概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3.1概念結(jié)構(gòu)什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求分析階段描述的用戶應(yīng)用需求是現(xiàn)實(shí)世界的具體需求將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，它比數(shù)據(jù)模型更獨(dú)立于機(jī)器、更抽象，從而更加穩(wěn)定。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵第2頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界信息世界需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型。（2）易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。第4頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)(續(xù))（3）易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對(duì)概念模型修改和擴(kuò)充。（4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。第5頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）描述概念模型的工具E-R模型第6頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.3.1概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述6.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟6.3.3數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)6.3.4視圖的集成第7頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的四類方法自頂向下首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化自底向上首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)第8頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）逐步擴(kuò)張首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)混合策略將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計(jì)一個(gè)全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計(jì)的各局部概念結(jié)構(gòu)。第9頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)） 自頂向下策略第10頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）

自底向上策略第11頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）

逐步擴(kuò)張第12頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）常用策略（P215圖6.8）自頂向下地進(jìn)行需求分析自底向上地設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的步驟（P216圖6.9）第1步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖第2步：集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu)第13頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.3.1概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述6.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟6.3.3數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)6.3.4視圖的集成第14頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3.3數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽象局部視圖設(shè)計(jì)第15頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五一、數(shù)據(jù)抽象概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象從實(shí)際的人、物、事和概念中抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)把這些特性用各種概念精確地加以描述這些概念組成了某種模型第16頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）三種常用抽象1.分類（Classification）定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類型這些對(duì)象具有某些共同的特性和行為它抽象了對(duì)象值和型之間的“ismemberof”的語義在E-R模型中，實(shí)體型就是這種抽象例：P216圖6.10第17頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）2.聚集（Aggregation）定義某一類型的組成成分它抽象了對(duì)象內(nèi)部類型和成分之間“ispartof”的語義在E-R模型中若干屬性的聚集組成了實(shí)體型，就是這種抽象例：P217圖6.11，圖6.12第18頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）3.概括（Generalization）定義類型之間的一種子集聯(lián)系它抽象了類型之間的“issubsetof”的語義概括有一個(gè)很重要的性質(zhì)：繼承性。子類繼承超類上定義的所有抽象。例：P217圖6.13第19頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）注：原E-R模型不具有概括，本書對(duì)E-R模型作了擴(kuò)充，允許定義超類實(shí)體型和子類實(shí)體型。

用雙豎邊的矩形框表示子類，用直線加小圓圈表示超類-子類的聯(lián)系第20頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五數(shù)據(jù)抽象（續(xù)）數(shù)據(jù)抽象的用途對(duì)需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織（聚集），形成實(shí)體實(shí)體的屬性，標(biāo)識(shí)實(shí)體的碼確定實(shí)體之間的聯(lián)系類型(1:1，1:n，m:n)第21頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五二、局部視圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分E-R圖的步驟:⒈選擇局部應(yīng)用⒉逐一設(shè)計(jì)分E-R圖第22頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五⒈選擇局部應(yīng)用需求分析階段，已用多層數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典描述了整個(gè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)分E-R圖首先需要根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個(gè)適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，讓這組圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用，然后以這一層次的數(shù)據(jù)流圖為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)分E-R圖。第23頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五選擇局部應(yīng)用（續(xù)）通常以中層數(shù)據(jù)流圖作為設(shè)計(jì)分E-R圖的依據(jù)。原因：高層數(shù)據(jù)流圖只能反映系統(tǒng)的概貌中層數(shù)據(jù)流圖能較好地反映系統(tǒng)中各局部應(yīng)用的子系統(tǒng)組成低層數(shù)據(jù)流圖過細(xì)第24頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五選擇局部應(yīng)用（續(xù)）例：由于學(xué)籍管理、課程管理等都不太復(fù)雜，因此可以它們?nèi)胧衷O(shè)計(jì)學(xué)生管理子系統(tǒng)的分E-R圖。如果局部應(yīng)用比較復(fù)雜，則可以從更下層的數(shù)據(jù)流圖入手。第25頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五⒉逐一設(shè)計(jì)分E-R圖任務(wù)標(biāo)定局部應(yīng)用中的實(shí)體、屬性、碼，實(shí)體間的聯(lián)系將各局部應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)分別從數(shù)據(jù)字典中抽取出來，參照數(shù)據(jù)流圖，標(biāo)定各局部應(yīng)用中的實(shí)體、實(shí)體的屬性、標(biāo)識(shí)實(shí)體的碼，確定實(shí)體之間的聯(lián)系及其類型（1:1，1:n，m:n）第26頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）如何抽象實(shí)體和屬性實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中一組具有某些共同特性和行為的對(duì)象就可以抽象為一個(gè)實(shí)體。對(duì)象和實(shí)體之間是“ismemberof"的關(guān)系。例：在學(xué)校環(huán)境中，可把張三、李四等對(duì)象抽象為學(xué)生實(shí)體。第27頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）屬性：對(duì)象類型的組成成分可以抽象為實(shí)體的屬性。組成成分與對(duì)象類型之間是“ispartof"的關(guān)系。 例：學(xué)號(hào)、姓名、專業(yè)、年級(jí)等可以抽象為學(xué)生實(shí)體的屬性。其中學(xué)號(hào)為標(biāo)識(shí)學(xué)生實(shí)體的碼。第28頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）如何區(qū)分實(shí)體和屬性實(shí)體與屬性是相對(duì)而言的。同一事物，在一種應(yīng)用環(huán)境中作為“屬性”，在另一種應(yīng)用環(huán)境中就必須作為“實(shí)體”。 例：學(xué)校中的系，在某種應(yīng)用環(huán)境中，它只是作為“學(xué)生”實(shí)體的一個(gè)屬性，表明一個(gè)學(xué)生屬于哪個(gè)系；而在另一種環(huán)境中，由于需要考慮一個(gè)系的系主任、教師人數(shù)、學(xué)生人數(shù)、辦公地點(diǎn)等，這時(shí)它就需要作為實(shí)體了。第29頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）一般原則屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)。即屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能再由另一些屬性組成。屬性不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系。聯(lián)系只發(fā)生在實(shí)體之間。符合上述兩條特性的事物一般作為屬性對(duì)待。為了簡(jiǎn)化E-R圖的處置，現(xiàn)實(shí)世界中的事物凡能夠作為屬性對(duì)待的，應(yīng)盡量作為屬性。第30頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）舉例例1：“學(xué)生”由學(xué)號(hào)、姓名等屬性進(jìn)一步描述，根據(jù)準(zhǔn)則１，“學(xué)生”只能作為實(shí)體，不能作為屬性。例2：職稱通常作為教師實(shí)體的屬性，但在涉及住房分配時(shí)，由于分房與職稱有關(guān)，也就是說職稱與住房實(shí)體之間有聯(lián)系，根據(jù)準(zhǔn)則２，這時(shí)把職稱作為實(shí)體來處理會(huì)更合適些。（教程Ｐ194圖6-10）第31頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）設(shè)計(jì)分E-R圖的步驟（1）以數(shù)據(jù)字典為出發(fā)點(diǎn)定義E-R圖。數(shù)據(jù)字典中的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“數(shù)據(jù)流”和“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”等已是若干屬性的有意義的聚合（2）按上面給出的準(zhǔn)則進(jìn)行必要的調(diào)整。第32頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）例：學(xué)籍管理局部應(yīng)用中主要涉及的實(shí)體包括學(xué)生、宿舍、檔案材料、班級(jí)、班主任。實(shí)體之間的聯(lián)系：由于一個(gè)宿舍可以住多個(gè)學(xué)生，而一個(gè)學(xué)生只能住在某一個(gè)宿舍中，因此宿舍與學(xué)生之間是1:n的聯(lián)系。由于一個(gè)班級(jí)往往有若干名學(xué)生，而一個(gè)學(xué)生只能屬于一個(gè)班級(jí)，因此班級(jí)與學(xué)生之間也是1:n的聯(lián)系。第33頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）由于班主任同時(shí)還要教課，因此班主任與學(xué)生之間存在指導(dǎo)聯(lián)系，一個(gè)班主任要教多名學(xué)生，而一個(gè)學(xué)生只對(duì)應(yīng)一個(gè)班主任，因此班主任與學(xué)生之間也是1:n的聯(lián)系。而學(xué)生和他自己的檔案材料之間，班級(jí)與班主任之間都是1:1的聯(lián)系。學(xué)籍管理局部應(yīng)用的分E-R圖草圖：教程Ｐ195圖6－11第34頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五學(xué)籍管理局部應(yīng)用的分E-R圖草圖班主任班級(jí)教室宿舍學(xué)生檔案材料管理上課住宿組成歸檔指導(dǎo)1111111mnnnn第35頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)） 接下來需要進(jìn)一步斟酌該E-R圖，做適當(dāng)調(diào)整。(1)在一般情況下，性別通常作為學(xué)生實(shí)體的屬性，但在本局部應(yīng)用中，由于宿舍分配與學(xué)生性別有關(guān)，根據(jù)準(zhǔn)則２，應(yīng)該把性別作為實(shí)體對(duì)待。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)“學(xué)生登記表”，由于是手工填寫，供存檔使用，其中有用的部分已轉(zhuǎn)入學(xué)生檔案材料中，因此這里就不必作為實(shí)體了。最后得到學(xué)籍管理局部應(yīng)用的分E-R圖：教程Ｐ195如圖6-12。第36頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五學(xué)籍管理局部應(yīng)用的分E-R圖班主任班級(jí)教室性別學(xué)生檔案材料管理上課擁有組成歸檔指導(dǎo)1111111mnnnn住宿宿舍n1第37頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）該E-R圖中省略了各個(gè)實(shí)體的屬性描述：學(xué)生：｛學(xué)號(hào)，姓名，出生日期｝性別：｛性別｝檔案材料：｛檔案號(hào)，……｝班級(jí)：｛班級(jí)號(hào)，學(xué)生人數(shù)｝班主任：｛職工號(hào)，姓名，性別，是否為優(yōu)秀班主任｝宿舍：｛宿舍編號(hào)，地址，人數(shù)｝其中有下劃線的屬性為實(shí)體的碼。第38頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五逐一設(shè)計(jì)分E-R圖（續(xù)）同樣方法可以得到課程管理局部應(yīng)用的分E-R圖，（圖6-13）課程教室教科書學(xué)生教師開設(shè)選修講授1111mnnn成績(jī)教學(xué)m第39頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五各實(shí)體的屬性分別為：學(xué)生：｛姓名，學(xué)號(hào)，性別，年齡，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)｝課程：｛課程號(hào)，課程名，學(xué)分｝教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱｝教科書：｛書號(hào)，書名，價(jià)錢｝教室：｛教室編號(hào)，地址，容量｝第40頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.3.1概念結(jié)構(gòu)6.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟6.3.3數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)6.3.4視圖的集成第41頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五6.3.4視圖的集成各個(gè)局部視圖即分E-R圖建立好后，還需要對(duì)它們進(jìn)行合并，集成為一個(gè)整體的數(shù)據(jù)概念結(jié)構(gòu)即總E-R圖。第42頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五視圖的集成（續(xù)）視圖集成的兩種方式一次集成（P224圖6.25(a)）一次集成多個(gè)分E-R圖通常用于局部視圖比較簡(jiǎn)單時(shí)逐步累積式（P224圖6.25(b)）首先集成兩個(gè)局部視圖（通常是比較關(guān)鍵的兩個(gè)局部視圖）以后每次將一個(gè)新的局部視圖集成進(jìn)來第43頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五視圖的集成（續(xù)）集成局部E-R圖的步驟1.合并2.修改與重構(gòu)第44頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五視圖的集成（續(xù)）第45頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五一、合并分E-R圖，生成初步E-R圖各分Ｅ－Ｒ圖存在沖突各個(gè)局部應(yīng)用所面向的問題不同 由不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì) 各個(gè)分E-R圖之間必定會(huì)存在許多不一致的地方合并分E-R圖的主要工作與關(guān)鍵所在：合理消除各分E-R圖的沖突第46頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五合并分E-R圖，生成初步E-R圖（續(xù)）沖突的種類屬性沖突命名沖突結(jié)構(gòu)沖突第47頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五⒈屬性沖突兩類屬性沖突屬性域沖突：屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同。

例1，由于學(xué)號(hào)是數(shù)字，因此某些部門（即局部應(yīng)用）將學(xué)號(hào)定義為整數(shù)形式，而由于學(xué)號(hào)不用參與運(yùn)算，因此另一些部門（即局部應(yīng)用）將學(xué)號(hào)定義為字符型形式。 例2，某些部門（即局部應(yīng)用）以出生日期形式表示學(xué)生的年齡，而另一些部門（即局部應(yīng)用）用整數(shù)形式表示學(xué)生的年齡。第48頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五屬性沖突（續(xù)）屬性取值單位沖突。 例：學(xué)生的身高，有的以米為單位，有的以厘米為單位，有的以尺為單位。第49頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五屬性沖突（續(xù)）屬性沖突的解決方法通常用討論、協(xié)商等行政手段加以解決第50頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五⒉命名沖突兩類命名沖突同名異義：不同意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字例，局部應(yīng)用A中將教室稱為房間局部應(yīng)用B中將學(xué)生宿舍稱為房間異名同義（一義多名）：同一意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字例，有的部門把教科書稱為課本有的部門則把教科書稱為教材第51頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五命名沖突（續(xù)）命名沖突可能發(fā)生在屬性級(jí)、實(shí)體級(jí)、聯(lián)系級(jí)上。其中屬性的命名沖突更為常見。命名沖突的解決方法通過討論、協(xié)商等行政手段加以解決第52頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五⒊結(jié)構(gòu)沖突三類結(jié)構(gòu)沖突同一對(duì)象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象例，“課程”在某一局部應(yīng)用中被當(dāng)作實(shí)體在另一局部應(yīng)用中則被當(dāng)作屬性解決方法：通常是把屬性變換為實(shí)體或把實(shí)體變換為屬性，使同一對(duì)象具有相同的抽象。變換時(shí)要遵循兩個(gè)準(zhǔn)則。第53頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）同一實(shí)體在不同局部視圖中所包含的屬性不完全相同，或者屬性的排列次序不完全相同。產(chǎn)生原因：不同的局部應(yīng)用關(guān)心的是該實(shí)體的不同側(cè)面。解決方法：使該實(shí)體的屬性取各分E-R圖中屬性的并集，再適當(dāng)設(shè)計(jì)屬性的次序。第54頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生學(xué)號(hào)姓名性別平均成績(jī)(a)在局部應(yīng)用A中第55頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生學(xué)號(hào)姓名出生日期年級(jí)(b)在局部應(yīng)用B中所在系第56頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生學(xué)號(hào)姓名政治面貌(c)在局部應(yīng)用C中第57頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）學(xué)生政治面貌學(xué)號(hào)出生日期年級(jí)(d)合并后所在系平均成績(jī)姓名性別第58頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）實(shí)體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型

例1，實(shí)體E1與E2在局部應(yīng)用A中是多對(duì)多聯(lián)系，而在局部應(yīng)用B中是一對(duì)多聯(lián)系 例2，在局部應(yīng)用X中E1與E2發(fā)生聯(lián)系，而在局部應(yīng)用Y中E1、E2、E3三者之間有聯(lián)系。解決方法：根據(jù)應(yīng)用語義對(duì)實(shí)體聯(lián)系的類型進(jìn)行綜合或調(diào)整。(P226圖6.27)第59頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例例：生成學(xué)校管理系統(tǒng)的初步E-R圖

以合并學(xué)籍管理局部視圖,課程管理局部視圖為例這兩個(gè)分E-R圖存在著多方面的沖突：第60頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例(1)班主任實(shí)際上也屬于教師，也就是說學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管理中的教師實(shí)體在一定程度上屬于異名同義，可以應(yīng)將學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管理中的教師實(shí)體統(tǒng)一稱為教師，統(tǒng)一后教師實(shí)體的屬性構(gòu)成為：教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱，是否為優(yōu)秀班主任｝第61頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例（續(xù)）(2)將班主任改為教師后，教師與學(xué)生之間的聯(lián)系在兩個(gè)局部視圖中呈現(xiàn)兩種不同的類型，一種是學(xué)籍管理中教師與學(xué)生之間的指導(dǎo)聯(lián)系，一種是課程管理中教師與學(xué)生之間的教學(xué)聯(lián)系，由于指導(dǎo)聯(lián)系實(shí)際上可以包含在教學(xué)聯(lián)系之中，因此可以將這兩種聯(lián)系綜合為教學(xué)聯(lián)系。第62頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例（續(xù)）(3)性別在兩個(gè)局部應(yīng)用中具有不同的抽象，它在學(xué)籍管理中為實(shí)體，在課程管理中為屬性，按照前面提到的兩個(gè)原則，在合并后的E-R圖中性別只能作為實(shí)體，否則它無法與宿舍實(shí)體發(fā)生聯(lián)系。第63頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)例（續(xù)）(4)在兩個(gè)局部E-R圖中，學(xué)生實(shí)體屬性組成及次序都存在差異，應(yīng)將所有屬性綜合，并重新調(diào)整次序。假設(shè)調(diào)整結(jié)果為： 學(xué)生：｛學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，年齡，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)｝ 解決上述沖突后，學(xué)籍管理分E-R圖與課程管理分E-R圖合并為Ｐ198圖6-16的形式。第64頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五二、修改與重構(gòu)基本任務(wù)消除不必要的冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖合并初步E-R圖分E-R圖可能存在冗余的數(shù)據(jù)和冗余的實(shí)體間聯(lián)系基本E-R圖消除不必要的冗余第65頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五修改與重構(gòu)（續(xù)）1．冗余2．消除冗余的方法第66頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五1．冗余冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)， 冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系容易破壞數(shù)據(jù)庫的完整性，給數(shù)據(jù)庫維護(hù)增加困難并不是所有的冗余數(shù)據(jù)與冗余聯(lián)系都必須加以消除，有時(shí)為了提高某些應(yīng)用的效率，不得不以冗余信息作為代價(jià)。第67頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五冗余（續(xù)）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)時(shí)，哪些冗余信息必須消除，哪些冗余信息允許存在，需要根據(jù)用戶的整體需求來確定。消除不必要的冗余后的初步E-R圖稱為基本E-R圖。第68頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五2．消除冗余的方法分析方法以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間邏輯關(guān)系的說明來消除冗余。

第69頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余的方法(續(xù)) 例，教師工資單中包括該教師的基本工資、各種補(bǔ)貼、應(yīng)扣除的房租水電費(fèi)以及實(shí)發(fā)工資。 由于實(shí)發(fā)工資可以由前面各項(xiàng)推算出來，因此可以去掉，在需要查詢實(shí)發(fā)工資時(shí)根據(jù)基本工資、各種補(bǔ)貼、應(yīng)扣除的房租水電費(fèi)數(shù)據(jù)臨時(shí)生成。第70頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余的方法（續(xù)）如果是為了提高效率，人為地保留了一些冗余數(shù)據(jù)，則應(yīng)把數(shù)據(jù)字典中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的說明作為完整性約束條件。一種更好的方法是把冗余數(shù)據(jù)定義在視圖中第71頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余的方法（續(xù)）規(guī)范化理論函數(shù)依賴的概念提供了消除冗余聯(lián)系的形式化工具第72頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余的方法（續(xù)）方法1.確定分E-R圖實(shí)體之間的數(shù)據(jù)依賴FL

。實(shí)體之間一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系可以用實(shí)體碼之間的函數(shù)依賴來表示。例：班級(jí)和學(xué)生之間一對(duì)多的聯(lián)系：學(xué)號(hào)班級(jí)號(hào)學(xué)生和課程之間多對(duì)多的聯(lián)系：（學(xué)號(hào)，課程號(hào)）成績(jī)第73頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余的方法（續(xù)）2.求FL的最小覆蓋GL

，差集為

D=FL-GL。逐一考察D中的函數(shù)依賴，確定是否是冗余的聯(lián)系，若是，就把它去掉。第74頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余的方法（續(xù)）由于規(guī)范化理論受到泛關(guān)系假設(shè)的限制，應(yīng)注意下面兩個(gè)問題：1.冗余的聯(lián)系一定在D中，而D中的聯(lián)系不一定是冗余的；2.當(dāng)實(shí)體之間存在多種聯(lián)系時(shí)要將實(shí)體之間的聯(lián)系在形式上加以區(qū)分。例P229圖6.30中部門和職工之間兩種聯(lián)系表示為：負(fù)責(zé)人.職工號(hào)部門號(hào)部門號(hào)負(fù)責(zé)人.職工號(hào)第75頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五泛關(guān)系假設(shè)假設(shè)存在著一個(gè)單一的關(guān)系模式“假設(shè)已知一個(gè)模式Sφ，它僅由單個(gè)關(guān)系模式組成，問題是要設(shè)計(jì)一個(gè)模式SD，它與Sφ‘等價(jià)’，但在某些方面更好一些”從一個(gè)關(guān)系模式出發(fā)，而不是從一組關(guān)系模式出發(fā)實(shí)行分解“等價(jià)”的定義也是一組關(guān)系模式與一個(gè)關(guān)系模式的“等價(jià)”第76頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五泛關(guān)系假設(shè)(續(xù))泛關(guān)系假設(shè)是運(yùn)用規(guī)范化理論時(shí)的障礙承認(rèn)了泛關(guān)系假設(shè)，就等于承認(rèn)了現(xiàn)實(shí)世界各實(shí)體間只能有一種聯(lián)系第77頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖實(shí)例 教程Ｐ198圖6-16的初步E-R圖中存在著冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系：

(1)學(xué)生實(shí)體中的年齡屬性可以由出生日期推算出來，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。這樣不僅可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，而且當(dāng)某個(gè)學(xué)生的出生日期有誤，進(jìn)行修改后，無須相應(yīng)修改年齡，減少了產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的機(jī)會(huì)。學(xué)生：｛學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)｝第78頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖實(shí)例（續(xù)）(2)教室實(shí)體與班級(jí)實(shí)體的上課聯(lián)系可以由教室與課程之間的開設(shè)聯(lián)系、課程與學(xué)生之間的選修聯(lián)系、學(xué)生與班級(jí)之間的組成聯(lián)系三者推導(dǎo)出來，因此屬于冗余聯(lián)系，可以消去。第79頁，共89頁，2023年，2月20日，星期五消除冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖實(shí)例（續(xù)）(3)學(xué)生實(shí)體中的平均成績(jī)可以從選修聯(lián)系中的