数据库设计理论及应用（4）——概念结构设计

数据库设计理论及应用（4）——概念结构设计

作者：最后一只恐龙 发表时间：

该系列计划包括5部分：完整性约束理论及应用、范式理论及应用、需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。本文是第四部分，介绍概念结构设计的内容，包括分E-R的设计、分E-R图的集成、以及基本E-R图的设计。

1．概念模型

概念模型是现实世界到机器世界的一个中间层次，在这个层次中，使用接近计算机存储的方式表示数据，同时又不涉及具体的DBMS。做出概念模型后，再转换为具体的DBMS（如SQL Server或Oracle）下的模型，就成为逻辑模型。

概念模型中包括实体、属性、码、域、联系等概念，在本系列文章的第一部分已作说明，下面再介绍其它几个概念。

1.1 两个实体型间的联系

（1）一对一联系：实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个实体与之有联系，反之亦然，则称实体集A与B具有一对一联系，记为1：1。如班级与班长的联系，一个班只有一个班长，一个班长也只能在一个班级中任职。

（2）一对多联系：实体集A中的每一个实体，实体集B中有n(n≥0)个实体与之有联系；而实体B中的每一个实体，实体A中至多有一个与之有联系，则称实体集A与B具有一对多联系，记为1：n。如班级与学生的联系，一个班有多个学生，一个学生只能在一个班级学习。

（3）多对多联系：实体集A中的每一个实体，实体集B中有n(n≥0)个实体与之有联系；而实体B中的每一个实体，实体A中有m(m≥0)个与之有联系，则称实体集A与B具有多对多联系，记为m：n。如教师与学生的联系，一个教师可以教多名学生，一名学生也可以上多位老师的课。

1.2 其它类型的联系

两个以上实体集之间也存在1：1、1：n、m：n的联系。如教师、课程、参考书的联系。注意把这三个实体之间的联系与两两直接的多个联系区分开来。

同一个实体集的各实体之间也存在1：1、1：n、m：n的联系。如职工和职工之间有直接领导的联系。

1.3 概念模型的一种表示方法：实体-联系方法

概念模型最著名的方法就是P.P.S.Chen于1976年提出的实体-联系方法，也就是E-R图方法了。E-R图的表示方法：

(1) 实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。

(2) 属性：用椭圆表示，并用无向边与相应实体连接起来。

(3) 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边上标明关系的类型。

一般E-R图的构造过程是：

（1）       根据局部应用的数据流图，设计分E-R图。

（2）       将各局部应用的分E-R图合并起来，消除冲突，形成初步E-R图。

（3）       消除初步E-R图中的冗余，构造基本E-R图。

下面讨论上篇文章介绍的工厂管理信息系统的E-R图构造方法。先看一下销售子系统的分E-R图。

2．销售子系统的分E-R图

2.1 存储实体

根据上节所画的数据流图，我们发现了如下几个数据存储：应收帐款、订单（订单记录本）、产品（产品描述）、待完成订单、发票主清单、发票记录本。我们对这几个存储对象进行分析，明确以下几点：

（1）待完成订单：因为订单完成后开发票，因此没有发票号的订单就可以认为是待完成订单，因此这个实体虽然对用户来讲是必须的，但在设计中没有必要单独存储。

（2）发票主清单和发票记录本：这个数据存储对应手工凭证，发票上的信息在开发票时已存入应收帐款，因此没有必要再存储。

这样，需要存储的实体只剩下应收帐款、订单、产品描述3个。

2.2 角色

数据流图中涉及3个角色：顾客、主管部门、生产部门。主管部门和生产部门是实际操作该应用系统的角色，拥有不同权限，这两个角色要到权限管理子系统中设计。

顾客不是操作系统的角色，而是由系统管理的对象，应收帐款和订单都与顾客有联系，因此必须在E-R图中体现。

这样，需要存储的实体又增加了一个：顾客。

2.3 分E-R图

根据以上4个实体，我们画出分E-R图的框架。（记得Microsoft Visio Enterprise Architect 版上有E-R图设计的，但现在用的是Microsoft Office Visio 2003版，直接就是逻辑结构设计的模型图了，因此没有用Visio画。）

图2.1 销售子系统分E-R图架构

顾客

产品

支付

订货

订单

应收帐款

1

n

1

n

？

？