段旁标出联系的类型。
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.2 信息的三种世界及其描述 3．信息的计算机世界 计算机世界也叫机器世界或数据世界。在计算机世界中 用到下列术语。 （1）数据项（Item） 数据项是对象属性的数据表示。 （2）记录（Record） 记录是实例的数据表示。 （3）文件（File） 文件是对象的数据表示，是同类记录的集合。 （4）数据模型（Data Model） 现实世界中的事物反映到计算机世界中就形成了文件的 记录结构和记录，事物之间的相互联系就形成了不同文件间 的记录的联系。记录结构及其记录联系的数据化的结果就是 数据模型。 9
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.1 数据模型 2．数据模型的要素 数据模型是由数据结构、数据操作和数据的约束条件3 各要素组成的。 （1）数据结构 数据结构用于描述系统的静态特征。它是表现一个数据 模型性质最重要的方面。 （2）数据操作 数据操作包括操作对象和有关的操作规则两部分。数据 库中的数据操作主要有数据检索和数据更新（即插入、删除 或修改数据的操作）两大类操作。 （3）数据约束条件 数据约束条件是一组数据完整性规则的集合。数据完整 性规则是指数据模型中的数据及其联系所具有的制约和依存 规则。如关系数据库中的不同表中的学号的约束条件。 5
2.1 概念模型的基础知识
2.1.3 概念模型的基本概念 （2）多实体集之间的联系 两个以上的实体集之间也会存在有联系，其联系类型为 ：一对一、一对多、多对多3种。 ① 多实体集之间的一对多联系。 例如一门课程可以有若干教师讲授，一个教师只讲授一 门课程；一门课程使用若干本参考书，每一本参考书只供一门 课程使用。所以课程与教师、参考书之间的联系是一对多的。 ② 多实体集之间的多对多联系 在两个以上的多个实体集之间，当一个实体集与其他实体 集之间均存在多对多联系，而其他实体集之间没有联系时，这 种联系称为多实体集间的多对多联系。
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2.3 实训——学籍管理系统概念结构设计
本书以学籍管理系统为贯穿全书的讲解案例，该系统的主 要功能如表2-2所示。
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2.3 实训——学籍管理系统概念结构设计
【实训】学籍管理系统的概念模型设计。 设计过程如下。 1．选择学籍管理系统的局部应用 2．数据抽象、确定实体及其属性与码
3．确定实体间关系和设计分E-R图
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.3 概念模型的基本概念 （3）实体集内部的联系 实际上，在一个实体集的实体之间也可以存在一对多或多 对多的联系。例如，学生是一个实体集，学生中有班长，而班 长自身也是学生。学生实体集内部具有管理与被管理的联系， 即某一个学生管理若干名学生，而一个学生仅被一个班长所管 ，这种联系是一对多的联系。
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.2 信息的三种世界及其描述 2．信息世界 • 实体的特征在称为属性； • 实体通过其属性表示称为实例； • 同类实例的集合称为对象，对象即实体集中的实体用属性 表示得出的信息集合。 • 实体集之间的联系用对象联系表示 实体与实例是不同的，例如王五是一个实体，而“王五，男 ，20岁，计算机系学生”是实例，现实世界中的王五除了姓 名、性别、年龄和所在系外还有其他的特征，而实例仅对需 要的特征通过属性进行了描述。
2.1.1 数据模型 1．数据库模型的概念 数据模型是对现实世界中各类数据特征的抽象和模拟。 数据库中的数据是结构化的，因此建立数据库首先要考 虑如何组织数据、表示数据间的联系、合理的存储。
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2.1 概念模型的基础知识
数据库建立依赖某种数据模型来描述和表示信息系统。 数据模型要满足三个要求： • 真实模拟现实世界 • 便于理解和交流 • 便于在计算机上实现
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2.2 E-R模型的设计
2.2.1 概念模型的特点及设计方法 1．概念模型的特点 概念模型独立于数据库逻辑结构和支持数据库的DBMS， 其主要特点是： （1）概念模型是反映现实世界的一个真实模型 概念模型应能真实、充分反映现实世界，能满足用户对 数据的处理要求。 （2）概念模型应当易于理解 概念模型只有被用户理解后，才可以与设计者交换意见 ，参与数据库的设计。 （3）概念模型应当易于更改 易于更改的概念模型有利于修改和扩充。 （4）概念模型应易于向数据模型转换 概念模型最终要转换为数据模型。设计概念模型时应当 注意，使其有利于向特定的数据模型转换。 18
2.2 E-R模型的设计
2.2.1 概念模型的特点及设计方法 2．概念模型设计的方法 概念模型是数据模型的前身，它比数据模型更独立于机 器、更抽象，也更加稳定。概念模型设计的方法有4种： （1）自顶向下的设计方法 该方法首先定义全局概念模型的框架，然后逐步细化为 完整的全局概念模型。 （2）自底向上的设计方法 首先定义各局部应用的概念模型，然后将它们集成起来 ，得到全局概念模型的设计方法。 （3）逐步扩张的设计方法 此方法首先定义最重要的核心概念模型，然后向外扩充 ，生成其他概念模型，直至完成总体概念模型； （4）混合策略设计的方法 采用自顶向下与自底向上相结合的方法。 19
2.1 概念模型的基础知识
2.1.2 信息的三种世界及其描述 4．现实世界、信息世界和计算机世界的关系 现实世界、信息世界和计算机世界这三个领域是由客观 到认识、由认识到使用管理的三个不同层次，后一领域是前 一领域的抽象描述。 现实世界、信息世界和计算机世界的转换关系如图2-1 所示。 P16术语对应关系
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.3 概念模型的基本概念 1．概念模型涉及的基本概念
（1）对象（Object）和实例（Instance） 对象是实体集信息化（数据化）的结果。对象 中的每一个具体的实体的抽象为该对象的实例。 （2）属性（Attribute） 属性为实体的某一特征的抽象表示。一个实体 可以由若干个属性来描述。
SQL Server数据库技术及应用教程
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第2章 概念模型设计
2.1 概念模型的基础知识
2.2 E-R模型的设计
2.3 实训——学籍管理系统概念结构设计
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2.1 概念模型的基础知识
概念结构设计是将系统需求分析得到的用户需求抽象为信 息结构，即得到数据库的概念模型。
概念模型是设计人员与用户交流的语言。
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2.1 概念模型的基础知识
2.1.3 概念模型的基本概念 1．概念模型涉及的基本概念 （3）码（Key）、主码和次码 码也称关键字，它能够惟一标识一个实体。例如在学生 的属性集中，由于学号可以惟一地标识一个学生，所以学号 为码。实体集中不能惟一标识实体属性的叫次码。 （4）域（Domain） 属性的取值范围称为属性的域。
2.2 E-R模型的设计
2.2.1 概念模型的特点及设计方法 最常采用的策略是自底向上的方法，即自顶向下地进行 需求分析，然后再自底向上地设计概念结构，其方法如图2-7 所示。
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2.2 E-R模型的设计
2.2.2 概念模型的设计步骤 按照图2-7所示的自顶向下分析需求与自底向上设计概 念结构方法，概念结构的设计可分为两步：第一步是抽象数 据并设计局部视图；第二步是集成局部视图，得到全局的概 念结构。其设计步骤如图2-8所示。
2.1 概念模型的基础知识
2.1.2 信息的三种世界及其描述 1．信息的现实世界 信息的现实世界通过实体、特征、实体集及联系进行划 分和认识。 （1）实体（Entity） 现实世界中存在的可以相互区分的事物或概念称为实体 。例如，一个学生、一个工人、一台机器、一部汽车等是事 物实体，一门课、一个班级等称为概念实体。 （2）实体的特征（Entity Characteristic） 每个实体都有自己的特征，利用实体的特征可以区别不 同的实体。 （3）实体集（Entity Set）、实体型及实体集间的联系 实体集不是孤立存在的，实体集之间有着各种各样的联 系，例如学生和课程之间有“选课”联系，教师和教学系之 间有“工作”联系。 6