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第4章 数据库技术及应用 计算机教学实验中心 2006 问题的提出 如何创建数据库？ 创建数据库有哪些步骤？ 使用什么工具创建数据库？ …… 第二部分 数据库设计 需求分析 概念设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施阶段 一、需求分析与概念设计 1．需求分析 2．概念设计 1．需求分析 任务：收集、分析、理解、确定用户的要求；再把用户的要求精确、完整地描述表达出来。 目的： 回答“要解决什么问题？”，既系统“做什么？”。 具体： 详细调查要处理的对象 了解原系统工作概况 确定新系统的功能 考虑今后可能的扩充和改变 了解用户需求有关的问题 什么是需求？希望，功能，限制，必需品，任何必要的东西； 什么时候? 从确定方案开始； 为什么? 用户的需求是开发需要的依据； 来自哪里? 来自用户，工业标准，和实践经验； 如何实现？使所有相关的人参与需求分析活动，通过有效的交流实现； 谁来做? 用户，管理人员，开发人员，维护人员。 用户参与需求分析的重要性 根据Standish Group 1994年发表的一份研究报告统计，延迟的、超出预算的、未完成工程的最普遍的原因是： ⑴ 缺少用户参与； ⑵ 不完备的需求规范； ⑶ 改变需求规范。 需求分析的难点 ⑴ 问题的复杂性 涉及因素多而；如运行环境和系统功能等。 ⑵ 交流障碍 涉及不同类型人员较多，知识背景、角度、角色的不同； ⑶ 不完备性和不一致性 用户对问题的陈述有矛盾、片面性等造成； ⑷ 需求易变性 需求是变化的。 需求工作的重要性 IBM公司有关研究的结果表明： 有效的需求管理可以降低开发成本。 通常改正需求错误需要付出改正其他错误10倍以上的代价。 需求错误通常导致软件工程中全部错误的25-40%。 改正很少的需求错误可以避免大量耗费在返工上的成本和时间。 获取用户对数据库的要求 信息要求 要从数据库中获得信息的内容与性质。 处理要求 要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求。 安全性与完整性要求 安全性：不同用户使用和操作数据库的情况； 完整性：描述数据之间的关联以及数据的取值范围要求。 案例分析——教学管理 管理的对象： 教师、学生、课程、上课和学习。 功能： 教师要了解学生、课程、学习的情况、学生要了解教师、课程、学习的情况。 信息： 教师、学生、课程、学习的有关信息； 处理： 查询、统计、排序、增加、删除、修改、浏览等。 2．概念设计 概念设计是数据库设计的核心环节。 即将实际待求解的问题抽象相互关联又各自独立的实体。 具体步骤： 以需求分析的结果为依据； 以数据流图DFD和数据字典DD提供的信息作为输入； 运用信息模型工具对目标进行描述； 以用户能够理解的形式表达信息。 方法：用E-R方法得到概念模型E-R图。 重点是“数据”和“处理” 信息要求 要从数据库中获得信息的内容与性质，从而导出DB中需要存储的数据 处理要求 要完成什么处理功能，对处理的响应时间的要求 安全性 视图定义、访问控制、数据加密、跟踪审查 完整性要求 主键不能为NULL 二、概念设计 概念设计是DB设计的核心环节。概念数据模型是对现实世界的抽象和模拟。 概念设计目前采用最广泛的是ER方法。将现实世界抽象为具有属性的实体及及联系。 画出一张ER图，就得到了一个对系统信息的初步描述，进而形成数据库的概念模型。 案例分析——教学管理 教学由学生、课程、教师、学习、任课等实体组成。 学生属性：学号、姓名、性别、年龄、班级 课程属性：课程号、课程名称 教师属性：姓名、课程号、课时 学习属性：学号、课程号、分数 任课属性：教师名、课程号、教室 教学管理E-R图 三、逻辑结构设计 设计逻辑结构分三步： 将概念结构转化为一般的关系模型 将转化来的关系模型向特定DBMS支持下的数据模型转换 对数据模型进行优化 1. 数据库逻辑模型的产生 概念模型按一定规则可以转换成数据模型。这种转换的原则如下： ①一个实体转换成一个关系模式 ②一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。 ③一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。 ④一个m:n联系转换为一个 关系模式。 ⑤三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。 ⑥同一实体集的实体间的联系，也可以按1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。 ①一个实体型转换为一个关系模式 实体的属性就是关系的属性，实体的主码就是关系的主码。 ②一个1:1 联系转换为一个关系模式 若转换为一个独立的关系模式： 各实体的主码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的主码均是该关系的候选码。 若与一端的关系模式合并