实体 - 联系图

实体 - 联系图

 概念性数据模型是一种面向问题的数据模型，是按 照用户的观点对数据建立的模型。

 它描述了从用户角度看到的数据，它反映了用户的 现实环境，而且与在软件系统中的实现方法无关。

 数据模型中包含 3 种相互关联的信息：数据对象、

数据对象的属性及数据对象彼此间相互连接的关系

。

 数据对象可以是外部实体 ( 例如，产生或使用信息 的任何事物 ) 、事物 ( 例如，报表 ) 、行为 ( 例如，

打电话 ) 、事件 ( 例如，响警报 ) 、角色 ( 例如，教 师、学生 ) 、单位 ( 例如，会计科 ) 、地点 ( 例如，

仓库 ) 或结构 ( 例如，文件 ) 等。总之，可以由一组 属性来定义的实体都可以被认为是数据对象。

 数据对象彼此间是有关联的，例如，教师“教”课程

，学生“学”课程，教或学的关系表示教师和课程或 学生和课程之间的一种特定的连接。

 数据对象只封装了数据而没有对施加于数据上的操 作的引用。

 属性定义了数据对象的性质。必须把一个或多个属 性定义为“标识符”，也就是说，当我们希望找到数 据对象的一个实例时，用标识符属性作为“关键字”

( 通常简称为“键” ) 。

数据对象彼此之间相互连接的方式称为联系，

也称为关系。联系可分为以下 3 种类型：

 (1) 一对一联系 (1 1)∶

例如，一个部门有一个经理，而每个经理只在 一个部门任职，则部门与经理的联系是一对一的。

 (2) 一对多联系 (1 N)∶

例如，某校教师与课程之间存在一对多的联系

“教”，即每位教师可以教多门课程，但是每门课程 只能由一位教师来教。



(3)

例如，学生与课程间的联系 (“ 学” ) 是 多对多的，即一个学生可以学多门课程，而 每门课程可以有多个学生来学。

 联系也可能有属性。例如，学生“学”某门课程所取 得的成绩，既不是学生的属性也不是课程的属性。

由于“成绩”既依赖于某名特定的学生又依赖于某门 特定的课程，所以它是学生与课程之间的联系“学”

的属性。

某校教学管理 ER 图

某个工厂物资管理的概念模式，物资管理涉及 的实体有：

 仓库（仓库号，面积，电话号码）

 零件（零件号，名称，规格，单价，描述）

 供应商（供应商号，姓名，地址，电话号码，帐 号）

 项目（项目号，预算，开工日期）

 职工（职工号，姓名，年龄，职称）

这些实体间的联系如下：

 ¹ ）一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存 放在多个仓库中

 2 ）一个仓库可以有多个职工当保管员，一个职工 只能在一个仓库工作

 3 ）职工之间具有领导与被领导关系，仓库主任领 导若干保管员

 4 ）供应商、项目和零件之间具有多对多关系

 某网站建立一个网络论坛 (BBS) ，该论坛称 为“ VB.Net 高手汇集地”，其网址为

WWW.BBS.VBNET.COM

、权限等；该论坛的 BBS 用户有自己的帐号

、密码、头像和基本信息；每个用户可以发 表自己的关于 VB.NET 的帖子，所有的帖子 都归管理员进行管理。

数据规范化

 软件系统经常使用各种长期保存的信息，这些信息 通常以一定方式组织并存储在数据库或文件中，为 减少数据冗余，避免出现插入异常或删除异常，简 化修改数据的过程，通常需要把数据结构规范化。

 通常用“范式 (normal forms)” 定义消除数据冗余的 程度。

 范式级别越高，存储同样数据就需要分解成更多张 表，因此，“存储自身”的过程也就越复杂。

 范式级别提高则需要访问的表增多，因此性能 ( 速 度 ) 将下降。从实用角度看来，在大多数场合选用 第三范式都比较恰当。

(1) 第一范式每个属性值都必须是原子值，即仅仅是 一个简单值而不含内部结构。

(2) 第二范式满足第一范式条件，而且每个非关键字 属性都由整个关键字决定 ( 而不是由关键字的一部 分来决定 ) 。

(3) 第三范式符合第二范式的条件，每个非关键字属 性都仅由关键字决定，而且一个非关键字属性不能 仅仅是对另一个非关键字属性的进一步描述 ( 即一 个非关键字属性值不依赖于另一个非关键字属性值 )

。

数据字典

 数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据 流图中包含的所有元素的定义的集合。

 数据字典的作用是在软件分析和设计的过程中给人 提供关于数据的描述信息。

在数据词典的每一个词条中应包含以下信息：

 ① 名称：数据对象或控制项、数据存储或外部实体 的名字。

 ② 别名或编号。

 ③ 分类：数据对象？加工？数据流？数据文件？外 部实体？控制项 ( 事件∕状态 ) ？

 ④ 描述：描述内容或数据结构等。包括定义 ( 数据 类型，长度，结构等等 ) ，使用特点 ( 值的范围，

使用频率，使用方式——输入、输出、本地，条件 值等等 ) 。

 ⑤ 何处使用：使用该词条 ( 数据或控制项 ) 的加工。

数据元素的别名就是该元素的其他等价的名字，出现 别名主要有下述 3 个原因：

 (1) 对于同样的数据，不同的用户使用了不同的名 字；

 (2) 一个分析员在不同时期对同一个数据使用了不 同的名字；

 (3) 两个分析员分别分析同一个数据流时，使用了 不同的名字。

 虽然应该尽量减少出现别名，但是不可能完全消除 别名。

 存折＝户名＋所号＋帐号＋开户日＋性质＋（印密）＋ 1 { 存取行 }50

 户名＝ 2{ 字母 }24

 所号＝“ 001”..“999” 注：储蓄所编码，规定三位数字

 帐号＝“ 00000001”..“99999999” 注：帐号规定由八位数 字组成

 开户日＝年＋月＋日

 性质＝“ 1”..“6” 注：“ 1” 表示普通户，“ 5” 表示工资户等

 印密＝“ 0” 注：印密在存折上不显示

 存取行＝日期＋（摘要）＋支出＋存入＋余额＋操作＋复核

 日期＝年＋月＋日

 ……

 字母＝ [“a”..“z”|“A”..“Z”]

根据本章开头讲的结构化分析的第 3 条准则

，在需求分析过程中应该建立起软件系统的 行为模型。状态转换图 ( 简称为状态图 ) 通 过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事 件，来表示系统的行为。此外，状态图还指 明了作为特定事件的结果系统将做哪些动作 ( 例如，处理数据 ) 。因此，状态图提供了 行为建模机制，可以满足第 3 条分析准则的 要求。

3.6 状态转换图

状态是任何可以被观察到的系统行为模式，

一个状态代表系统的一种行为模式。状态规 定了系统对事件的响应方式。系统对事件的 响应，既可以是做一个 ( 或一系列 ) 动作，

也可以是仅仅改变系统本身的状态，还可以 是既改变状态又做动作。

在状态图中定义的状态主要有：初态 ( 即初 始状态 ) 、终态 ( 即最终状态 ) 和中间状态。

在一张状态图中只能有一个初态，而终态则 可以有 0 至多个。

3.6.1 状态

状态图既可以表示系统循环运行过程，也可 以表示系统单程生命期。当描绘循环运行过 程时，通常并不关心循环是怎样启动的。当 描绘单程生命期时，需要标明初始状态 ( 系 统启动时进入初始状态 ) 和最终状态 ( 系统 运行结束时到达最终状态 ) 。

事件是在某个特定时刻发生的事情，它是对 引起系统做动作或 ( 和 ) 从一个状态转换到 另一个状态的外界事件的抽象。例如，内部 时钟表明某个规定的时间段已经过去，用户 移动或点击鼠标等都是事件。简而言之，事 件就是引起系统做动作或 ( 和 ) 转换状态的 控制信息。

3.6.2 事件

在状态图中，初态用实心圆表示，终态用一 对同心圆 ( 内圆为实心圆 ) 表示。

中间状态用圆角矩形表示，可以用两条水平 横线把它分成上、中、下 3 个部分。上面部 分为状态的名称，这部分是必须有的；中间 部分为状态变量的名字和值，这部分是可选 的；下面部分是活动表，这部分也是可选的

。

活动表的语法格式如下：

事件名 ( 参数表 )/ 动作表达式

3.6.3 符号

其中，“事件名”可以是任何事件的名称。在 活动表中经常使用下述 3 种标准事件：

entry ， exit 和 do 。 entry 事件指定进入该状 态的动作， exit 事件指定退出该状态的动作

，而 do 事件则指定在该状态下的动作。需 要时可以为事件指定参数表。活动表中的动 作表达式描述应做的具体动作。

状态图中两个状态之间带箭头的连线称为状 态转换，箭头指明了转换方向。状态变迁通 常是由事件触发的，在这种情况下应在表示 状态转换的箭头线上标出触发转换的事件表 达式；如果在箭头线上未标明事件，则表示 在源状态的内部活动执行完之后自动触发转 换。

事件表达式的语法如下：

事件说明［守卫条件］／动作表达式 其中，

事件说明的语法为：事件名 ( 参数表 ) 。

守卫条件是一个布尔表达式。如果同时使用 事件说明和守卫条件，则当且仅当事件发生 且布尔表达式为真时，状态转换才发生。如 果只有守卫条件没有事件说明，则只要守卫 条件为真状态转换就发生。

动作表达式是一个过程表达式，当状态转换 开始时执行该表达式。

图 3.3 给出了状态图中使用的主要符号。

图 3.3 状态图中使用的主要符号

为了具体说明怎样用状态图建立系统的行为 模型，下面举一个例子。图 3.4 （见书 57 页）是人们非常熟悉的电话系统的状态图。

图中表明，没有人打电话时电话处于闲置状 态；有人拿起听筒则进入拨号音状态，到达 这个状态后，电话的行为是响起拨号音并计 时；这时如果拿起听筒的人改变主意不想打 了，他把听筒放下 ( 挂断 ) ，电话重又回到 闲置状态；如果拿起听筒很长时间不拨号 ( 超时 ) ，则进入超时状态；……。

3.6.4 例子

层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩 形框描绘数据的层次结构。树形结构的顶层 是一个单独的矩形框，它代表完整的数据结 构，下面的各层矩形框代表这个数据的子集

，最底层的各个框代表组成这个数据的实际 数据元素 ( 不能再分割的元素 ) 。

例如，描绘一家计算机公司全部产品的数据 结构可以用图 3.5 中的层次方框图表示。

3.7 其他图形工具

3.7.1 层次方框图

图 3.5 层次方框图的一个例子

闲置 复印 do / 复印

缺纸 do / 警告

卡纸 do / 警告 复印命令

完成复印命

令 发生

卡纸故障

发现缺纸

装满纸

排除了卡纸故障