1、第二章 概念設(shè)計(jì)及其相應(yīng)的語義模型,數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)生命周期需求分析Requirement analysis概念設(shè)計(jì)Conceptual design實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)Implementation design物理設(shè)計(jì)Physical design,數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟,需求分析,概念設(shè)計(jì)（語義模型）,詳細(xì)設(shè)計(jì)（邏輯模型）,物理設(shè)計(jì)（物理模型）,信息要求,數(shù)據(jù)處理過程要求,需求說明書,信息結(jié)構(gòu)、操作說明,邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)說明書,物理D

2、B結(jié)構(gòu),DBMS特征,硬件/OS特征,,,,,,,,,,,,,,,,概念設(shè)計(jì)要點(diǎn),目標(biāo)：能充分描述所有信息可能的合法的狀態(tài)。充分表達(dá)信息間的互聯(lián)性及完整性約束。（在此不必定義DB中的實(shí)際狀態(tài)。）模型：所使用的概念設(shè)計(jì)模型——語義模型有豐富的表現(xiàn)力，利于描述信息間的語義關(guān)系。具有抽象和規(guī)范能力。便于人的理解。便于向邏輯模型轉(zhuǎn)換。,E-R模型的基本概念（Entity-Relationship）,實(shí)體：描述現(xiàn)實(shí)世界中抽象

3、的或物理的 對象。聯(lián)系：實(shí)體間的關(guān)聯(lián)。屬性：描述實(shí)體或聯(lián)系的性質(zhì)?！F(xiàn)實(shí)世界被模型化為實(shí)體集合及其作 用在實(shí)體間的聯(lián)系。,實(shí)體和實(shí)體集合,實(shí)體：（實(shí)例）現(xiàn)實(shí)世界中可區(qū)分的對象。實(shí)體集合：將具有相似特性的實(shí)體集合進(jìn)行類型抽象的劃分。即一個(gè)實(shí)例集合描述了具有相同屬性的一組實(shí)體；實(shí)體集合內(nèi)的實(shí)例具有相同的聯(lián)系類型。,屬性和屬性集,屬性描述一個(gè)實(shí)體每個(gè)成員共有的屬性。屬性描述：屬性名、類型、值域。關(guān)鍵字屬性：是

4、屬性集合的子集。 其作用：唯一標(biāo)識一個(gè)實(shí)例對象。,聯(lián)系與聯(lián)系類型,聯(lián)系：一個(gè)聯(lián)系描述了兩個(gè)實(shí)體（集合）間 的關(guān)聯(lián)規(guī)則。當(dāng)一個(gè)聯(lián)系R是一個(gè)n元聯(lián)系時(shí)，則被R所聯(lián)系的實(shí)體集合是一個(gè)n元的有序集。即：{[e11 ,…e n1 ]，…[e1k，…enk]}有K組聯(lián)系。 e ij Ei （1 i n；1 j k）,

5、聯(lián)系與聯(lián)系類型（cont.）,R圖示為：三元聯(lián)系（常用的為二元聯(lián)系）,E1,Ei,En,R,,,,,部件i,工具i,機(jī)器人i,裝配,,,,,,,聯(lián)系的完整性約束,聯(lián)系的最大基數(shù)約束1：1關(guān)聯(lián)：實(shí)體E1中實(shí)例e1i僅于實(shí)體E2中某個(gè)實(shí)例e1i相關(guān)聯(lián)，反之亦然。1：N關(guān)聯(lián)：實(shí)體E2中的實(shí)例僅于E1中的一個(gè)實(shí)例相關(guān)聯(lián)。N：1關(guān)聯(lián)：實(shí)體E1中實(shí)例僅于實(shí)體E2中一個(gè)實(shí)例e1i相關(guān)聯(lián)。N：M關(guān)聯(lián)：兩實(shí)體集合間，實(shí)例相關(guān)聯(lián)的數(shù)量不加限

6、制。聯(lián)系的最小基數(shù)約束0：允許對實(shí)體E上建立聯(lián)系R的實(shí)例為空集。1：實(shí)體E上建立聯(lián)系R的實(shí)例至少有一個(gè)。,示例,EMPLOYEE,STUDENT,DORMITORY,AUTO,CLUB,STUDENT,1:1,N:M,1:N,分配,參加,占用,最大約束： has-a 聯(lián)系,,,,,,,0,1,弱實(shí)體,(1) 弱實(shí)體該實(shí)體的存在依賴于其他實(shí)體。圖示法中用圓角矩形和圓角菱形表示,（2）ID依賴實(shí)體：其存在依賴于其他實(shí)體。

7、 識別方法：包含所依賴的實(shí)體的關(guān)鍵字。,0,1,Price,Divisions,FirstName,LoadCapacity,ReachRadius,Profit,Location,LastName,isUsed,Assembles,Manufactures,Designs,Controls,WorksFor,Tools,Priducts,Robots,Engineers,Description,Precision,Desc

8、ription,Quantity,,,,,super,sub,N,M,N,M,N,N,1,,,,,,,,,,,,,,M,,,,,,,,,,,,,遞歸聯(lián)系,單個(gè)實(shí)體的實(shí)例之間建立的聯(lián)系。例1：聯(lián)系 composition，它作用在一個(gè)實(shí)體 上。每個(gè)實(shí)例可以在不同層次上，以不同角色參與聯(lián)系,組成,產(chǎn)品,產(chǎn)品,組成,,,N,子部件Sub,部件Supe

9、r,M,例2：每個(gè)實(shí)例可以在不同層次上，以不同角色參與聯(lián)系,STUDENT,1：N,,,BethBillGaryMaryRobSarah,,,,,,,,,ROOMS-WITH,1,0,聚合抽象,高等級的聚合實(shí)體由低層次的實(shí)體聚合而成。這個(gè)抽象過程稱為聚合抽象。低等級實(shí)體間的聯(lián)系可以構(gòu)造為高等級聚合實(shí)體。該聚合實(shí)體可以有（或沒有）自己的屬性集。高等級聚合實(shí)體與低層次實(shí)體間的聯(lián)系可以表達(dá)不同的語義。,聚合抽象舉例,原始的裝配

10、聯(lián)系,裝配,工具,產(chǎn)品,工程師,機(jī)器人,,,,,聚合抽象舉例,裝配聯(lián)系可以聚合抽象為裝配實(shí)體。加載屬性：費(fèi)用、時(shí)間裝配實(shí)體包含：管理裝配的工程師； 承擔(dān)搬運(yùn)的機(jī)器人； 裝配使用的工具集； 被裝配的產(chǎn)品。,聚合抽象舉例,isUsed,Subervises,isAssembled,CarriesOut,Tools,Products,Assembly,Engineers,Robots,

11、Cost,Time,,,,,,,,,,,,,,,最重要的聚合抽象——Part-of,復(fù)合超類是由多個(gè)子類（可能屬于不同實(shí)體）組成。原始的遞歸聯(lián)系將其按聚合抽象可以展開為Part-of等級樹。,產(chǎn)品,組成,,,,,,,sub,super,Part-of等級樹,聚合抽象舉例,Spoke輪輻,Rim輪圈,Handlbar車把,Pipe管子,Wheel車輪,Frame支架,Bicycle自行車,Part-of,Part-of,Par

12、t-of,Part-of,Part-of,,,,,,,,,,,,,,,,,Part-of,泛化和特化抽象,泛化——?dú)w納：抽取不同實(shí)體間共性特征構(gòu)造上層實(shí)體，略去個(gè)體的特殊細(xì)節(jié)。當(dāng)有n個(gè)實(shí)體Eiind均為互不相交的， 即當(dāng)Eiind Ejind=Ø1 i，j n；且i j 則Properties（Egeneric）:= Properties（Eind） Eind

13、 {Eiind}，1 i n實(shí)體Egeneric抽取了所有單個(gè)實(shí)體屬性的交集屬性。,Generalization and Specification,泛化抽象的層次結(jié)構(gòu),泛化抽象可以逐層進(jìn)行。高等級的泛化實(shí)體與低層的特化實(shí)體間的聯(lián)系，具有is-a語義。is-a聯(lián)系構(gòu)成互不相交的層次結(jié)構(gòu)。,泛化抽象舉例1,is-a,小汽車,摩托車,三輪車,自行車,機(jī)動車輛,非機(jī)動車輛,車輛,is-a,is-a,is-a,is-a,

14、is-a,,,,,,,,,,,,,,,,,is-a,滑板車,,,,泛化抽象舉例2,is-a,原始幾何體GeoPrimitive,is-a,多面體,圓柱體,角錐,立方體,Mat材料,Price價(jià)格,半徑,長,#Corners頂點(diǎn)數(shù),is-a,is-a,長,寬,高,,,,,,,,,,,,,,,,,,聚合和泛化的組合,Spoke輪輻,Rim輪圈,Handlbar車把,Pipe管子,Wheel車輪,Frame支架,Bicycle自行車,,,,