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第3章 结构化系统分析（3） 第3章 结构化系统分析（4） 3．5系统分析中的数据建模与分析概述 3．5．1功能分析与数据分析 传统的结构化分析与设计方法是以功能(处理)为中心的。系统分析中首先要建立功能模型(如数据流图)，数据根据功能提供或生成。 当系统规模小、数据量不太时，可以根据数据字典凭经验对系统的数据进行有效的组织与管理。随着系统规模和处理的数据量不断扩大，数据的复杂性急剧增加，加上数据库与网络技术的迅速发展，数据资源在信息系统中的重要性突显，面对大量种类繁多、分布分散的数据资源，为保证数据的完整性、一致性与安全性，控制其冗余程度，方便存取与维护，在系统分析中，也需要进行数据建模与分析，以便更好地利用数据库与网络技术科学、合理、高效、安全地管理和利用数据资源。 一个系统的数据模型是此系统产生、使用、维护、管理的数据的形式化描述，描述了与系统有关的人、物、地点、事件和流程以及概念的各类信息及其相互关系。 系统分析阶段创建的数据模型反映这些数据的业务属性及业务关系，为高效、安全地开发，利用与管理系统的数据资源提供科学、合理的概念框架和逻辑模型，不涉及时这些数据的存储和处理的技术方案。系统分析阶段建立的数据模型通常称为概念数据模型或逻辑数据模型。概念数据模型的建立方法有多种．P Chen于1979年提出的实体一联系(Entily-Relationship，ER)模型应用广泛。下面概要讨论实体-联系模型的基本概念和建模方法。 3．5．2系统数据的实体一联系模型 实体-联系(E-R)模型的基本概念包括实体、实体的属性和实体之间的联系。 1．实体(Entity) 系统需要存储和利用某类事物的数据。 这里，一类事物指具有类似性质的具体事物的集合。 在ER模型中，实体定义为一类事物的抽象。 实体可描述的事物十分广泛，其中包括：个人和组织(群体)、地区和地点、物品(如机器、产品、软件包等)、事件和活动(如注册、预订、生产、销售等)以及概念(如课程、计划、产品质量等)等。 一个系统中各实体必须命名，实体的名称用反映该实体所表示的一类事物特征的词或短语(文本型数据)描述，应当简洁、唯一、易理解。 2．属性(Attribute) 实体的属性是指该实体表示的一类事物的所有实例的特征。 实体的某个属性由给定的属性名来标识。而实体中每个实例对应于某个属性的数据称为该属性的数值(Value)，简称属性值。 一个实体可以具备多种属性。 系统的E-R模型中实体的属性应至少应用于一个业务流程中。 不可分割的属性称为原子属性，如性别、年龄、工资级别、商品价格等一般是不可分割的原子属性。 可以分解成若干原子属性的属性称为可分属性(又称组合属性)，如学号、姓名、身份证号等都是可分属性。 能唯一标识(区分)一个实体不同实例的某个属性或某些属性的组合称为该实体的标识符或主键。可唯一识别不同实例的实体属性或属性组合可能不止一个，应确定其中之一为标识符或主键，其他称为替代键。 E-R模型可用图形表示，称为实体-联系图(Entity—Relationship Diagram，ERD)，或称E-R图。E-R图中一种表示实体的图形是带圆角的方形，如图 (a)所示。如果同时表示实体及其属性，则如图 (b)所示。 合法的或者说在业务上有意义的属性值取决于其数据类型、定义域和默认值。也就是说，数据类型、定义域和默认值是属性值的三个主要特征。 属性值的数据类型如下：数字型、文本型(字符型)、备忘录型(非结构化文本)、O-1型(如是／否、开／关等)、日期型、时间型、数值区间型、数值集(有限个或可列个数值的集合)型、音响型、图形图像型以及影视型等。 属性值的定义域是指实体的所有实例的属性值取值的合法范围，如数字型数据的取值区间、实数型数据的取值精度、文本型数据的最大／最小字符长度等。 一个实例某属性值的默认值是指，如果用户没有指定值，系统对属性的取值。这里有三种情况： 一种情况是采用定义域中的某个合法值(如0或1，或其他合理值)； 另一种情况是对于此实例，该属性可不考虑，其值记为“无”(None)或“空”(Null)； 第三种情况适用于目前没有适当的值作为默认值，但要求用户必须取一合法值，记为“要求取值”(Required)或“非空”(Not Null)。 在建模过程中根据所分析问题的广度、深度与领域、性质的不同，实体、属性、实例三个概念也可相互转化。 例如，“交通工具”这个实体的一个实例是“汽车”，而在很多情形下，“汽车”可作为实体来建模。又如，“课程”、“专业”在某些情况下可作为实体“学生”或者“教师”的属性，但在学校的系统中，“课程”、“专业”又是重要的实体。 因此，建立一个系统的E-R模型，对实体、属性、实例等概念必须有一个清晰、合理的概念体系和总体数据结构，避免造