1、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,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,概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）,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

2、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。,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。,概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）,描述概念模型的工具 E-R模型,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,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

3、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),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)。,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）,自頂向下策略,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）,自底向上策略,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）,逐步擴(kuò)張,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

4、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),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,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),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,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

5、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“is member of”的語義 在E-R模型中，實(shí)體型就是這種抽象 例：P216圖6.10,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“is part of”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,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“is subset of”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：P2

6、17圖6.13,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,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),二、局部視圖設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)分E-R圖的步驟: 選擇局部應(yīng)用 逐一設(shè)計(jì)分E-R圖, 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

7、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。,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),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。, 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

8、碼，確定實(shí)體之間的聯(lián)系及其類型（1:1，1:n，m:n）,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“is member of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。,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“is part of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。,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

9、”，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。,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。,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)

10、一步描述，根據(jù)準(zhǔn)則，“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，這時(shí)把職稱作為實(shí)體來處理會(huì)更合適些。（教程194圖6-10）,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。,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

11、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。,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195圖611,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),1,1,1,1,1,1,1,m,

12、n,n,n,n,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，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195如圖6-12。,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),1,1,1,1,1,1,1,m,n,n,n,n,住宿,宿舍,n,1,逐一設(shè)計(jì)分E-R

13、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。,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,1,1,1,1,m,n,n,n,成績,教學(xué),m,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 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

14、室編號(hào)，地址，容量,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,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。,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,視圖的集成（續(xù)）,集成局部E-R圖的步驟 1. 合并 2

15、. 修改與重構(gòu),視圖的集成（續(xù)）,一、合并分E-R圖，生成初步E-R圖,各分圖存在沖突 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,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, 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

16、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。,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。,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, 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,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

17、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, 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。,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。,結(jié)構(gòu)沖突（續(xù)）,學(xué)生,學(xué)號(hào),姓名,性別,平均成績,(a)在局部應(yīng)用A

18、中,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,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,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,姓名,性別,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),合并分E-R圖，生成初步E-R圖實(shí)

19、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：,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,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

20、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。,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。,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 解決上述沖突后，學(xué)籍管理分E-R圖與課程管理

21、分E-R圖合并為198圖6-16的形式。,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,修改與重構(gòu)（續(xù)）,1冗余 2消除冗余的方法,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)。,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。,2消除冗余的方法,分析方法 以數(shù)

22、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。,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。,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,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,消除冗余的方法（續(xù)）,方法 1. 確定分E-R圖

23、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,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。,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

24、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),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S，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S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)”,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,消除冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖實(shí)例,教程198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,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。,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)體中的平均成績可以從選修聯(lián)系中的