第5章数据库设计剖析.ppt

第5章 数据库设计 数据库设计概述 从小型的单项事务处理系统到大型复杂的信息系统大都用先进的数据库技术来保持系统数据的整体性、完整性和共享性。 数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建设中的核心技术，数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。 数据库设计方法 规范设计法中比较著名的有新奥尔良方法，它将数据库设计分为四个阶段：需求收集和分析（了解和归纳用户要求）、概念设计（信息分析和定义）、逻辑设计（设计实现）和物理设计（物理数据库设计）。 数据库设计的基本步骤 按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段：需求分析；概念结构设计；逻辑结构设计；物理结构设计；数据库实施；数据库运行和维护。 设计一个完善的数据库应用系统是不可能一蹴而就的，它往往是上述六个阶段的不断反复。 概念结构设计 将收集和分析得到的用户需求抽象为概念模型的过程就是概念结构设计。它是整个数据库设计的关键。 概念结构的主要特点是： 概念结构是依据用户信息建立的,完全独立于实现细节，例如使用的DBMS、应用程序、硬件平台等。 能真实、充分反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。 易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。 易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 概念结构设计的方法 使用实体—联系模型（Entity—Relationship, E—R模型）建立概念模型 实体—联系模型的主要元素有： 实体 属性 标识符 联系 概念结构设计步骤 确定实体 确定实体的属性 确定实体的标识属性（关键字） 确定实体间的联系和联系类型 画出表示概念模型的E-R图（利用相应的建模工具） 确定属性间的依赖关系 逻辑结构设计 逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E－R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。 将概念结构转换为关系数据模型并进行优化 数据库的物理设计 在物理上实现数据库的逻辑设计 包括： 选用某一DBMS软件，根据逻辑模型创建库和表以及确定表的约束 确定可获得最佳性能的数据存贮结构和数据访问方式 为系统设计安全保护 5.1实体—联系模型的元素 1.实体 实体实例（实例）—客观世界存在切可相互区别的某一人、物、事。 实体—具有相同特征的可区别的实例的集合。 实体——表 实例——表中一行 E—R图中的表示： 2.属性 用来描述实体的特征。实体的一个特征就称为实体的一个属性。属性有属性名，同一个实体的属性名不能重复。 实体中不同的实例具有不同的属性值。 简单属性和组合属性 单值属性和多值属性 3.标识符 可以用来识别或标识实例的属性或属性组。每个实例在这些属性上具有不同的值。（候选键） 一个实体可能有多个标识符，选其中一个做为实体的标识符，并用下划线表出。（主键） 4.联系 表示实体间的关联。它通常表示一个活动，如订购、选课等。 一个订购活动表示了商品、顾客、销售员实体间的关联；一个选课活动表示了学生、课程实体间的关联 联系也可以有属性。如选课有选修时间、选修成绩等。 与联系有关的几个概念 最大基数和最小基数 参与者 部分参与、全部参与 联系的元 二元联系的类型 （1）一对一联系（1：1） （2）一对多联系（1：n） （3）多对多联系(m:n) 多元联系 两个或两个以上实体之间存在的联系。 递归联系 同一个实体内部实例之间的联系。 也有三种类型 数据库设计的过程 概念模型设计 逻辑数据库设计 规范化理论的应用 物理数据库设计 概念模型设计 确定实体 确定实体的属性 确定实体的标识属性（关键字） 确定实体间的联系和联系类型 画出表示概念模型的E-R图（利用相应的建模工具） 确定属性间的依赖关系 合并E-R图 表示相同事物的实体名和属性名要统一 要消除同名异义和同义异名 在不同的局部E-R图中同一实体包含的属性可能有所区别，合并时要统一实体 合并E-R图 局部E-R图合并为全局E-R图 在进行E-R图合并时，要注意消除不一致性和冗余。因此，要特别注意以下一些问题： 表示相同事物的实体名和属性名要统一 相同的两个实体在不同的E-R图中可能存在着不同的联系 合并后得到全局E-R图 整体概念模型内部必须具有一致性，不能有相互矛盾的表述； 整体概念模型必须能够准确反映原来的每个局部模型的结构，包括实体、属性和