数据库技术讲义 第6章 数据库设计.ppt

第六章 数据库设计 6.1 数据库设计概述 数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，具体说，数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库设计模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。 6.1 数据库设计概述 数据库设计准则 数据库必须正确反映现实世界，能为某个DBMS所接受 应用系统有良好的性能，有利于实施和维护 数据库能满足当前和今后相当长时期内的数据需求，使数据库有较长的使用寿命 当软件和硬件环境发生变化时容易修改和移植 能满足安全性要求，当系统发生故障时，容易恢复数据库 数据库存取效率、查询效率要高 6.1.1 数据库和信息系统 从使用者角度看，信息系统是提供信息、辅助人们对环境进行控制和进行决策的系统。数据库是信息系统的核心和基础。一个信息系统的各个部分能否紧密地结合在一起以及如何结合，关键在数据库。也只有对数据库进行合理的逻辑设计和有效的物理设计才能开发出完善而高效的信息系统。 6.1.1 数据库和信息系统 大型数据库的设计和开发是一项庞大的工程，是涉及多学科的综合性技术。其开发周期长、耗资多、失败的风险也大。必须把软件工程的原理和方法应用到数据库建设中来。对于数据库设计人员来说应具备多方面的知识： 数据库的基本知识和数据库设计技术 计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧 软件工程的原理和方法 应用领域的知识 6.1.2 数据库设计的特点 数据库设计是硬件、软件和干件的结合 数据库设计应该和应用系统设计相结合 传统软件工程忽视对应用中数据语义的分析和抽象。数据库模式是各应用程序共享的结构，是稳定的，永久的，不像以文件系统为基础的应用系统，是某一应用程序私用的。早期的数据库设计致力于数据模型的和建模方法的研究，没有考虑到应用环境的要求与数据结构的关系，因此结构设计与行为设计是分离的。 6.1.3 数据库设计方法简述 由于信息结构复杂，应用环境多样，在相当长的一段时期内数据库设计主要采取手工试凑法，这和设计人员的经验和水平有直接的联系，为此人们结合软件工程的思想提出了各种规范的方法。比较有名的有新奥尔良法，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。基于E-R图的设计方法，基于3NF的设计方法等是在不同阶段上支持实现的具体技术和方法 。 6.1.4 数据库设计的基本步骤 按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施 数据库运行和维护 6.2 需求分析 需求分析简单地说就是分析用户的要求 需求分析的任务 需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库。 6.2 需求分析 调查的重点是“数据”和“处理”，通过调查、收集和分析，获得用户对数据库的如下要求： 信息要求 处理要求 安全性与完整性要求 6.2 需求分析 需求分析的方法 进行需求分析首先是调查清楚用户的实际要求，与用户达成共识，然后分析与表达这些需求。具体步骤是： 调查组织机构情况 调查各部门的业务活动情况 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。 确定新系统的边界。 6.2 需求分析 在调查过程中，可以根据不同的问题和条件，使用不同的调查方式。常用的有： 跟班作业 开调查会 请专人介绍 询问 设计调查表请用户填写 查阅记录 6.2.3 数据字典 数据流图表达了数据和处理的关系，数据字典则是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。数据字典通常包括： 数据项 数据结构 数据流 数据存储 处理过程 6.3 概念结构设计 将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计。 概念结构设计的主要特点有： 能真实充分地反映现实世界 易于理解 易于更改 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转变 描述概念模型的有力工具是E-R图。 6.3 概念结构设计 概念结构设计通常有四类方法 自顶向下 自底向上 逐步扩张 混合策略 6.3 概念结构设计 6.3 概念结构设计 6.3 概念结构设计 6.3 概念结构设计 6.3 概念结构设计 6.3.3 数据抽象与局部视图设计 数据抽象 分类(Classification) 聚集(Aggregation) 概括(Generalization) 局部视图设计 选择局部应用 逐一设计分E-R图 6.3.3 数据抽象与局部视图设计 实例: 6.3.4 视图的集成 两种方式： 多个分 E-R 图一次集成。（难度较大） 逐步集成，用