第3章数据库设计分解.ppt

第3章 数据库设计 数据库是现代各种信息系统的核心，数据库多存储的信 息能否正确反映现实世界，在运行中能否及时、准确地为各 个应用程序提供所需数据，与信息系统的性能密切相关。本 章主要介绍数据库设计的内容及常用的设计方法和步骤。 3.1 数据库设计概述 现实世界的信息结构复杂且应用环境多种多样，数据库 的设计和开发工作是一项庞大的工程，是一个多学科的综合性 技术。 3.1.1 数据库设计的内容 数据库设计的目标是：对于给定的应用环境，建立一个良好的、能满 足不同用户使用要求的、又能被选定的DBMS所接受的数据库系统模式。 数据库设计的内容主要有：数据库的结构特性设计、数据库的行为特性设 计、数据库的物理模式设计。 1. 数据库的结构特性设计 数据库的结构特性是指数据库的逻辑结构特征。由于数据库的结构特性 是静态的，一般情况下不会轻易变动，因此数据库的结构特性设计又称为 数据库的静态结构设计。 数据库的结构特性设计过程是：先将现实世界中的事物、事物间的联系 用E-R图表示，再将各个分E-R图汇总，得出数据库的概念结构模型，最后 将概念结构模型转化为数据库的逻辑结构模型表示。 2. 数据库的行为特性设计 数据库的行为特性设计是指确定数据库用户的行为和动作，并设计出数 据库应用系统的系统层次结构、功能结构和系统数据流程图，确定数据库 的子模式。数据库用户的行为和动作是指数据查询和统计、事物处理及报 表处理等操作，这些都是通过应用程序表达和执行。由于用户行为总是更 新数据库内容的存取数据操作，用户行为特性是动态的，所以数据库的行 为特性设计也称为数据库的动态特性设计。 数据库行为特性的设计步骤是：将现实世界中的数据及应用情况用数据 流程图和数据字典表示，并详细描述其中的数据操作要求（即操作对象、 方法、频度和实时性要求）；确定系统层次结构；确定系统的功能模块结 构；确定数据库的子模式；确定系统数据流程图。 3.数据库的物理模式设计 数据库的物理模式设计要求：根据库结构的动态特性（即数据库应用处 理要求），在选定的DBMS环境下，把数据库的逻辑结构模型加以物理实 现，从而得出数据库的存储模式和存取方法。 3.1.2 数据库设计步骤 按规范化设计方法可将数据库设计分为以下六个阶段，每个阶段都有 相应的成果，如图3-1所示。 1) 需求分析。 2) 概念结构设计。 3) 逻辑结构设计。 4) 数据库物理设计。 5) 数据库实施。 6) 数据库运行和维护。 1. 需求分析阶段 需求分析是数据库设计的第一步，也是最困难、最耗时间的一步。需求 分析的主要任务是：详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业 等）；充分了解原系统（手工系统或计算机系统）的概况和发展前景；明 确用户的各种需求；收集支持系统目标的基础数据及其处理方法；确定新 系统的功能和边界。 (1) 调查的内容 调查是系统需求分析的重要手段，只有通过对用户的调查研究，才能 得出需要的信息。调查的目的是获得数据库所需数据情况和数据处理要求。 调查的具体内容有以下三方面。 1）信息内容：数据库中需存储哪些数据，它包括用户将从数据库中直接获 得或者间接导出的信息的内容和性质。 2) 数据处理内容：用户要完成什么数据处理功能；用户对数据处理响应时 间的要求；数据处理的工作方式（是批处理还是联机处理）。 3) 安全性和完整性要求。 (2) 调查的步骤 调查步骤如下： 1）了解管理对象的组织结构情况：在系统分析时，要对管理对象所涉及的 行政组织机构进行了解，弄清所设计的数据库系统与哪些部门相关，这 些部门以及下属各个单位的联系和职责是什么。 2) 了解相关部门的业务活动情况：各部门需要输入和使用什么数据；在部 门中是如何加工处理这些数据的；各部门需要输出什么信息；输出到什 么部门；输出数据的格式是什么。 3) 确定新系统的边界：哪些功能现在就由计算机完成；哪些功能将来准备 让计算机完成；哪些功能或活动由人工完成。由计算机完成的功能就是 新系统应该实现的功能。 2. 概念结构设计阶段 概念结构设计时将系统需求分析得到的用户需求抽象为信息结构的过 程。概念结构设计的结果是数据库的概念模型。数据库设计中应十分重视 概念结构设计，它是整个数据库设计的关键。 只有将系统应用需求抽象为信息世界的结构，也就是概念模型后，才 能转化为机器世界中的数据模型，并用DBMS实现这些需求。 概念模型独立于数据库逻辑结构和支持数据库的DBMS，它应该满足： 1) 概念模型是现实世界的一个真实模型：概念模型应能真实、充分地反映 现实世