数据建模和分析.ppt

1 数据建模和分析 第7章 Chapter7 DATAMODELINGANDANALYSIS 2 本章内容 7 1数据建模7 2数据建模过程7 3分析数据模型7 4将数据需求映射到地点 3 数据建模 数据建模 DataModeling 是一种组织和记录系统的数据的技术 实体关系图 Entityrelationshipdiagram ERD 是一种利用符号记法按照数据描述的实体和关系来刻画数据的数据模型 4 IDEF1X是一种有效的语义建模方法IDEF1X模型的语法成分主要包括实体 关系 属性 关键字等 IDEF1X模型的建模过程包括设计的开始 定义实体 定义关系 定义键 定义属性等5个过程 IDEF1X模型的建模工具ERWin 数据建模 IDEF1x简介 5 提供一种能完整地理解和分析数据资源的方法 提供能表示复杂数据并可进行良好交流的一种通用方法 提供一种技术 它能够反映企业运行时所需要的全面视图 提供一种方法用来定义与应用无关的数据视图 它能被用户验证并能转换到物理数据库设计中 提供一项技术能够从已有的数据资源中得到它的集成数据定义 IDEF1x的目标 数据建模 6 IDEF1X语法支持概念模式开发所必需的语义结构 具有一致性 可扩展性和可变换性 IDEF1X是一种建模语言 IDEF1X对于不同的语义概念都具有简明的一致结构 其语法和语义易于掌握 且是强健而有效的 Powerful Robust IDEF1X便于讲授 主要由事务专业人员和系统分析人员使用 也可供数据管理员和数据库设计者使用 可用作不同学科研究小组的有效交流 IDEF1X已在应用中得到很好地检验和证明 IDEF1X图能由一组图形软件包来生成 商品化的软件还能支持IDEF1X模型的更改 分析和结构管理 IDEF1x的主要特性 数据建模 7 IDEF1X模型的语法成分主要包括实体 Entity 关系 Relationship 属性 关键字 Attribute Key IDEF1X实体概念的含义和E R模型中实体的含义相同 表示具有属性或特征的一个现实或抽象事物的集合 实体的实例是实体抽象概念的一个具体的值 在IDEF1X中 联接关系用来描述实体之间的关系 属性表示实体的特征或性质 一个属性实例是实体的一个成员的具体特征 也称为属性值 属性在实体中定义 并且属性也直接或间接地属于某个基域或分类域 可以明确表示或隐含表示 候选关键字是由一个实体中的一个或多个属性组成 它唯一确定实体的每一个实例 IDEF1x的语法 数据建模 8 实体分为独立实体和依赖实体 独立实体是指不依赖于其他实体存在的实体 依赖实体是指必须依赖于其他实体才能存在的实体 也称为从属实体 独立实体和依赖实体的表示符号 实体 Entity 数据建模 9 每一个实体必须有唯一的实体名 除别名外 含义相同的实体只允许用一个实体名 在基于关键字或有完全属性的视图里 一个实体可以有多个属性 这些属性可以使其自身固有的 也可以是通过关系继承得到的 实体应有一个或多个能唯一标识实体示例的属性 任何实体可以与其他实体有联系 如果外来关键字作为实体关键字的一部分或全部 则该实体就是依赖实体 否则就是独立实体 实体的规则 数据建模 10 域是指固定的也可能是无限的值的集合 例如 邮政编码可以作为一个域 它的值的集合符合邮政编码的定义 即由6位数字组成的统一编码 域可以分为基域和分类域 基域是由一个简单数据类型构成的域 如字符 数值及布尔类型 其他数据类型如日期 时间等也可作为基域 但是在IDEF1X中默认前三者是基域 分类域是基域或分类域中的一个子集 并受上一级域语义的限制 这样域就构成了一个层次结构 域 Domain 数据建模 11 基域和分类域示例 12 一个域必须有唯一的名称 含义相同的应是同一个域 域必须是基域或分类域 基域的数据类型应是字符 数值 布尔类型之一 一个域规则的说明是指某个值的范围或值的列表 其中 范围必须制定上下界 值的列表也应说明具体值 域规则 数据建模 13 属性必须由唯一的名字命名 并且属于某个域 属性名称一般用名词或名词短语表示 从属于某个实体 一个实体必须有一个或一组属性 其值唯一地确定该实体的每一个实例 这个属性称为主关键字 属性 Attribute 数据建模 14 属性及其表示 主关键字属性 非主关键字属性 15 1 每个属性必须有一个唯一的名字 且相同的名字必须描述相同的含义 2 一个实体可以有多个属性 一个属性只能属于一个实体 这一规则称为 单属规则 3 一个实体可以有多个继承属性 而每个继承属性都必须是某个相关的父实体或一般实体主关键字的一部分 4 实体实例不允许有重复 称为非重复规则 5 实体实例的键属性值不允许为空值 非键属性允许为空值 属性规则 数据建模 16 如果一个实体中有多个候选关键字 则指定其中的一个称为主关键字 其他关键字成为次关键字 也可称为可选关键字 关键字 Key 主关键字属性 次关键字属性 数据建模 17 1 每个实体有且只有一个主关键字 2 每个实体可以有0或多个次关键字 3 关键字可以有一个或多个属性组成 4 允许个别属性是多个关键字 主 次关键字 的一部分 5 构成主关键字或次关键字的属性可以是实体自身所有 也可以从其他实体中继承而来 6 主关键字和次关键字必须仅仅包含有助于唯一标识实体的那些属性 去掉一个属性 则无法标识实体的实例 另一方面 构成关键字的属性应当是最简的 即增加属性到关键字属性中对实体表示的唯一性没有影响 7 如果主关键字是由多个属性组成 那么每个非键属性的值必须完全函数依赖于主关键字 每个非键属性必须函数依赖于主关键字和次关键字 关键字规则 数据建模 18 如果在两个实体之间存在确定关系和分类关系 则构成父实体 一般实体 的主关键字属性将被继承为子实体或分类实体的属性 这些继承属性称为外来关键字 简称外键 外来关键字的表示方法是将 FK 缩写放到外来关键字属性的后面 如果继承属性属于子实体的主关键字 则继承属性在实体水平分割线之上并且子实体是依赖实体 否则继承属性放在水平分割线之下 外来关键字 数据建模 19 联接关系 ConnectionRelationship 联接关系用来描述实体之间的关系联接关系 确定联接关系非确定联接关系分类关系 数据建模 20 确定联接关系 父实体的每一个实例与子实体的 或多个实体相联接 子实体中的每个实例同父实体中的 或 个实例联接 数据建模 21 确定联接关系 确定联接关系又可分为标识的联接关系和非标识的联接关系 标识的联接关系 父实体的主关键字属于子实体主关键字 非标识的联接关系 父实体的主关键字不属于子实体的主关键字 数据建模 22 非确定联接关系 非确定关系描述两个实体实例之间存在的0 1或多个对应关系 实体之间非确定关系的表示方式是关系连线的两端均有小圆点 在非确定关系中确定的两个实体的实例之间存在以下几种基数 1 0 1或多个 2 1或多个 3 0或1个 4 一个确定的数目 数据建模 23 用实体描述事物时 某些实体可以是其他实体的分类 在IDEF1X中称为分类关系 在语义数据模型中这种关系称为子类关系 分类关系 数据建模 24 账户号类型开始日期截止日期 账户号 FK 支票限额使用金额收费金额 账户号 FK 存款金额利息利率 账户号 FK 贷款金额利率贷款余额 账户 4 支票账户 1 存款账户 2 贷款账户 3 分类关系 数据建模 25 完全分类关系是联接两个或多个实体之间的关系 在这些实体中 存在一个一般实体 它的每一个实例都恰好与一个且仅与一个分类实体的一个实例相联系 非完全分类关系允许一般实体的一个实例不与任何分类实体的实例相联系 即对一般实体的分类是不完全的 分类关系 数据建模 26 一般实体 一般实体 分类实体 分类实体 分类关系 为了确定一般实体实例与哪一个分类实体的实例相关联 需要在一般实体中增加一个属性 这个属性用来指示一般实体的实例与哪个分类实体实例相关联 这个属性称为 鉴别器 完全分类集 非完全分类集 鉴别器 鉴别器 数据建模 27 一个分类实体只能有一个对应的一般实体 一个分类关系中的一个分类实体可以是一个其它分类联系的一般实体 一个实体可以有一个分类关系 在这些分类关系中 这个实体作为一般实体 允许一般实体按不同的方式划分成不同的分类集 一个分类实体不能是可标识关系中的一个子实体 分类实体的主关键字属性必须和一般实体的主关键字属性相同 一个分类实体的全部实例都具有相同的鉴别器值 并且不同的分类实体的所有实例都具有不同的鉴别器值 分类关系规则 数据建模 28 本章内容 7 1数据建模7 2数据建模过程7 3分析数据模型7 4将数据需求映射到地点 29 逻辑数据建模过程 战略数据建模许多组织根据战略信息系统规划选择应用开发项目 战略信息系统规划一般包括 信息系统的整体构想和架构确定信息系统项目开发的优先顺序企业数据模型 30 系统分析期间的数据建模应用数据模型 单个信息系统的数据模型通常被称为应用数据模型 从企业数据模型中确定一个子集从现有系统文件和数据库抽取 逻辑数据模型 通过需求分析得出一个逻辑数据模型 逻辑数据建模过程 31 逻辑数据建模过程 通过需求分析得出一个逻辑数据模型从构造上下文数据模型开始确立项目范围绘制一个基于键的数据模型 包括基数和概化层次 构造一个具有完整属性的数据模型 包括数据类型 域 通过规范化过程分析数据模型的适应性和灵活性 32 用于数据建模的JRP和面谈问题 33 美军C2IEDM模型 对象态势活动信息包 34 武警后勤信息模型的设计 35 武警后勤信息模型的设计 36 武警人员分类体系 37 数据建模的自动化工具 LogicWorks公司的ErwinPopkin公司的SystemArchitect 38 一 设计开始 建模目标 制定建模计划建模计划概述了要完成的任务和这些任务的开发顺序 主要任务包括 项目计划 收集数据 定义实体 定义关系 定义键 定义属性 确认模型和评审验收 组织队伍IDEF1X开发过程中 要组织好以下 种成员 项目负责人 建模者 信息源 课题专家 评审委员会 收集源素材 制定约定 IDEF1X方法的建模过程 逻辑数据建模过程 39 二 定义实体本阶段的目标是标识和定义待建模范围内的实体 1 标识实体2 定义实体 IDEF1X方法的建模过程 逻辑数据建模过程 40 三 定义关系定义关系需要找出实体之间的自然语义关系 在本阶段标出的实体 关系 ER 并不作为模型关系的最终表示 需要在以后的阶段中进一步改进 1 标识相关实体2 定义关系3 构造实体级图 5 6数据建模 IDEF1X方法的建模过程 逻辑数据建模过程 41 5 6数据建模 IDEF1X方法的建模过程 学生 课程 教师 成绩 考试 评定 选修 讲授 实体级图 实体级图是简化的模型 用方框表示实体 可在一张图中画出所有的实体反映模型的全貌 逻辑数据建模过程 42 四 定义键1 分解不确定关系2 标识键属性3 迁移键 外键的定义 4 确认键和联系5 形成阶段模型 5 6数据建模 IDEF1X方法的建模过程 逻辑数据建模过程 43 五 定义属性1 标识非键属性 建立实体属性 改善模型4 最终模型 5 6数据建模 IDEF1X方法的建模过程 逻辑数据建模过程 44 本章内容 7 1数据建模7 2数据建模过程7 3分析数据模型7 4将数据需求映射到地点 45 什么是好的数据模型 好的数据模型是简单的 描述任何给定实体的数据属性应该仅描述那个实体一个实体实例的每一个属性都只有一个值 一个好的数据模型是无冗余的 每一数据属性 除了外键 最多描述一个实体相同属性可能以不同的名词 同义词 多次记录 好的数据模型应该是灵活的而且对未来的需求具有可适应性 46 数据分析 数据分析 是为实现简单的 无冗余的 灵活并可扩充的数据库而准备数据模型的过程规范化技术第一范式 1NF 如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本