[工学]《SQL Server数据库原理及应用教程》第四章：数据库设计方法.ppt

SQL Server 数据库原理及应用 数据库设计方法 第四章数据库设计方法 4.1 数据库系统的设计过程 4.2 需求分析 4.3 概念设计 4.4 逻辑结构的设计 4.5 物理设计 4.6 数据库的实施.运行和维护 数据库的结构设计 数据库设计包括静态数据模型即模式与子模式的设计。 现代数据库设计强调数据库的结构设计与行为设计的统一 。 设计数据库系统是一项系统的工程。 一、数据库设计过程 目前，数据库设计一般都遵循软件的生命周期理论，分为六个阶段进行 二、需求分析 需求分析的重点是调查、收集和分析用户数据管理中的信息需求、处理需求、安全性与完整性要求。需求分析实质上数据库设计者对各类管理活动进行调查研究的过程。设计人员与各类管理人员通过相互交流，逐步取得对系统功能的一致的认识。 ① 用户需求的收集 ② 用户需求的分析 ③ 撰写需求说明书 分析用户需求 众多分析和表达用户需求的方法中 结构化分析（Structured Analysis，SA方法）是一个简单实用的方法。 SA方法采用自顶向下，逐层分解的方式分析系统，用数据流图（Data Flow Diagram，DFD）、数据字典（Data Dictionary，DD）描述系统。 数据流图 数据流图是软件工程中专门描绘信息在系统中流动和处理过程的图形化工具。是逻辑系统的图形表示。 数据流图建立 数据流图是有层次的，越高层次的数据流图表现的业务逻辑越抽象，越低层次的数据流图表现的业务逻辑则越具体。 撰写需求说明书 需求说明书是在需求分析活动后建立的文档资料，它是对开发项目需求分析的全面的描述。 需求说明书的内容一般包括：需求分析的目标和任务、具体需求说明、系统功能和性能、系统运行环境等。需求说明书还应包括在分析过程中得到的数据流图、数据字典、功能结构图和系统配置图等必要的图表说明。 三、概念设计 概念设计的任务是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上，按照特定的方法抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型，即概念模型。 概念模型的特点及设计方法 自顶向下的方法：自顶向下的方法是先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化，形成最终概念模型。 自底向上的方法。自底向上的方法则首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成，形成全局概念结构。 以自底向上的方法设计概念模型 概念设计的步骤 局部概念模型的设计 局部概念模型的设计一般分为三步进行： 1、首先明确局部应用的范围。 2、选择实体，确定实体的属性及标识实体的关键字。 划分实体和实体的属性时，一般遵循以下的经验性原则： ① 属性是不可再分的数据项，不能再有附加说明。否则，该属性应定义为实体。 ② 属性不能与其他实体发生联系，联系只能发生在实体之间。 ③现实世界中的对象，凡能够作为属性的尽量作为属性处理。 3、确定实体之间的联系，产生局部模型。 合成全局概念模型 3 合成全局概念模型 各个局部模型设计完成后，需要对它们进行合并，集成为一个全局的概念模型。集成的方式有两种： · 多个局部ER模型一次性集成。 · 逐步集成，每次只集成两个局部概念模式，直至所有的分图集成完毕 局部概念模型的归并一般分为两步： 第一步，先解决各分模型之间的冲突，合并起来生成初步模型； 第二步，对初步ER模型进行修改，消除不必要的冗余，生成基本模型。 四、逻辑结构的设计 为了能够建立起最终的物理系统，数据库逻辑设计所要完成的任务是将概念结构进一步转化为某一DBMS所支持的数据模型。 再根据逻辑设计的准则、数据的语义约束、规范化理论等对数据模型进行适当的调整和优化，形成合理的全局逻辑结构，并设计出用户子模式。 数据库逻辑结构的设计分为两个步骤： 念模型转换为关系模型； 对关系模型进行优化。 逻辑结构设计的过程 概念模型向关系模型的转换 (1)一个实体类型转换为一个关系模式 (2)一个一对一（1：1） 联系转换方式 (3)一个一对多（1：n）联系 (4)多对多（m：n）联系转换 (4)同一实体集内部的联系，可将该实体集拆分为相互联系的两个子集，然后根据它们相互间不同的联系方式（1：1，1：n，m：n）按规则处理。 (5)三个或三个以上实体间的多元关系转换为一个关系模式，关系模式的关键字为各实体关键字的并集。 (6)具有相同关键字的关系模式可以合并，合并后的关系模式的属性取被合并的关系模式属性