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数据库系统概论 An Introduction to Database System 第8-12章 数据库设计（2） "数据库原理与系统开发" 2021年5月24日 2 3 概念结构设计 3.1 概念结构设计概述 3.2 概念结构设计的方法与步骤 3.3 数据抽象与局部视图设计 3.4 视图的集成 2021年5月24日 3 3.1 概念结构 v什么是概念结构设计 § 需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体 需求 § 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模 型的过程就是概念结构设计 § 概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型 更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。 § 概念结构设计是整个数据库设计的关键 2021年5月24日 4 概念结构（续） 现实世界 机器世界 信息世界 需求分析 概念结构设计 2021年5月24日 5 概念结构（续） v 概念结构设计的特点 （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，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的 一个真实模型。 （2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换 意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。 2021年5月24日 6 概念结构（续） v 概念结构设计的特点(续) （3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概 念模型修改和扩充。 （4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 2021年5月24日 7 概念结构（续） v描述概念模型的工具 § E-R模型 2021年5月24日 8 3 概念结构设计 3.1 概念结构设计概述 3.2 概念结构设计的方法与步骤 3.3 数据抽象与局部视图设计 3.4 视图的集成 2021年5月24日 9 3.2 概念结构设计的方法与步骤 v设计概念结构的四类方法 § 自顶向下 首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细 化 § 自底向上 首先定义各局部应用的概念结构，然后将它 们集成起来，得到全局概念结构 2021年5月24日 10 概念结构设计的方法与步骤（续） § 逐步扩张 首先定义最重要的核心概念结构，然后向外 扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结 构，直至总体概念结构 § 混合策略 将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下 策略设计一个全局概念结构的框架，以它为 骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概 念结构。 2021年5月24日 11 概念结构设计的方法与步骤（续） 自顶向下策略 2021年5月24日 12 概念结构设计的方法与步骤（续） 自底向上策略 2021年5月24日 13 概念结构设计的方法与步骤（续） 逐步扩张 2021年5月24日 14 概念结构设计的方法与步骤（续） v常用策略 § 自顶向下地进行需求分析 § 自底向上地设计概念结构 v自底向上设计概念结构的步骤 § 第1步：抽象数据并设计局部视图 § 第2步：集成局部视图，得到全局概念结构 2021年5月24日 15 3 概念结构设计 3.1 概念结构设计概述 3.2 概念结构设计的方法与步骤 3.3 数据抽象与局部视图设计 3.4 视图的集成 2021年5月24日 16 3.3 数据抽象与局部视图设计 v数据抽象 v局部视图设计 2021年5月24日 17 一、数据抽象 v概念结构是对现实世界的一种抽象 § 从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性， 忽略非本质的细节 § 把这些特性用各种概念精确地加以描述 § 这些概念组成了某种模型 2021年5月24日 18 数据抽象（续） v三种常用抽象 1. 分类（Classification） § 定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型 § 这些对象具有某些共同的特性和行为 § 它抽象了对象值和型之间的"is member of"的语义 § 在E-R模型中，实体型就是这种抽象 例：P212图10 2021年5月24日 19 数据抽象（续） 2. 聚集（Aggregation） § 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了实体型，就是这种 抽象 例：P.212图11，图12 2021年5月24日 20 数据抽象（续） 3. 概括（Generalization） § 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性质：继承性。子类继承超类上 定义的所有抽象。 例：P.213 图13 2021年5月24日 21 数据抽象（续） 注：原E-R模型不具有概括，本书对E-R模型作了扩 充，允许定义超类实体型和子类实体型。 用双竖边的矩形框表示子类， 用直线加小圆圈表示超类-子类的联系 2021年5月24日 22 数据