信息建模與關系數(shù)據(jù)庫：從概念分析到邏輯設計

　　本書主要講解了對象角色建模及其相關的技術(shù)知識。書中從ORM角度介紹了實體聯(lián)系建模（ER）和統(tǒng)一建模語言（UML）。書中還清晰地涵蓋了關系數(shù)據(jù)庫理論和SQL的最新進展情況，并闡述了所需的數(shù)學和集合理論的概念。事實上，它是惟一一本超出介紹性層面的書，涵蓋了把領域?qū)＜业闹R轉(zhuǎn)化為合理的數(shù)據(jù)庫設計的深入知識。本書適合于從事數(shù)據(jù)庫相關研究的工作人員。前言這是一本關于信息系統(tǒng)的書，重點討論信息建模和關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，主要適用于數(shù)據(jù)庫專業(yè)人員、計算機科學和信息管理專業(yè)的學生。它也適用于那些想以人們?nèi)菀桌斫馇以谟嬎銠C上容易實現(xiàn)的方式來闡述應用信息結(jié)構(gòu)的人。此外，本書還提供了一個簡單的概念框架來讓讀者理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)到底是什么，并對SQL進行了詳盡的介紹。該書主要研究對象：角色建模（ORM），這是一種依照對象和它們扮演的角色來觀察世界的概念建模方法。ORM起源于歐洲，在那里它以其他的名字，如NIAM（natural-languageinformationanalysismethod，自然語言信息分析方法）或FCO-IM（FullyCommunicationOrientedlnformationModeling，完全面向交流的信息建模）為人所知。本書所用的ORM版本是在NIAM基礎上進行擴充的，并擁有微軟公司的工具支持。另外兩個流行的信息建模符號表示法是實體：聯(lián)系（ER）圖和統(tǒng)一建模語言（UML）類圖。對于概念信息分析，ORM比ER圖及UML方法有一些優(yōu)勢。例如，ORM模型易于語言表示和成員化，以便于該領域?qū)＜业拇_認，應用域變化時，它們比較穩(wěn)定，而且它們能夠在圖表中得到更多的業(yè)務規(guī)則。然而，ER圖和UML類圖適于簡明的總結(jié)。它們的結(jié)構(gòu)更接近于最終的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，所以，也是很有價值的。因此，本書涵蓋了用ER和UML進{；數(shù)據(jù)建模的內(nèi)容，并說明了如何從ORM模型中很容易地提取出ER和UML數(shù)據(jù)模型。為了使內(nèi)容更接近大多數(shù)對數(shù)據(jù)庫感興趣的讀者，本書行文簡潔易懂，并且盡可能地回避形式化的數(shù)學分析和計算。必要時，基本邏輯和集合理論中的相關概念將在使用它們之前進行討論。書中大部分材料已在工業(yè)界和學術(shù)界的課程中經(jīng)過了分類檢驗，并且基本的ORM方法已在高校成功地講授多年。各部分內(nèi)容已經(jīng)模塊化，因此，想要省略一些內(nèi)容的教師可為他們的課程做出合適的選擇。第1章闡明了概念建模研究的動機，并簡要地比較了ORM，ER和UML方法。對信息系統(tǒng)的歷史和結(jié)構(gòu)也進行了概述。第2章講解了結(jié)構(gòu)背景知識，解釋了信息系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)和開發(fā)框架，并且介紹了后面一些章節(jié)需要用到的關鍵概念，只有很少或沒有數(shù)據(jù)庫經(jīng)驗的讀者應全部閱讀。第3章是基礎。先對概念建模語言標準和ORM概念設計過程（CSDP）進行了概述，然后，討論了CSDP的前三個步驟。第一步（依照基礎事實用語言表示常見的例子）看起來可能很瑣碎，但不應匆忙進行，因為它為模型提供了基礎。本章的剩余部分涉及了事實類型的基本圖形符號，然后講解了如何將對象分類并識別能用算術(shù)方法推導出的信息。第4章講述在事實類型成員集上指定約束。最重要的一種約束（惟一約束）被詳細說明。隨后討論了事實類型基本性質(zhì)的檢驗。本章同時還介紹了概念層的連接和投影操作：：這些操作的關系版本在后面的關系數(shù)據(jù)庫中非常重要。第5章涉及了強制的角色約束，包括對探測可以邏輯導出的信息的檢驗。并在某種程度上檢驗了引用模式。對于短期課程，一些較復雜的引用模式可以跳過。本章將在實例中復習已經(jīng)講過的CSDP步驟。第6章涉及值、集合比較（子集、等價和互斥）及子類約束。6．6節(jié)研究子類高級方面的內(nèi)容。雖然這對于實踐很重要，但是第一次閱讀時可以跳過這部分內(nèi)容。第7章涉及概念模式設計過程的最后一步。考慮了較少的公共約束（如出現(xiàn)頻率和環(huán)約束），并且對設計進行最終檢驗。7．3節(jié)至7．5節(jié)有點兒高深，短期課程可以跳過。第8章討論了實體：聯(lián)系（ER）方法，以Chen最初的符號表示法開始，然后討論了當前使用的三種最流行的符號表示法：Oracle公司支持的BarkerER符號表示法、信息工程符號表示法，以及實際上是ER和關系符號混合物的IDEFlX符號表示法，并且與ORM進行了比較。第9章研究用于數(shù)據(jù)建模的UML類圖的用法，包括與ORM詳細的比較。ORM中的業(yè)務規(guī)則結(jié)構(gòu)在UML中沒有相應的圖形表示，它們是通過使用用戶定義的約束和注釋來標識和獲取的。第10章描述如何在關系數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)概念模型。前三節(jié)是理解概念模式如何映射到關系模式的基礎。10．4節(jié)討論高級映射方面的內(nèi)容，在入門課程中可以省略。第11章研究一些關系數(shù)據(jù)庫的查詢語言。11。1節(jié)涉及關系代數(shù)，雖然它不作為一種實際的查詢語言使用，但關系代數(shù)對于理解基本的SQL支持的關系操作很重要。11．2節(jié)將數(shù)據(jù)的關系模型與一些關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)模型進行了概括比較。11．3節(jié)至11．4節(jié)涉及SQL的主要特性，重點在SQL-89，SQL-92及SQL：1999標準，以及一些流行的變體。第12章討論在相同級別（概念上或邏輯上）如何及何時將一個模式轉(zhuǎn)換到另一個模式。12．1節(jié)至12．4節(jié)研究了概念模式等價性和概念模式改造的方法。作為這個理論的一個應用，12．5節(jié)說明了通過在映射前進行概念轉(zhuǎn)換以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫設計的過程。12．6節(jié)完整地介紹了規(guī)范化理論。12．7節(jié)簡要介紹了反規(guī)范化和低級優(yōu)化。12．8節(jié)說明了概念優(yōu)化在數(shù)據(jù)庫再工程化中扮演的角色。12．4節(jié)、12．5節(jié)、12．7節(jié)和12．8節(jié)涉及高級特性，在短期課程中可以跳過。對于非常短的課程，整章都可以跳過。第13章研究其他的建模問題、方法和趨勢。涉及的主題包括數(shù)據(jù)倉庫、概念查詢語言、模式抽象機制、處理模型（如UML示例和活動圖、數(shù)據(jù)流圖）、后關系數(shù)據(jù)庫（如對象數(shù)據(jù)庫和對象：關系數(shù)據(jù)庫）以及元建模。雖然這些主題重要且有趣，但它們在短期課程中可被省略。本書采用了大量的圖和示例。每一章以簡短的概述開始，以本章涉及的要點小結(jié)結(jié)束，此外還有章節(jié)注釋以補充介紹要點和進一步的參考資料。本書的主要特點之一是帶有大量的練習題，這些練習題全都經(jīng)過課堂檢驗并被仔細分級。全書最后列出了引用的全部參考書目，以及技術(shù)符號和ORM，ER及UML（只有類圖）的術(shù)語表。在線資源本書大量的補充材料在出版商的網(wǎng)站（www．mkp．com／imrd／）上可以在線下載。其中有三個附錄：附錄A提供了計算機硬件和軟件演變的概述；附錄B討論了兩類用于從有意義的成員集中確定子類圖的子類矩陣；附錄C介紹了SQL的高級方面，集中于集合比較查詢和組極值查詢。練習題的答案包含在兩個文件中：一個是編號為奇數(shù)問題的答案，一個是編號為偶數(shù)問題的答案。編號為奇數(shù)問題的答案可以公開得到，編號為偶數(shù)問題的答案有密碼保護，以便提供給授課者用來作為課堂討論練習題。關于ORM的其他材料可以從作者的網(wǎng)站www．orm．net上獲得。圖表的電子版，以及進一步的練習和相關教學材料包括在附送的教師指南中。授課者可以通過與WWW．mkp．com／academic／rep_locator．a(chǎn)sp中列出的代表聯(lián)系，來獲得這本指南和練習答案的密碼。ORM軟件ORM得到來自微軟公司和其他公司的各種建模工具的支持。一個廢棄的ORM建模工具VisioModeler可以從微軟的MSDN網(wǎng)站免費獲得。盡管該下載軟件沒有技術(shù)支持，并且該產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動支持有些過時，但它對于學習ORM仍很適合，并且它允許你創(chuàng)建ORM模型并映射到一些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。要獲得這個下載軟件（25MB），請將你的瀏覽器指向http：／／download．microsoft．com／，然后進行“VisioModeler´’關鍵詞搜索。在寫本書時，從微軟的VisioEnterprise2000產(chǎn)品中可以獲得基本的ORM建模解決方案。這個軟件比VisioModeler提供了更好的驅(qū)動支持，并且包括對視圖和代碼編輯的支持，但它顯示ORM約束的能力非常有限。Visio未來的版本將支持ORM圖，但不支持映射。一個基于Visio的ORM建模解決方案的完全改進版本出現(xiàn)在VisualStudio．net中。這個解決方案不僅能顯示所有的ORM約束，還包括許多說明和映射邏輯數(shù)據(jù)庫模型的改進方案。這個解決方案在VisualStudio．net的beta2版本中首次出現(xiàn)。關于微軟的VisualStudio的詳細資料可以從http：／／msdn．microsoft．com／vstudio／上獲得。

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