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摘要：数据库设计的基础是概念设计，如何对数据库进行合理的设计，掌握概念设计的方法和步骤是关键。本文通过实例对数据库设计中的概念设计部分进行阐述，以解析相关的数据库基础概念和概念设计的基本流程以及应注意的问题。
关键词：数据库；数据库原理；概念设计
一、引言
《数据库原理与应用》课程是我校计算机专业的一门专业课程。这门课程的主要教学目标是通过对具体的数据库管理工具SQLServer2008操作流程的分析和讲解，让学生在运用工具实现数据库创建和维护的过程中，逐步了解和掌握数据库的一些基础概念以及数据库设计的基本流程和方法。课程教学过程中的难点是让学生了解并认识如何才能合理地设计数据库，其中，概念设计是设计数据库的基础。也是关键，掌握好概念设计的方法和步骤，对学生进行课程后续内容的学习十分重要。笔者根据多年教学的经验，通过具体的实例，从概念设计的定义、目的以及过程对其进行分析。
二、概念设计的内涵及方法
对现实世界中事物的抽象为概念设计，在概念设计阶段，我们不关心具体使用的数据库管理工具，即DBMS。在设计数据库过程中，概念设计的最主要目的是将从需求分析阶段获得的数据，抽象出相关实体及其之间的联系，并利用实体关系图（E-R图）对各个实体以及相关实体间的关系进行描述。
概念设计的主要方法有：自顶向下、自底向上、自内向外和混合策略四种。其中比较常用的是自底向上的方法。概念设计的步骤通常为以下两步：①根据需求分析，将系统拆分为若干独立子系统，分别为每一个子系统进行概念设计，并描绘出相应的E-R图（即实体联系图）；②集成子系统相关的E-R图，得到系统总的概念设计。本文将通过实例对设计过程进行阐述。
三、概念设计的具体实例
比如，设计一个学生信息管理系统。由于教学时间有限，对系统的设计只考虑学生、教师和课程信息的检索，因此，这里只将系统划分为两个子系统：学籍信息管理系统和课程信息管理系统。其中学籍信息管理系统需求实现的功能是学生基本信息的存储与检索；学生选课信息和课程的信息的存储与检索是课程信息管理系统最主要实现的功能。
在步骤一E-R图设计过程中，必须要明确两个基本的概念：实体，实体间的联系。实体即是客观存在并可互相区分的事物。它可以是人，可以是物，也可以指某些概念；实体间的联系指现实世界的事物间的联系，这种联系一般分为两类：一是实体内部各个部分的联系；二是实体之间的联系。在关系型数据库中，我们主要关心的是实体间的联系。这种联系主要有三种情况：1：1（一对一）、1：n（一对多）、n：n（多队多）关系。对用户需求进行分析时，根据需求中得到的数据流程图寻找出相应实体及其属性是ER模型设计的根本，其次就是要明确各个实体间的关系，继而描绘出E-R模型。
根据上述例子的需求可知，学生、班级、班主任、宿舍、教室为学籍系统的实体；学生、教师、课程、教室为课程管理系统的实体。这些实体的联系如下：①一个学生只能属于一个班，一个班级有多个学生。②一个班主任只带一个班，一个班只有一个班主任。③一个班级可在多个教室上课，一个教室有多个班级来上课。④一个学生学习多门课程，一门课程有多个学生学习。⑤一门课有多个教师讲授，一个教师可教多门课。⑥一个学生有多个教师授课，一个教师可以给多个学生授课。⑦一个教室可以进行多门课授课，一门课可在多个教室开展。
针对以上分析，分别设计出学籍管理子系统和课程管理子系统的E-R图（如图1、图2所示），由于篇幅问题，在图中省却了各个实体的属性的描绘。
各部分的E-R图设计好以后，接下来就是将所有的子系统E-R图进行集成，形成系统的总E-R图。由于在进行子系统E-R图设计时，对同一实体考虑的着重点可能会不同，因此这个阶段主要任务是解决各个分E-R图设计中的冲突问题，然后消除不必要的冗余，对E-R图进行修改和重构。常见的冲突主要有：命名冲突、属性冲突、概念冲突。命名冲突主要有同义异名和同名异义两种情况，如上例中在学籍系统中的班主任实体的编号属性和课程管理系统中的教师实体的教师编号属性，属于同义异名的情况，在E-R图集成过程中，可以将他们进行统一。属性冲突主要是指属性的取值范围或取值单位在不同的子系统中的定义不相同。概念冲突是指同一个概念在一处为实体，而在另一处则为联系。这两种冲突在上述例子中没有出现。
当解决所有冲突问题以后，接下来就是要把各个子系统中重复的数据或相同的属性进行合并，消除数据的冗余。譬如上例中的两个子系统中都对学生、教师和教室实体进行了定义，在总的E-R图描述中，可以将他们统一进行定义。还有就是在学籍管理子系统中的教室实体和班级实体的联系属于冗余，可以消除。因为在系统中课程是在相关的教室中开设，它们之间有着“开设”的联系，而学生可以选修课程，它们之间有着“选修”的联系，班级由若干学生组成，它们有着“组成”的联系，由此，我们可以间接地推导出教室与班级之间的联系。
经过以上步骤，学生信息管理系统最后综合得到E-R图（如图3所示）。
图3学生信息管理系统
（作者单位：广东省轻工职业技术学校）
参考文献：
[1]张露，马丽.数据库设计[J].安阳工学院学报，2007（4）.
[2]段远志.数据库设计[J].南昌教育学院学报， 2005（4）.
[3]李长海，郭颖，董广辉.浅析数据库设计[J].数字技术与应用， 2010（8）.
[4]董军.学生成绩管理系统数据库设计[J].合作经济与科技，2013（11）.
责任编辑陈春阳
关键词：数据库；数据库原理；概念设计
一、引言
《数据库原理与应用》课程是我校计算机专业的一门专业课程。这门课程的主要教学目标是通过对具体的数据库管理工具SQLServer2008操作流程的分析和讲解，让学生在运用工具实现数据库创建和维护的过程中，逐步了解和掌握数据库的一些基础概念以及数据库设计的基本流程和方法。课程教学过程中的难点是让学生了解并认识如何才能合理地设计数据库，其中，概念设计是设计数据库的基础。也是关键，掌握好概念设计的方法和步骤，对学生进行课程后续内容的学习十分重要。笔者根据多年教学的经验，通过具体的实例，从概念设计的定义、目的以及过程对其进行分析。
二、概念设计的内涵及方法
对现实世界中事物的抽象为概念设计，在概念设计阶段，我们不关心具体使用的数据库管理工具，即DBMS。在设计数据库过程中，概念设计的最主要目的是将从需求分析阶段获得的数据，抽象出相关实体及其之间的联系，并利用实体关系图（E-R图）对各个实体以及相关实体间的关系进行描述。
概念设计的主要方法有：自顶向下、自底向上、自内向外和混合策略四种。其中比较常用的是自底向上的方法。概念设计的步骤通常为以下两步：①根据需求分析，将系统拆分为若干独立子系统，分别为每一个子系统进行概念设计，并描绘出相应的E-R图（即实体联系图）；②集成子系统相关的E-R图，得到系统总的概念设计。本文将通过实例对设计过程进行阐述。
三、概念设计的具体实例
比如，设计一个学生信息管理系统。由于教学时间有限，对系统的设计只考虑学生、教师和课程信息的检索，因此，这里只将系统划分为两个子系统：学籍信息管理系统和课程信息管理系统。其中学籍信息管理系统需求实现的功能是学生基本信息的存储与检索；学生选课信息和课程的信息的存储与检索是课程信息管理系统最主要实现的功能。
在步骤一E-R图设计过程中，必须要明确两个基本的概念：实体，实体间的联系。实体即是客观存在并可互相区分的事物。它可以是人，可以是物，也可以指某些概念；实体间的联系指现实世界的事物间的联系，这种联系一般分为两类：一是实体内部各个部分的联系；二是实体之间的联系。在关系型数据库中，我们主要关心的是实体间的联系。这种联系主要有三种情况：1：1（一对一）、1：n（一对多）、n：n（多队多）关系。对用户需求进行分析时，根据需求中得到的数据流程图寻找出相应实体及其属性是ER模型设计的根本，其次就是要明确各个实体间的关系，继而描绘出E-R模型。
根据上述例子的需求可知，学生、班级、班主任、宿舍、教室为学籍系统的实体；学生、教师、课程、教室为课程管理系统的实体。这些实体的联系如下：①一个学生只能属于一个班，一个班级有多个学生。②一个班主任只带一个班，一个班只有一个班主任。③一个班级可在多个教室上课，一个教室有多个班级来上课。④一个学生学习多门课程，一门课程有多个学生学习。⑤一门课有多个教师讲授，一个教师可教多门课。⑥一个学生有多个教师授课，一个教师可以给多个学生授课。⑦一个教室可以进行多门课授课，一门课可在多个教室开展。
针对以上分析，分别设计出学籍管理子系统和课程管理子系统的E-R图（如图1、图2所示），由于篇幅问题，在图中省却了各个实体的属性的描绘。
各部分的E-R图设计好以后，接下来就是将所有的子系统E-R图进行集成，形成系统的总E-R图。由于在进行子系统E-R图设计时，对同一实体考虑的着重点可能会不同，因此这个阶段主要任务是解决各个分E-R图设计中的冲突问题，然后消除不必要的冗余，对E-R图进行修改和重构。常见的冲突主要有：命名冲突、属性冲突、概念冲突。命名冲突主要有同义异名和同名异义两种情况，如上例中在学籍系统中的班主任实体的编号属性和课程管理系统中的教师实体的教师编号属性，属于同义异名的情况，在E-R图集成过程中，可以将他们进行统一。属性冲突主要是指属性的取值范围或取值单位在不同的子系统中的定义不相同。概念冲突是指同一个概念在一处为实体，而在另一处则为联系。这两种冲突在上述例子中没有出现。
当解决所有冲突问题以后，接下来就是要把各个子系统中重复的数据或相同的属性进行合并，消除数据的冗余。譬如上例中的两个子系统中都对学生、教师和教室实体进行了定义，在总的E-R图描述中，可以将他们统一进行定义。还有就是在学籍管理子系统中的教室实体和班级实体的联系属于冗余，可以消除。因为在系统中课程是在相关的教室中开设，它们之间有着“开设”的联系，而学生可以选修课程，它们之间有着“选修”的联系，班级由若干学生组成，它们有着“组成”的联系，由此，我们可以间接地推导出教室与班级之间的联系。
经过以上步骤，学生信息管理系统最后综合得到E-R图（如图3所示）。
图3学生信息管理系统
（作者单位：广东省轻工职业技术学校）
参考文献：
[1]张露，马丽.数据库设计[J].安阳工学院学报，2007（4）.
[2]段远志.数据库设计[J].南昌教育学院学报， 2005（4）.
[3]李长海，郭颖，董广辉.浅析数据库设计[J].数字技术与应用， 2010（8）.
[4]董军.学生成绩管理系统数据库设计[J].合作经济与科技，2013（11）.
责任编辑陈春阳