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第六章 数据库设计 主要章节 6.1 概述 6.2 需求分析 6.3 概念结构设计 6.4 逻辑结构设计 6.5 物理结构设计 6.6 数据库的实现 6.7 数据库的运行与维护 本章重要概念 (1)数据库设计的两种方法：生命周期法和快速原型法。 (2)概念设计的重要性、主要步骤。逻辑设计阶段的主要步骤。 (3)ER模型的基本元素，属性的分类，联系的元数、连通词、基数。采用ER方法的概念设计步骤。 (4)ER模型到关系模型的转换规则。采用ER方法的逻辑设计步骤。 (5)ER模型的扩充：弱实体，超类和子类。 6.1概述 6.1概述 主要内容 数据库设计目标和方法 数据库设计的基本步骤 数据库设计目标和方法 数据库设计 数据库设计是指对于给定的软、硬件环境，针对现实问题，设计一个较优的数据模型，建立相应的数据库结构和数据库应用系统。 数据库设计目标和方法 数据库设计目标 ⑴ 最大限度地满足用户的应用功能需求。主要是指用户可以将当前与可预知的将来应用所需要的数据及其联系，全部准确地存放在数据库中。 ⑵ 获得良好的数据库性能。即要求数据库设计保持良好的数据特性以及对数据的高效率存取和资源的合理使用，并使建成的数据库具有良好的数据共享性、独立性、完整性及安全性等。（对于关系数据库） ⑶ 对现实世界模拟的精确度要高。 ⑷ 数据库设计应充分利用和发挥现有DBMS的功能和性能。 ⑸ 符合软件工程设计要求，因为应用程序设计本身就是数据库设计任务的一部分。 数据库设计目标和方法 对于关系数据库： 数据要达到一定的规范化程度，避免数据重复存储和异常操作。 保持实体之间连接的完整性，避免数据库的不一致性。 满足对事务响应时间的要求。 尽可能减少数据的存储量和内外存间数据的传输量。 便于数据库的扩充和移植，使系统有更好的适应性。 数据库设计目标和方法 数据库设计方法 ⑴ 生命周期法 生命周期（Life cycle）法就是将整个数据库应用系统的开发过程分解成若干个阶段，并对每个阶段的目标、任务、方法作出规定，使整个数据库应用系统的开发过程具有合理的组织和科学的秩序。 阶段划分：系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护。 主要遵循的原则： ① 用户参与的原则。 ② 先逻辑、后物理的原则。 ③ 自顶向下的原则。 ④ 工作成果描述标准化原则。 数据库设计目标和方法 数据库设计目标和方法 ⑵ 快速原型法 快速原型（Rapid Prototyping）法的基本思想是在初步了解用户的基本要求后，开发人员先建立一个他们认为符合用户要求的模式系统交付用户检验，由于模型是可以执行的，所以为用户提供了获得感性认识的机会。 优点： 用户可以测试具体实例，直接观察一个实际系统 。 有利于准确地定义出用户需求，降低系统开发风险。 适用于中小规模系统的开发。 缺点： 具有为用户需求快速生成软件的工具和环境。 数据库设计目标和方法 ⑶ 面向对象法 面向对象（Object Oriented，简称OO）法是针对面向过程提出的，是区别于传统的结构化方法的一种新方法、新思路，是一种基于数据抽象的类的组合的自底向上的开发方法。 基本步骤： ① 标识对象和定义类； ② 组织类间关系； ③ 在类层中构造框架； ④ 建立可复用的类库和系统总框架。 数据库设计目标和方法 面向对象法主要有以下四个特征： (1) 对象是有关数据和操作的封装体，突破了传统的将数据与操作分离的模式，较好地实现了数据抽象。 (2) 面向对象法的继承性体现了概念分离抽象。在对象继承结构上，下层对象继承上层对象的特征（属性和操作），因而便于软件系统的演化和功能扩充。 (3) 面向对象法用消息将对象动态连接在一起。与结构化方法中的模块调用不同，面向对象法采用了灵活的消息传递方式，便于在概念上体现并行和分布式结构。 (4) 面向对象法具有封装性。对象将其实现细节封装在它的内部，因此无论是对象功能的完善扩充还是对象实现的修改，影响仅限于该对象内部而不会对外界产生影响，这就保证了软件系统的可复用性和可维护性。 数据库设计的基本步骤 6.2　需求分析 6.2　需求分析 主要内容 需求分析的任务 需求分析的步骤 需求分析的任务 需求分析阶段任务是对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能够接受的文档。 需求分析中调查分析的方法很多，通常的办法是对不同层次的企业管理人员进行个人访问，内容包括业务处理和企业组织中的各种数据。访问的结果应该包括数据的流程、过程之间的接口以及访问者和职员两方面对流程和接口语义上的核对说明和结论。对于某些特殊的目标和数据库