第3章 数据库设计精要.ppt

导入案例： 现要开发高校图书管理系统，经过初步的需求调查，该系统要完成下面的功能： （1）读者注册 （2）读者借书 （3）读者还书 （4）图书查询 数据库的设计工作通常分阶段进行，不同的阶段完成不同的设计内容。新奥尔良(New Orleans)方法将数据库设计分为四个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。目前数据库规范设计方法通常分为6个阶段。 需求分析。收集和分析用户对系统的信息需求和处理需求，得到设计系统所必须的需求信息。 概念结构设计。概念结构设计是整个数据库设计的关键。它通过对用户的需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。 逻辑结构设计。在概念模型的基础上导出一种DBMS支持的逻辑数据库模型（如关系型、网状型或层次型），该模型应满足数据库存取、一致性及运行等各方面的用户需求。 物理结构设计。从一个满足用户需求的已确定的逻辑模型出发，在限定的软、硬件环境下，利用DBMS提供的各种手段设计数据库的内模式，即设计数据的存储结构和存取方法。 数据库实施。运用DBMS提供的数据语言及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。 数据库运行和维护。 1） 需求分析的任务 根据需求分析的目标，需求分析这一阶段的任务主要有两项： 3）数据流图 数据流图（Data Flow Diagram，简称DFD）是一种最常用的 结构化分析工具，它用图形的方式来表达数据处理系统中信息 的变换和传递过程。数据流图有4种基本符号。 4）数据字典 数据项：数据项是不可再分的数据单位，它直接反映事物的某一特征。 数据结构：反映了数据之间的组合关系。 数据流：数据流是数据结构在系统内传输的路径。 数据存储：数据存储是数据项停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。 处理过程：对数据的加工处理。 5）需求分析应用实例 数据流图 通过对系统的信息及业务流程进行初步分析后，首先抽象出该系统最高层的数据流图，即把整个数据处理过程看成是一个加工的顶层数据流图，如图所示。 顶层数据流图反映了图书管理系统与外界的接口，但未表明数据的加工要求，需要进一步细化。根据前面图书管理系统功能边界的确定，再对图书管理系统顶层数据流图中的处理功能做进一步分解，可分解为读者注册、借书、还书和查询四个子功能，这样就得到了图书管理系统的第0层数据流图，如图所示。 系统数据字典 （1）数据项描述。 （2）数据结构描述 （3）数据流（非数据项）说明。 （4）数据存储说明。 （5）处理过程说明。 确定实体集和属性 画出局部E-R图 确定了实体集及实体集间的联系后，可用E-R图描述出来。形成局部E-R图之后，还必须返回去征求用户意见，使之如实地反映现实世界，同时还要进一步规范化，以求改进和完善。每个局部视图必须满足： （1）对用户需求是完整的。 （2）所有实体集、属性、联系都有惟一的名字。 （3）不允许有异名同义、同名异义的现象。 （4）无冗余的联系。 各个局部视图建立好后，还需要对它们进行合并，集成为 一个整体的概念结构，即总E-R图。 2）概念结构设计实例 ①标识图书管理系统中的实体集和属性 参照数据字典中对数据存储的描述，可初步确定三个实体集 的属性为： 读者：｛卡号,姓名,性别,部门, 办卡日期,卡状态｝ 读者类别：｛类别代码,类别名称,可借阅天数,可借阅数量，超期罚款额｝ 图书：｛书号，书名，作者，价格，出版社，库存数量｝ 借还记录：｛卡号，书号，借书日期，还书日期｝ 其中有下划线的属性为实体的码。 ②确定实体间的联系 逻辑结构设计 逻辑结构设计的主要目标是将概念结构转换为一个特定的 DBMS可处理的数据模型和数据库模式。该模型必须满足数 据库的存取、一致性及运行等各方面的用户需求。逻辑结构 的设计过程如图所示。 1）实体集的转换规则 将E-R图中的每一个实体集转换为一个关系，实体集的属性就是关系的属性，实体集的码就是关系的码。 2）实体间联系的转换规则 一个1：1联系可以转换为一个独立的关系，也可以与任意一端所对应的关系合并。 一个1 : n联系可以转换为一个独立的关系，也可以与n端所对应的关系合并。 一个m : n联系转换为一个关系。转换的方法为：与该联系相连的各实体集的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，新关系的码为两个相连实体集码的组合。 三个或三个以上实体间的多元联系转换： 3）关系合并规则 为了减少系统中的关系个数，如果两个关系模式具有相同的主码，可 以考虑