《数据库系统原理与应用》第8章 数据库设计-新.ppt

第8章 数据库设计 8.1 数据库设计概述 8.2 需求分析 8.3 概念结构设计 8.4 逻辑结构设计 8.5 数据库的物理设计 8.6 数据库实施 8.7 数据库运行与维护 8.1 数据库设计概述 数据库设计是指对一个给定的应用环境，构造最优的、最有效的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够高效率地存取数据，满足各种用户的应用需求。数据库设计通常是在一个通用的DBMS支持下进行的，本书都是以关系数据库—SQL Server 2000为基础来设计数据库的。 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。数据库规范设计方法通常将数据库的设计分为6个阶段，如图8-1所示。 数据库的设计分为6个阶段 （1）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，建立系统说明文档。 （2）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。 （3）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、网络型或层次型），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。 （4）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。 （5）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。 （6）数据库运行和维护。 8.2 需求分析 8.2.1 需求分析的任务 8.2.2 需求分析的基本步骤 8.2.3 需求分析应用实例 8.2.1 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： （1）确定设计范围。通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门和企业等），弄清现行系统（手工系统或计算机系统）的功能划分、总体工作流程，明确用户的各种需求。 （2）数据收集与分析。需求分析的重点是在调查研究的基础上，获得数据库设计所必须的数据信息。 8.2.2 需求分析的基本步骤 1．调查与初步分析用户的需求，确定系统的边界 2．分析和表达用户的需求 1．调查与初步分析用户的需求，确定系统的边界 （1）首先调查组织机构情况。 （2）然后调查各部门的业务活动情况。 （3）在熟悉了业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、安全性与完整性要求，这是调查的又一个重点。 （4）最后对前面调查的结果进行初步分析，确定新系统的边界，确定哪些功能由计算机完成或将来由计算机完成，哪些活动由人工完成。 2．分析和表达用户的需求 （1）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。如图8-4所示，数据流图有4种基本符号。 （2）数据字典。 1）数据项条目：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。 2）数据结构条目：反映了数据之间的组合关系。 3）数据流条目：数据流是数据结构在系统内传输的路径。 4）数据文件条目：数据文件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。 5）处理过程条目。 8.2.3 需求分析应用实例 现要开发高校图书管理系统。经过可行性分析和初步的需求调查，确定了系统的功能边界，该系统应能完成下面的功能： （1）读者注册。 （2）读者借书。 （3）读者还书。 （4）图书查询。 1．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8-5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8-6所示。 从图书管理系统第0层数据流图中可以看出，在图书管理的不同业务中，借书、还书、查询这几个处理较为复杂，使用到不同的数据较多，因此有必要对其进行更深层次的分析，即构建这些处理的第1层数据流图。下面的图8-7分别给出了借书、还书、查询子功能的第1层数据流图。 2．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。 8.3 概念结构设计 8.3.1 概念结构设计的方法和步骤 8.3.2 局部视图设计 8.3.3