任务二 概念结构设计
一、核心定义
概念结构设计是将需求分析阶段获取的用户需求，抽象为信息模型的过程，是数据库设计从“现实需求”到“抽象模型”的关键过渡环节。
二、设计思路与目标
- 核心思路：对用户描述的现实世界（如工厂、商场、学校等场景），通过分类、聚集、概括，提炼其中的事物、联系与约束，建立抽象的概念数据模型。
- 设计目标：
- 完整反映现实世界的信息结构、信息流动、信息间的约束关系。
- 满足各部门对信息存储、查询和加工的需求。
- 避开数据库在计算机上的具体实现细节，以抽象形式呈现。
三、E-R 图是什么
1.概念
E-R 图全称是实体-联系图（Entity-Relationship Diagram），是数据库概念结构设计阶段的核心工具，用来可视化地抽象描述现实世界中的事物、事物的特征，以及事物之间的关联关系。
2.核心组成元素
E-R图通过三种基础图形元素来表达信息：
- 实体：现实世界中独立存在的事物（如“学生”“课程”“班级”），用矩形表示，实体的唯一标识（主键/码）会用下划线标注。
- 属性：实体的特征或描述（如学生的“学号”“姓名”，课程的“课程号”“课程名”），用椭圆表示，通过线段与对应的实体相连。
- 联系：实体之间的关联关系（如学生与课程的“选修”关系，班级与学生的“包含”关系），用菱形表示，通过线段与关联的实体相连，并标注联系的类型（1:1、1:n、m:n）。
3.作用
它是连接“现实需求”与“数据库模型”的桥梁：
- 沟通工具：让技术人员和业务人员能直观理解数据结构和业务关系，减少沟通偏差。
- 设计基础：是后续将概念模型转换为关系模式（逻辑设计）的直接依据。
- 抽象工具：屏蔽了数据库的技术细节，专注于描述业务本质。
四、以E-R模型为例的设计步骤
采用E-R方法进行概念结构设计，通常分为三步：
- 设计局部E-R图：明确各部门的实体、属性、实体间联系及信息约束，形成用户的局部视图。
- 设计全局E-R图：将多个局部视图整合、合并，形成能完整描述现实世界的全局视图。
- 优化全局E-R图：消除冗余、调整结构，提升模型的简洁性与合理性。
五、概念结构的核心特点
- 真实性：能真实、充分地反映现实世界，满足用户对数据的处理需求。
- 易理解性：模型需被用户理解，便于与设计者沟通、参与数据库设计。
- 易更改性：可快速适配现实世界（如业务规则、应用需求）的变化，便于修改和扩充。
- 易转换性：便于后续向具体的数据模型（如关系模型、层次模型）转换。
六、概念结构的独立性
概念结构独立于数据库的逻辑结构和具体的DBMS，因此具有良好的通用性与可移植性，不会因底层技术的变化而失效。