【文章內(nèi)容簡介】 析得到的結果 （ 數(shù)據(jù)流圖 、 數(shù)據(jù)字典等 ） 對現(xiàn)實世界進行抽象 ， 設計各個局部 ER模型 。 返回 返回 40 圖 概念結構設計的方法 … … … … 概念模式 … … (b) 自底向上的設計方法 概念模式 概念模式 概念模式 子需求 概念模式 概念模式 全局概念模式 子需求 子需求 子需求 … 全局概念模式 … … 概念模式 概念模式 概念模式 概念模式 概念模式 (a) 自頂向下的設計方法 概念模式 需求 (c) 逐步擴張的設計方法 核心需求 需求 核心概念結構 全局概念結構 … 返回 返回 41 圖 自底向上方法的設計步驟 需求分析 數(shù)據(jù)抽象、 局部視圖設計 視圖集成 征求用戶意見 DFD、 DD 局部 E－ R圖 全局 E－ R圖 邏輯結構設計 返回 返回 42 (1) ER方法 ? ER方法是 “ 實體 聯(lián)系方法 ” （ EntityRelationship Approach） 的簡稱 。 它是描述現(xiàn)實世界概念結構模型的有效方法 。 用 ER方法建立的概念結構模型稱為 ER模型 ，或稱為 ER圖 。 ? ER圖基本成分包含實體型 、 屬性和聯(lián)系 。 （ 在第 1章已經(jīng)介紹過它們的基本概念 ， 這里只給出它們的表示方法 。 ） ① 實體型：用矩形框表示 ， 框內(nèi)標注實體名稱 。 如圖 （ a） 所示 。 ② 屬性：用橢圓形框表示 ， 框內(nèi)標注屬性名稱 。 如圖 （ b） 所示 。 ③ 聯(lián)系：指實體之間的聯(lián)系 ， 有一對一 （ 1： 1） ， 一對多 （ 1： n）或多對多 （ m ： n） 三種聯(lián)系類型 。 例如系主任領導系 ， 學生屬于某一系 ， 學生選修課程 ， 工人生產(chǎn)產(chǎn)品 ， 這里 “ 領導 ” 、 “ 屬于 ” 、 “ 選修 ” 、 “ 生產(chǎn) ” 表示實體間的聯(lián)系 ， 可以作為聯(lián)系名稱 。 聯(lián)系用菱形框表示 ， 框內(nèi)標注聯(lián)系名稱 。 如圖 （ c） 所示 。 返回 返回 43 ?現(xiàn)實世界的復雜性導致實體聯(lián)系的復雜性 。 表現(xiàn)在 ER圖上可以歸結為圖 ： ① 兩個實體之間的聯(lián)系 ， 如圖 （ a） 所示 。 ② 兩個以上實體間的聯(lián)系 ， 如圖 （ b） 所示 。 ③ 同一實體集內(nèi)部各實體之間的聯(lián)系 ， 例如一個部門內(nèi)的職工有領導與被領導的聯(lián)系 ， 即某一職工 （ 干部 ） 領導若干名職工 ，而一個職工 （ 普通員工 ） 僅被另外一個職工直接領導 ， 這就構成了實體內(nèi)部的一對多的聯(lián)系 。 如圖 （ c） 所示 。 ?需要注意的是，因為聯(lián)系本身也是一種實體型，所以聯(lián)系也可以有屬性。如果一個聯(lián)系具有屬性，則這些聯(lián)系也要用無向邊與該聯(lián)系連接起來。例如，學生選修的課程有相應的成績。這里的 “ 成績 ” 既不是學生的屬性，也不是課程的屬性，只能是學生選修課程的聯(lián)系的屬性。圖 （ b）中 “ 供應數(shù)量 ” 是 “ 供應 ”聯(lián)系的屬性。 返回 返回 44 ?ER圖的基本思想就是分別用矩形框、橢圓形框和菱形框表示實體、屬性和聯(lián)系，使用無向邊將屬性與其相應的實體連接起來，并將聯(lián)系分別和有關實體相連接，注明聯(lián)系類型。 ?圖 ER圖的例子，只給出了實體及其 ER圖，省略了實體的屬性。 ?圖 ER圖。 返回 返回 45 ER圖的三種基本成份及其圖形的表示方法 學生 選修 學號 (a)實體 (b)屬性 (c)聯(lián)系 返回 返回 46 圖 實體及其聯(lián)系圖 (a)兩個實體之間的聯(lián)系 學生 選修 成績 課程 系主任 領導 系 學生 屬于 系 1 1 n 1 m n (c)實體集內(nèi)部的聯(lián)系 m 職工 領導 1 n 供應商 供應 數(shù)量 零件 項目 m n n (b)多個實體之間的聯(lián)系 返回 返回 47 圖 學生與課程聯(lián)系的完整的 E－ R圖 課程名 學生 學號 姓名 性別 年齡 系別 課程 課程號 學分 n 選修 成績 m 返回 返回 48 (2) 數(shù)據(jù)抽象 ? 在系統(tǒng)需求分析階段 ， 最后得到了多層數(shù)據(jù)流圖 、 數(shù)據(jù)字典和系統(tǒng)分析報告 。 建立局部 ER模型 ， 就是根據(jù)系統(tǒng)的具體情況 ， 在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個適當層次的數(shù)據(jù)流圖 ， 作為設計分 ER圖的出發(fā)點 ， 讓這組圖中毎一部分對應一個局部應用 。 在前面選好的某一層次的數(shù)據(jù)流圖中 ， 每個局部應用都對應了一組數(shù)據(jù)流圖 ， 局部應用所涉及的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)字典中 。 現(xiàn)在就是要將這些數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)字典中抽取出來 ， 參照數(shù)據(jù)流圖 ， 確定每個局部應用包含哪些實體 ， 這些實體又包含哪些屬性 ， 以及實體之間的聯(lián)系及其類型 。 ? 設計局部 ER模型的關鍵就是正確劃分實體和屬性 。實體和屬性之間在形式上并無可以明顯區(qū)分的界限 ，通常是按照現(xiàn)實世界中事物的自然劃分來定義實體和屬性 ， 將現(xiàn)實世界中的事物進行數(shù)據(jù)抽象 ， 得到實體和屬性 。 ? 一般有兩種數(shù)據(jù)抽象：分類和聚集 。 返回 返回 49 ① 分類 （ Classification） ?分類定義某一類概念作為現(xiàn)實世界中一組對象的類型 ， 將一組具有某些共同特性和行為的對象抽象為一個實體 。 對象和實體之間是 “ is member of”的關系 。 ?例如 ， 在教學管理中 ， “ 趙亦 ” 是一名學生 ， 表示“ 趙亦 ” 是學生中的一員 ， 她具有學生們共同的特性和行為 。 ② 聚集 （ Aggregation） ?聚集定義某一類型的組成成份 ， 將對象類型的組成成份抽象為實體的屬性 。 組成成份與對象類型之間是 “ is part of”的關系 。 ?例如 ， 學號 、 姓名 、 性別 、 年齡 、 系別等可以抽象為學生實體的屬性 ， 其中學號是標識學生實體的主鍵 。 返回 返回 50 (2) 局部 ER模型設計 ? 數(shù)據(jù)抽象后得到了實體和屬性 ， 實際上實體和屬性是相對而言的 ， 往往要根據(jù)實際情況進行必要的調(diào)整 。在調(diào)整中要遵循兩條原則： ① 實體具有描述信息 ， 而屬性沒有 。 即屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項 ， 不能再由另一些屬性組成 。 ② 屬性不能與其他實體具有聯(lián)系 ， 聯(lián)系只能發(fā)生在實體之間 。 ?例如：學生是一個實體 ， 學號 、 姓名 、 性別 、 年齡 、 系別等是學生實體的屬性 ， 系別只表示學生屬于哪個系 ， 不涉及系的具體情況 ， 換句話說 ， 沒有需要進一步描述的特性 ， 即是不可分的數(shù)據(jù)項 ， 則根據(jù)原則 ① 可以作為學生實體的屬性 。但如果考慮一個系的系主任 、 學生人數(shù) 、 教師人數(shù) 、 辦公地點等 ， 則系別應看作一個實體 。 如圖 。 ?又如， “ 職稱 ” 為教師實體的屬性，但在涉及住房分配時，由于分房與職稱有關，即職稱與住房實體之間有聯(lián)系，則根據(jù)原則②，職稱應作為一個實體。如圖 。 返回 返回 51 圖 系別作為一個屬性或?qū)嶓w 學生 學生 系別 屬于 n 1 m 姓名 性別 年齡 系別 學號 姓名 性別 年齡 系主任 學生人數(shù) 教師人數(shù) 辦公地點 返回 返回 52 圖 職稱作為一個屬性或?qū)嶓w 聘任 教師 教師 n 1 職稱 分配 住房 姓名 性別 職稱 姓名 性別 返回 返回 53 ? 此外 ， 我們可能會遇到這樣的情況 ， 同一數(shù)據(jù)項 ， 可能由于環(huán)境和要求的不同 ， 有時作為屬性 ， 有時則作為實體 ， 此時必須根據(jù)實際情況而定 。 一般情況下 ，凡能作為屬性對待的 ， 應盡量作為屬性 ， 以簡化 ER圖的處理 。 ? 下面舉例說明局部 ER模型設計 。 ? 在簡單的教務管理系統(tǒng)中 ， 有如下語義約束 。 ① 一個學生可選修多門課程 ， 一門課程可為多個學生選修 ， 因此學生和課程是多對多的聯(lián)系； ② 一個教師可講授多門課程 ， 一門課程可為多個教師講授 ， 因此教師和課程也是多對多的聯(lián)系； ③ 一個系可有多個教師 ， 一個教師只能屬于一個系 ， 因此系和教師是一對多的聯(lián)系 ， 同樣系和學生也是一對多的聯(lián)系 。 ? 根據(jù)上述約定，可以得到如圖 部Ｅ－Ｒ圖和如圖 －Ｒ圖。形成局部 ER模型后，應該返回去征求用戶意見，以求改進和完善，使之如實地反映現(xiàn)實世界。 ? ER圖的優(yōu)點就是易于被用戶理解，便于交流。 返回 返回 54 圖 學生選課局部Ｅ－Ｒ圖 m m n m １ 名稱 系 擁有 １ 學生 學號 姓名 性別 年齡 開課 課程 教師號 課程號 課程名 選修 成績 平均成績 返回 返回 55 圖 教師任課局部Ｅ－Ｒ圖 1 m 教師號 姓名 性別 職稱 課程號 教師 講授 課程 n 屬于 單位 單位名 電話 m 返回 返回 56 4． 全局 ER模型設計 ?局部 ER模型設計完成之后 ， 下一步就是集成各局部 ER模型 ， 形成全局 ER模型 ， 即視圖的集成 。 視圖集成的方法有兩種： ① 多元集成法 ， 一次性將多個局部 ER圖合并為一個全局 ER圖 ， 如圖 （ a） 所示 。 ② 二元集成法 ， 首先集成兩個重要的局部視圖 ， 以后用累加的方法逐步將一個新的視圖集成進來 ， 如圖（ b） 所示 。 在實際應用中 ， 可以根據(jù)系統(tǒng)復雜性選擇這兩種方案 。 一般采用逐步集成的方法 ， 如果局部視圖比較簡單 ， 可以采用多元集成法 。 一般情況下 ， 采用二元集成法 ， 即每次只綜合兩個視圖 ，這樣可降低難度 。 無論使用哪一種方法 ， 視圖集成均分成兩個步驟 ， 如圖 。 ① 合并 ， 消除各局部 ER圖之間的沖突 ， 生成初步 ER圖 。 ② 優(yōu)化 ， 消除不必要的冗余 ， 生成基本 ER圖 。 返回 返回 57 圖 局部視圖合并成全局視圖 (a) 多元集成法 局部 E－ R圖 1 … 局部 E－ R圖 2 局部 E－ R圖 n 初步 E－ R圖 基本 E－ R圖 局部 E－ R圖 1 局部 E－ R圖 2 合并 E－ R圖 12 局部 E－ R圖 3 … 初步 E－ R圖 基本 E－ R圖 (b) 二元集成法 返回 返回 58 圖 視圖集成 局部Ｅ－Ｒ圖 合并 （ 消 除沖 突） 修改 與重 構（ 消 除不 必要的冗余 ） 集成視圖 基本Ｅ－Ｒ圖 初步Ｅ－Ｒ圖 分析 規(guī)范化理論 返回 返回 59 (1) 合并局部 ER圖 ， 生成初步 ER圖 ? 這個步驟將所有的局部 ER圖綜合成全局概念結構 。 ? 全局概念結構它不僅要支持所有的局部 ER模型 ， 而且必須合理地表示一個完整 、 一致的數(shù)據(jù)庫概念結構 。 ? 由于各個局部應用不同 ， 通常由不同的設計人員進行局部 ER圖設計 ， 因此 ， 各局部 ER圖不可避免地會有許多不一致的的地方 ， 我們稱之為 沖突 。 ? 合并局部 ER圖時并不能簡單地將各個 ER圖畫到一起 ，而必須消除各個局部 ER圖中的不一致 ， 使合并后的全局概念結構不僅支持所有的局部 ER模型 ， 而且必須是一個能為全系統(tǒng)中所有用戶共同理解和接受的完整的概念模型 。 ? 合并局部 ER圖的關鍵就是合理消除各局部 ER圖中的沖突 。 返回 返回 60 ?ER圖中的沖突有三種：屬性沖突 、 命名沖突和結構沖突 。 ① 屬性沖突 ?屬性沖突又分為屬性值域沖突和屬性的取值單位沖突 。 ， 即屬性值的類型 、 取值范圍或取值集合不同 。 比如學號 ， 有些部門將其定義為數(shù)值型 ， 而有些部門將其定義為字符型 。 又如年齡 ， 有的可能用出生年月表示 ， 有的則用整數(shù)表示 。 。 比如零件的重量 ， 有的以公斤為單位 ， 有的以斤為單位 ， 有的則以克為單位 。 ?屬性沖突屬于用戶業(yè)務上的約定 ， 必須與用戶協(xié)商后解決 。 返回 返回 61 ② 命名沖突 ? 命名不一致可能發(fā)生在實體名 、 屬性名或聯(lián)系名之間 ，其中屬性的命名沖突更為常見 。 ? 一般表現(xiàn)為同名異義或異名同義 （ 實體 、 屬性 、 聯(lián)系名 ） 。 ， 即同一名字的對象在不同的部門中具有不同的意義 。 比如 ， “ 單位 ” 在某些部門表示為人員所