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第二章
需求分析与数据建模
教师
项目需求分析与解决方案
2.1
数据的采集与分类
2.2
建立关系数据模型
2.3
目录
PART 2.3
建立关系数据模型
建立关系数据模型
2.3
现实世界
信息世界（概念模型）
机器世界（数据模型）
用户的观点
机器的观点
数据的抽象过程
概念模型与E-R方法
2.3.1
概念模型是从现实世界到信息世界的第一层抽象。
信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，人的思维将现实世界的数据抽象化和概念化，并用文字符号表示出来，就形成了信息世界。
概念模型与E-R方法
2.3.1
1．实体
客观存在且可以互相区别的事物，称为实体。
实体是信息世界的基本单位，它与现实世界中客观存在的事物相对应。
拥有相同属性的实体称为同类实体，同类实体的集合称为实体集。
概念模型与E-R方法
2.3.1
2．属性
实体的特征称为属性。一个实体可以有多个特征，如姓名、性别、所在学校等都是学生的基本属性。
3．键
能在一个实体集中唯一标识一个实体的属性称为键。键可以只包含一个属性，也可以包含多个属性。
概念模型与E-R方法
2.3.1
4．联系
在现实世界中，事物内部以及事物之间是有联系的，这些联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系。实体内部的联系通常是指组成实体的各属性之间的联系，实体之间的联系通常是指不同实体集之间的联系。
一对一联系
一对多联系
多对多联系
概念模型与E-R方法
2.3.1
概念模型应满足以下三个方面的要求：
（1）能比较真实地模拟现实世界，具有较强的表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各种要求。
（2）简单、清晰，容易被人理解。
（3）要便于在计算机上实现。
概念模型的表示方法：1976年提出的实体—联系模型（Entity-Relationship Model），也称为实体—关系模型，简称E-R模型。
确定实体
确定相关实体属性
确定相关实体间联系类型
设计出E-R图所表示的概念模型
概念模型与E-R方法
2.3.1
E-R图就是用特定的符号来描述E-R模型中实体集及实体集之间的联系，E-R图包括三个图素：
（1）实体集。
（2）属性。
（3）实体之间的联系。
实体名
属性名
联系名
概念模型与E-R方法
2.3.1
用E-R图表示实体集之间的关系：
概念模型与E-R方法
2.3.1
一对一
一对多
多对多
例如：“中学生体质健康数据管理系统的需求分析与数据建模”项目
概念模型与E-R方法
2.3.1
1.确定数据管理系统的实体有：
“学生”实体的属性有
“学校”实体的属性有
“指标项目”实体的属性有
2.它们之间有如下联系：
（1）学校和学生的关系：
（2）学生和指标项目的关系：
同时，作为测试结果，必定会有测试成绩，并根据标准得到该项目得分及对应等级，因此这三个属性是属于“参加”这个联系的属性。
学生、学校、指标项目
学校名称、地址、联系电话、电子邮箱等
项目编号、项目名称、项目单位、项目权重等
一对多联系
多对多联系
学籍号、姓名、性别、年级、班别、出生日期、民族、总得分、等级等
例如：“中学生体质健康数据管理系统的需求分析与数据建模”项目
概念模型与E-R方法
2.3.1
练习：用E-R方法，绘制“学生成绩管理系统”的概念模型。
概念模型与E-R方法
2.3.1
有哪些实体？
各实体有哪些属性？键是什么？
实体集之间的联系是如何？
用E-R图表示概念模型时，人们所关心的仅仅是有哪些实体和属性，以及实体和属性之间的联系如何，而不必关心它们在计算机内是如何表示的。
机器世界又称数据世界，信息世界中的信息经过抽象和组织，以数据形式存储在计算机中，就成为机器世界。
1．字段：用来标记实体的一个属性，它是可以命名的最小信息单位。字段与信息世界的属性相对应。
2．记录：有一定逻辑关系的字段的组合。它与信息世界中的实体相对应，一条记录可以描述一个实体。
从概念模型到关系数据模型的转换
2.3.2
3．文件：同一类记录的集合。
4．关键字：是可以唯一标识一条记录的字段，它可以是一个字段，也可以是多个字段。关键字与信息世界中的键相对应。
从概念模型到关系数据模型的转换
2.3.2
知识回顾：
1.数据的抽象过程是怎样的？
2.概念模型的相关术语有哪些？
3.建立概念模型应满足哪些要求？
4.E-R图是什么？建立E-R图的步骤有哪几步？
5.E-R图的图素有哪些？分别用什么形状表示？
6.数据模型的相关术语有哪些？
从概念模型到关系数据模型的转换
2.3.2
三个世界的术语对照表
现实世界 信息世界 机器世界
对象
特征
总体
关键特征
事物及其联系
实体
实体集
键
属性
概念模型
记录
字段
关键字
数据模型
文件
关系数据模型是采用二维表的形式表示实体以及实体之间的联系。将E-R模型转换为关系数据模型，一般可以分两步进行：
（1）将每个实体集转换成一个二维表。
从概念模型到关系数据模型的转换
2.3.2
关系数据模型是采用二维表的形式表示实体以及实体之间的联系。将E-R模型转换为关系数据模型，一般可以分两步进行：
（1）将每个实体集转换成一个二维表。
（2）将实体集之间的联系转换成一个二维表。
从概念模型到关系数据模型的转换
2.3.2
层次模型（Hierarchical Model）：以“树结构”表示数据之间的联系。实体间的联系是一层一层的。
其他数据模型简介
2.3
网状模型（Network Model）：以“图结构”来表示数据之间的联系。实体间的联系是相互交叉。
其他数据模型简介
2.3
练习题
（1）项目需求分析的目的是（ ）。
A. 和用户搞好关系
B. 尽可能全面了解用户的业务需求
C. 大概了解用户的业务需求
D. 让用户了解自己的能力
练习题
（2）以下不是结构化数据特征的是（ ）。
A. 可以用二维表结构来表示
B. 没有具体的结构模型
C. 每一列代表一个不同的事实或度量
D. 每一行表示一个实例或数据

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