#第3章 数据库设计.ppt

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3.1 数据库系统设计概述 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。 数据库设计包含两方面的内容: 结构特性设计 结构特性设计通常是指数据库模式或数据库结构设计,它应该 具有最小冗余的、能满足不同用户数据需求。 行为特性设计 行为特性设计是指应用程序、事物处理的设计。 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、概念设计、逻辑设计和物理设计。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。 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: 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。 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。 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。 数据文件: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。 处理过程条目。 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 实体集和属性之间没有严格的区别界限,但对于属性来讲,可以用下面的两条准则作为依据: (1)作为属性必须是不可再分的数据项,也就是属性中不能再包含其他的属性。 (2)属性不能与其他实体集之间具有联系。 确定实体集间的联系 依据需求分析结果,考察任意两个实体集之间是否存在联系,若有,则确定其类型(一对一,一对多或多对多)。 画出局部E-R图 确定了实体及实体间的联系后,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、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,书名,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

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