数据建模与分析(ppt课件).ppt

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1、上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-1-1系统分析与设计系统分析与设计(课件课件)主讲：郝晓玲H上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-2-2本章主要内容8.1 数据建模简介8.2 数据建模的系统概念8.3 逻辑数据建模过程8.4 如何构造数据模型8.5 分析数据模型8.6 将数据需求映射到地点上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-3-38.1数据建模简介Data modeling 数据建模 是一种组织和记录系统的数据的技术，有时被称为数据库建模。Entity relationsh

2、ip diagram(ERD)实体关系图（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。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-4-48.1数据建模简介实体关系图（实体关系图（ERDERD）上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-5-58.2数据建模概念8.2.1 实体8.2.2 属性8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-6-68.2.1 实体实体Entity是我们需要收集数据和存储数据的人、地点、对象、事件或概念的类由单数名词命名:Perso

3、ns 人员:代理、承包人、客户、部门、分部、雇员、导师、学生、供应商。人实体类可以表示个人、小组或组织。:Places 地点:销售地区、建筑物、房间、分支办公室、校园。:Objects 对象:图书、机器、部件、产品、原材料、软件许可证、软件包、工具、汽车模型、汽车。对象实体可以表示实际的对象（例如：软件许可证）或者一类对象的说明（例如，不同的软件包的说明）:Events 事件:应用、奖励、取消、分类、飞行、开发票、订单、注册、续借、获取、预订、销售、旅行。:Concepts 概念:账号、时间段、债券、课程、基金、资格、股票上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建

4、模-7-78.2.1 实体实体实例 Entity instance实体的具体值Student IDStudent IDLast NameLast NameFirst NameFirst Name2144ArnoldBetty3122TaylorJohn3843SimmonsLisa9844MacyBill2837LeathHeather2293WrenchTimInstance实例实例Entity实体实体Instance实例实例上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-8-88.2.2 属性Attribute Attribute 属性属性 是实体的描述性性质或

5、特征。同义词包括要素、性质和域。Just as a physical student can have attributes,such as hair color,height,etc.,a data entity has data attributesCompound attribute Compound attribute 组合属性组合属性 实际上是由其他属性构成的属性。它在不同的数据建模语言中有很多同义词：串联属性、合成属性和数据结构。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-9-98.2.2 属性Data type Data type 数据类型数据类型

6、 是属性的一个参数，定义了这个属性中可以存储什么类型的数据。表表8-1 8-1 属性的有代表性的逻辑数据类型属性的有代表性的逻辑数据类型逻辑数据类型逻辑数据类型逻辑业务含义逻辑业务含义NUMBER任何数、实数或整数。TEXT一个字符串，包括数字。当数字包含在TEXT属性中时，意味着我们不希望进行那些数字的算术或比较运算。MEMO同TEXT一样，但具有不确定的大小。某些业务系统要求能够附加潜在的长注解信息到一个给定的数据库记录中DATE任何格式的日期TIME任何格式的时间YES/NO只能取这两个值中的一个值的属性VALUE SET一个有限值集合。在大多数情况下，应该建立一个编码方案（例如,FR=

7、Freshman,SO=Sophomore,JR=Junior,SR=Senior).IMAGE任何图形或图像。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-10-108.2.2 属性Domain 域域 是属性的一个参数，定义了这个属性可以取的合法值。表表8-2 8-2 逻辑数据类型的有代表性的域逻辑数据类型的有代表性的域数据类型数据类型域域例子例子NUMBER对于整数，指定范围：最小-最大对于实数，指定范围和精度：精度最小值-精度最大值10-991.000-799.999TEXTTEXT（属性的最大长度）实际值通常是无限的，但是用户可以指定某个较小的限制范围Te

8、xt(30)DATEVariation on the MMDDYYYY format.MMDDYYYYMMYYYYTIMEFor AM/PM times:HHMMTFor military(24-hour times):HHMMHHMMTHHMMYES/NOYES,NOYES,NO ON,OFFVALUE SETvalue#1,value#2,value#ntable of codes and meaningsM=MaleF=Female上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-11-118.2.2 属性Default value 默认值默认值 是如果用户没有

9、指定值的话将被记录 的值。表表8-3 8-3 属性允许的默认值属性允许的默认值默认值默认值解释解释例子例子A legal value from the domainFor an instance of the attribute,if the user does not specify a value,then use this value.01.00NONE or NULLFor an instance of the attribute,if the user does not specify a value,then leave it blank.NONENULLRequired or N

10、OT NULLFor an instance of the attribute,require that the user enter a legal value from the domain.(This is used when no value in the domain is common enough to be a default but some value must be entered.)REQUIREDNOT NULL上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-12-128.2.2 属性Key Key 键键 是一个属性（或一组属性），它们对每

11、个实体实例具有唯一的值。它有时也被称为标识符。Concatenated key Concatenated key 复合键复合键 是唯一地标识实体的一个实例的一组属性。同义词包括组合键和合成健。Candidate key Candidate key 候选键候选键 是一组可以作为一个实体的主键的键。它有时被称为候选标识符。Primary key Primary key 主键主键 是最常被用来唯一地确定一个实体实例的候选键。Alternate key Alternate key 替代键替代键 是没有被选中作为主键的任何候选键。子集准则子集准则Subsetting criteria 是一个属性（或组合

12、属性），其有限的取值范围把所有的实体实例分成了有用的子集。这有时也称为反向条目。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-13-138.2.3 关系关系relationship 是存在于一个或多个实体之间的业务联系。连接线表示了一个关系，动词短语描述了这个关系。所有的关系隐含地都是双向的，意味着它们可以从两个方向上解释。数据建模方法可能在关系的命名上会有所不同有些包括两个动词，而另一些仅包括一个动词。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-14-148.2.3 关系Cardinality Cardinality 基数基数 定

13、义了一个实体相对于另一个关联实体的某个具体值的最小和最大具体值数量。bidirectional上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-15-158.2.3 关系基数符号：上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-16-168.2.3 关系度数度数DegreeDegree是参与那个关系的实体数量。关系存在于两个实体之间称为二维关系。关系也可以存在于同一实体的不同实例之间，我们称之为递归关系。关系还可以存在于两个以上不同实体之间，这种关系有时被称为N维关系。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建

14、模-17-178.2.3 关系关系还可以存在于两个以上的不同实体之间，这种关系有时被称为N维关系。N维关系用一个新的称为关联实体的实体结构说明。关联实体是一个从多个其他实体（称为父实体）继承其主键的实体，其复合键的每个部分指向每个连接实体的一个且仅一个实例。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-18-188.2.3 关系Associative entity Associative entity 关关联实体联实体 是一个从多个其他实体继承其主键的实体。其复合键的每个部分指向每个连接实体的一个且仅一个实例。关联实体关联实体上海财经大学信息管理与工程学院第第8

15、8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-19-19Foreign key Foreign key 外键外键 是一个实体的主键，它被贡献给（复制到）另一个实体以确定一个关系实例.外键总是与另一个实体的主键匹配获得外键的实体为子实体贡献主键的实体是父实体8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-20-20Student IDStudent IDLast NameLast NameFirst NameFirst NameDormDorm2144ArnoldBettySmith3122TaylorJohnJones3843SimmonsLisaSmith

16、9844MacyBill2837LeathHeatherSmith2293WrenchTimJonesDormDormResidence DirectorResidence DirectorSmithAndrea FernandezJonesDaniel Abidjan主键主键主键主键外键外键Duplicated from primary key of Major entity(not unique)8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-21-21Nonidentifying relationship 非确定性关系非确定性关系 是每个参与关

17、系的实体都有各自的独立主键的关系不共享主键属性实体被称为独立实体（强实体）8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-22-22Identifying relationship 确定性关系确定性关系 是父实体贡献其主键成为子实体的主键的一部分的关系子实体被称为弱实体。8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-23-23弱实体和非确定性关系的符号表示8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-24-24用一个关联实体分解用一个关联实体分解非特定关系非特

18、定关系Nonspecific Nonspecific relationship relationship 非特定关非特定关系系 是一个实体的多个实例同另一个实体的多个实例相关联的关系，也称为多对多关系。非特定关系可以被分解为两个一对多关系。每个实体都成为一个父实体，一个新的关联实体被引入作为每个实体的子实体8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-25-25Generalization Generalization 概化概化 是指将几类实体公共的属性组合成独立的实体。SupertypeSupertype 超类超类 是一个实体，其实例存储了一个或

19、多个实体子类的公共属性。Subtype Subtype 子类子类 是一个实体，其实例从一个实体超类中继承了一些公共属性。概化层次体系概化层次体系8.2.3 关系上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-26-268.3 逻辑数据建模过程n系统规划期间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；组织战略规划项目产生出一个信息系统战略计划。包含了信息系统的整体构想和构架定义和区分项目开发的优先次序包含了基本的企业数据模型企业数据模型n系统分析期间逻辑数据建模单个信息系统的数据模型通常被称为应用数据模型应用数据模型范围定义阶段：确立简单的实体清单；问题

20、分析阶段：建立上下文数据模型，仅包括实体和关系，不包括属性；需求分析阶段：建立逻辑数据模型，形成规范化数据模型；决策分析阶段：确定实现需求的最佳方法。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-27-271.上下文数据模型 2.基于键的数据模型3.具有完整属性的数据模型4.规范化的数据模型逻辑模型开发步骤：8.3 逻辑数据建模过程上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-28-288.4 如何构造数据模型构造数据模型的主要步骤：构造数据模型的主要步骤：1.获取实体获取实体确立项目范围，获取项目相关的基本实体通过JRP会议；现有表

21、格、文件和报告；CASE工具等途径；2.构造上下文数据模型构造上下文数据模型确立基本实体及其关系；3.构造基于键的数据模型构造基于键的数据模型消除非特定关系，增加关联实体建立精确的基数识别每个实体的主键和替代键键值在实体实例的生命期中不变；键值不能为空；必须进行控制确保键值的有效性；上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-29-298.4 如何构造数据模型构造数据模型的主要步骤（续）：构造数据模型的主要步骤（续）：4.概化层次体系，确定超类和子类；概化层次体系，确定超类和子类；5.建立具有完整属性的数据模型建立具有完整属性的数据模型所有的描述性属性和子集准则

22、每个属性都用数据类型、域和默认值定义在资料库中属性命名标准和认可的简写方式；所有应用系统使用一致的数据类型、域和默认值；6.数据模型的分析与规范化数据模型的分析与规范化上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-30-308.4 如何构造数据模型课堂练习：课堂练习：根据下列陈述构造数据模型。根据下列陈述构造数据模型。会员服务系统中，一个合同绑定一个或多个会员，而一个会员被绑定到一个合同。一个会员执行0个、1个或者多个事务，一个事务只能被一个会员执行。一个会员订单可以对应多个事务，而一个给定事务表示一个会员订单。一个促销活动重点推荐一种或者多种产品。一个产品可以在

23、多个促销活动中重点推荐。一个促销活动产生多份会员订单。一个会员订单可以有0个、1个或者多个促销活动产生。一个会员响应0个、1个或者多个会员订单，这个关系支持了促销活动产生的订单。一个会员发出0个、1个或者多个会员订单，以支持会员发出的订单。一个会员订单销售一个或者多个产品。一个产品在0个、1个或者多个会员订单中销售。上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-31-31好的数据模型的标准？好的数据模型的标准？n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仅描述那个实体一个实体实例的每个属性只能有一个值n好的数据模型基本上是无冗余的。每个数据属性（除了外

24、键）最多在一个实体中描述相同的属性可能以不同的名称被多次记录n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。Normalization Normalization 规范化规范化是一种数据分析技术，该技术组织数据属性以便它们可以组合起来形成无冗余的、稳定的、灵活的并具有适应性的实体。8.5 分析数据模型上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-32-32 First normal form First normal form 第一范式第一范式(1(1NF)NF)实体的所有属性值都是原子值不可再分。Second normal formSecond norm

25、al form第二范式第二范式(2(2NF)NF)实体的所有非主键属性的值都依赖于主键。所有非主键属性的值都依赖于主键，不仅仅是部分地依赖。任何仅仅部分地依赖主键的非键属性应当移到另一个实体中。Third normal formThird normal form第三范式第三范式(3(3NF)NF)实体的非主键属性的值不依赖于任何其他非主键属性。去掉导出属性和传递依赖关系。8.5 分析数据模型上海财经大学信息管理与工程学院第第8 8讲讲 数据分析与建模数据分析与建模-33-338.6 数据需求映射数据-地点-CRUD矩阵：是用来将数据需求映射到地点的矩阵。是一张表，表中行指示了实体，列指示了地点，单元格记录了访问级别。C=创建，R=读取，U=更新或修改，D=删除或解除。数据地点CRUD矩阵