(软件系统开发技术）第8章数据库设计方法.ppt

　　 一个软件系统必定包括两方面的问题：“数据”以及对数据进行的“加工”。这两个问题贯串整个开发过程(图8.1)：在需求分析阶段既要分析用户的“数据要求”(系统中需维持哪些数据、数据之间有什么联系、数据本身有什么性质等)SL要分析用户的“加工要求”(对数据作什么加工、每个加工的逻辑要求等)；在设计阶段要设计数据的结构也要设计程序模块的结构；在编程阶段也要考虑数据和算法等。当然这两方面不是相互独立的，其间有着密切的联系。 　 第三章介绍的sA方法在分析和描述“数据要求”方面是不够的，第四章介绍的SD方法只考虑程序模块结构的设计，而不考虑数据结构的设计，所以在开发实际系统时，仅用SA、SD方法是不够的，还需结合一些数据库和数据结构的设计方法。70年代以来，数据库技术已被广泛接受，许多大型数据处理系统中的数据都组织成数据库的形式，所以本章专门讨论为用户建立数据库的方法，作为对第三、四章的补充。 　　下面的介绍假定读者已具备数据库系统的基础知识(如参考文献[1])。　 某个用户的数据库系统(如银行的数据处理系统)由模式、子模式、应用程序、数据库和数据库管理系统(DBMS)等几部分组成(图8.2)，其中模式、子模式、应用程序等必须根据用户的具体要求进行分析和设计，这项工作称为“数据库设计”，它的核心问题是如何建立一个数据模式，使其满足下面几个条件： 　　 (1)符合用户的要求，即能正确地反映用户的现实环境，它应包含用户需处理的所有“数据”，并能支持用户需进行的所有“加工”。  (2)能被某个现有的数据库管理系统所接受。 (3)具有较高的质量，如易于维护、易于理解、效率较高等。 　　 用“软件生命期”的观点来看待数据库设计的全过程，则可相应地把它分成4个阶段：　 (1) 分析用户要求。　 (2) 建立概念性数据模型。　 (3) 逻辑设计。　 (4) 物理设计。　 前面两个阶段是面向“问题”的，后面两个阶段是面向“解答”的；前两个阶段对应于软件生命期中的分析阶段，后两个阶段对应于设计阶段。 　　 第(1)阶段是收集和分析用户的要求。用户要求包括数据要求、加工要求和种种限制条件等。　 第(2)阶段是用一个“概念性数据模型”将用户的数据要求明确地表达出来，这一步与软件生命期中建立“系统说明书”相对应。　 概念性数据模型是一种面向问题的数据模型，它描写了从用户角度看到的数据库，也反映了用户的现实环境，但与数据库将怎么实现无关。概念性数据模型在用户和设计人员之间起到了桥梁作用，一方面它是明确地表达用户要求的一个模型，另一方面这个模型是设计数据结构的基础。 　　 建立概念性数据模型是数据库设计过程中的一个关键，70年代后期陆续出现了一些适合作概念性数据模型的所谓第二代数据模型，其中ER模型就是一个典型的代表，它们”比第一代数据模型(如网型、层次型、关系型等)更高级，语义表达能力更强。　 第(3)、(4)阶段考虑数据库将怎样实现。第(3)阶段逻辑设计是设计数据的结构，它可以同软件生命期中设计阶段的“总体设计”相对应。在这一阶段，我们首先要根据用户要求的特点选购合适的数据库管理系统(D．BMS)，然后根据概念性数据模型以及选购的数据库管理系统的具体特点设计出这个管理系统能够接受的数据模式。本章将着重讨论数据库管理系统是DBTG，型的情况。 　　 第(4)阶段进一步设计数据模式的一些物理细节，如文件的基本结构、存取方式、索引的建立等。这一阶段可同软件生命期中设计阶段的“详细设计”相对应。这阶段考虑的主要问题是如何使数据库系统具有较高的效率，所采用的技术与选购的数据库管理系统的具体特点密切有关。　　为一个大型的数据处理系统建立数据库是相当艰巨的任务，用户环境中包含的数据项相当多，数据之间又有复杂的关系，设计人员不仅要理解用户的要求，还要了解数据库管理系统的一些特点，所以这一工作必须有一定的方法来指导，7 0年代以来，随着数据库技术和软件工程技术的发展，出现了不少设计数据库的方法和工具，其中具有代表性的有：ER．方法、．LRA方法和DBDA．系统等，本章8.2介绍ER方法，8.3介绍LRA方法。 8.2.1 基本思想　　ER方法由P.Chen提出，它适用于设计数据库的第(1)、(2)、(3)阶段。　　为一个企业(如银行或工厂)设计数据库的本质是将企业中的有关数据组织成一种具体的形式，这种形式必须同所使用的数据库管理系统的数据模式相符。目前常用的数据库管理系统有关系型、网型和层次型三大类。 　　早期的数据库设计方法是直接将企业中的数据设计成关系型、网型、层次型的用户模式(图8.3(a))，这样得到的用户模式并不纯粹是现实世界的描述