数据库设计流程.ppt

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1、第四章 数据库设计媒体数据库媒体数据库本章内容本章内容SQL ServerSQL ServerSQL ServerSQL Server1.需求分析阶段:准确了解并分析用户对系统的需要和要求，弄清系统准确了解并分析用户对系统的需要和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能要达到的目标和实现的功能。2.概念结构设计阶段:对用户需求进行综合、归纳和抽象，形成一个独对用户需求进行综合、归纳和抽象，形成一个独立于具体计算机和立于具体计算机和DBMSDBMS的概念模型。的概念模型。3.逻辑结构设计阶段：将概念结构转换为将概念结构转换为DBMSDBMS所支持的数据模型，并将所支持的数据模型，并将其性能进行优化

2、。其性能进行优化。4.数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构，包括数据存储结构和存取方法。理结构，包括数据存储结构和存取方法。5.数据库实施阶段：运用运用DBMSDBMS提供的数据操作语言和宿主语言，根据数提供的数据操作语言和宿主语言，根据数据库的逻辑设计和物理设计的结果建立数据库、编制与调试应用程序、据库的逻辑设计和物理设计的结果建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库并进行系统试运行。组织数据入库并进行系统试运行。6.数据库运行和维护阶段：不断地对其结构性能进行评价、调整和修改。不断地对其结构性能进行评价、调整和修改。

3、 SQL ServerSQL Server需求分需求分析阶段析阶段概念设计阶概念设计阶段段逻 辑 设 计 阶逻 辑 设 计 阶段段物 理 设 计 阶物 理 设 计 阶段段数据库数据库实施阶段实施阶段数据库数据库运行、维护阶段运行、维护阶段不满意不满意需求收集和分析需求收集和分析设计概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构数据模型优化数据模型优化设计物理结构设计物理结构评价设计，性能预测评价设计，性能预测物理实现物理实现试验性运行试验性运行使用、维护数据库使用、维护数据库不满意不满意应用需求应用需求（数据、处理）（数据、处理） 转换规则、转换规则、DBMS要求和优化要求和优化方法方法 应用要

4、求，应用要求，DBMS详细特征详细特征和限制和限制 数据库系统设计数据库系统设计应分应分6个阶段进行，个阶段进行，这这6个阶段是需求个阶段是需求分析、概念结构设分析、概念结构设计、逻辑结构设计、计、逻辑结构设计、物理结构设计、数物理结构设计、数据库实施和数据库据库实施和数据库运行和维护。运行和维护。SQL ServerSQL Server4.2.1 4.2.1 需求分析的任务和方法需求分析的任务和方法任务：调查现实世界要处理的对象；了解原系统的概况和发展前景；明确任务：调查现实世界要处理的对象；了解原系统的概况和发展前景；明确用户的各种需求；收集基础数据及其处理方法；确定新系统的功能和边界用户

5、的各种需求；收集基础数据及其处理方法；确定新系统的功能和边界。1. 1. 系统需求调查的内容系统需求调查的内容(1) 数据库中的信息内容数据库中的信息内容 数据库中需存储哪些数据，包括用户将从数据库中直接获得或间接导出的数据库中需存储哪些数据，包括用户将从数据库中直接获得或间接导出的信息内容和性质。信息内容和性质。(2) 数据处理内容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。理的工作方式。(3) 数据安全性和完整性要求数据安全性和完整性要求数据的保密措施和存取控制要求；数据自身的或数

6、据间的约束限制。数据的保密措施和存取控制要求；数据自身的或数据间的约束限制。 分析用户的要求，将分析结果用数据流程图和数据字典表示。分析用户的要求，将分析结果用数据流程图和数据字典表示。SQL ServerSQL Server(1) 了解现实世界的组织机构情况了解现实世界的组织机构情况 弄清所设计的数据库系统与哪些部门相关，这些部门以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。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各部门需要输入和使用什么数据；在部门中

7、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。部门；输出数据的格式是什么。(3) 确定新系统的边界确定新系统的边界 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。功能就是新系统应该实现的功能。 SQL ServerSQL Server(1) 跟班作业跟班作业(2) 开调查会开调查会(3) 请专人介绍请专人介绍(4) 询问询问(

8、5) 设计调查表请用户填写设计调查表请用户填写(6) 查阅现实世界的数据记录查阅现实世界的数据记录3. 系统需求调查的方法SQL ServerSQL Server常用的有结构化分析方法常用的有结构化分析方法:1) 自顶向下的设计方法。自顶向下的设计方法。先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化为完整的全局概念结构。为完整的全局概念结构。2) 自底向上的设计方法。自底向上的设计方法。先定义各局部应用的概念结构，后将它们集先定义各局部应用的概念结构，后将它们集成，得到全局概念结构成，得到全局概念结构。3) 逐步扩张的设计方法。逐步扩张的设计方法。先定义最重要的核

9、心部分，后向外扩充，生先定义最重要的核心部分，后向外扩充，生成其他概念结构。成其他概念结构。4) 混合策略设计的方法。混合策略设计的方法。即采用自顶向下与自底向上相结合的方法。即采用自顶向下与自底向上相结合的方法。SQL ServerSQL Server数据字典是各类数据描述的集合数据字典是各类数据描述的集合1. 1. 数据项：数据项是不可再分的数据单位。数据项：数据项是不可再分的数据单位。2. 2. 数据结构：数据结构反映了数据之间的组合关系。数据结构：数据结构反映了数据之间的组合关系。3. 3. 数据流：数据流是数据结构在系统内传输的路径。数据流：数据流是数据结构在系统内传输的路径。4.

10、4. 数据存储：数据存储是数据及其结构停留或保存的地方，数据存储：数据存储是数据及其结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。数据存储可以是手工文档、也是数据流的来源和去向之一。数据存储可以是手工文档、手工凭单或计算机文档。手工凭单或计算机文档。5. 5. 处理过程：用判定表或判定树来描述。处理过程：用判定表或判定树来描述。数据流图示例数据流图示例SQL ServerSQL Server数据字典示例数据字典示例 每个人的成绩单有一个数据项为学生的学号SNO。在数据字典中对此数据项描述如下： 数据项名：SNO 说明：标识每张成绩单 类型：CHAR(9) 长度：9 别名：学生学号 取值范围

11、：0000 9999SQL ServerSQL ServerSQL ServerSQL Server4.3.1 数据抽象与局部视图设计数据抽象与局部视图设计1. 三种数据抽象方法三种数据抽象方法 (1) 分类分类: 定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型，这些对象定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型，这些对象具有某些共同的特性和行为。在具有某些共同的特性和行为。在E-R模型中，实体集就是这种抽象。模型中，实体集就是这种抽象。 (2) 聚集：定义某一类型的组成部分，它抽象了对象内部的类型和聚集：定义某一类型的组成部分，它抽象了对象内部的类型和 “组成部分组成部分”的语义。的语义。 (3

12、) 概括：定义类型之间的一种子集联系，它抽象了类型之间的概括：定义类型之间的一种子集联系，它抽象了类型之间的“所所属属”的语义。的语义。2. 设计分设计分E-R图图 概念结构设计是利用抽象机制对需求分析阶段收集到的数据分类、概念结构设计是利用抽象机制对需求分析阶段收集到的数据分类、组织（聚集），形成实体集、属性和码，确定实体集之间的联系类型组织（聚集），形成实体集、属性和码，确定实体集之间的联系类型（一对一、一对多或多对多的联系），进而设计分（一对一、一对多或多对多的联系），进而设计分E-R图。图。SQL ServerSQL Server1. 合并分合并分E-R图，生成初步图，生成初步E-R图

13、图(1) 属性冲突属性冲突1) 属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不同。属性域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不同。2) 属性取值单位冲突。属性取值单位冲突。(2) 命名冲突命名冲突1) 同名异义冲突，即不同意义的对象在不同的局部应用中具有相同的名字。同名异义冲突，即不同意义的对象在不同的局部应用中具有相同的名字。2) 异名同义冲突，即意义相同的对象在不同的局部应用中有不同的名字。异名同义冲突，即意义相同的对象在不同的局部应用中有不同的名字。(3) 结构冲突结构冲突1) 同一对象在不同的应用中具有不同的抽象。同一对象在不同的应用中具有不同的抽象。2) 同一实体在不同分同一实

14、体在不同分E-R图中的属性组成不一致图中的属性组成不一致.3) 实体之间的联系在不同的分实体之间的联系在不同的分E-R图中呈现不同的类型。图中呈现不同的类型。2. 消除不必要的冗余，设计基本消除不必要的冗余，设计基本E-R图图SQL ServerSQL Server4.4.1概念模型向关系模型的转换概念模型向关系模型的转换1.实体集转换规则实体集转换规则 概念模型中的一个实体集转换为关系模型中的一个关系，实体概念模型中的一个实体集转换为关系模型中的一个关系，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码，关系的结构是关的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码，关系的结构是关系模式。系模式。2

15、.实体集间联系的转换规则实体集间联系的转换规则(1) 1:1联系的转换方法联系的转换方法1) 将将1:1联系转换为一个独立的关系：与该联系相连的各实体的码以联系转换为一个独立的关系：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，且每个实体的码均是该关及联系本身的属性均转换为关系的属性，且每个实体的码均是该关系的候选码。系的候选码。2) 将将1:1联系与某一端实体集所对应的关系合并，则需要在被合并关联系与某一端实体集所对应的关系合并，则需要在被合并关系中增加属性，其新增的属性为联系本身的属性和与联系相关的另系中增加属性，其新增的属性为联系本身的属性和与联系相关的另一个实体集的码。

16、一个实体集的码。SQL ServerSQL Server【例【例4-14-1】将图中】将图中E-RE-R图转换为关系模型。图转换为关系模型。方案方案1：联系形成的关系独立存在：联系形成的关系独立存在： 职工（职工号，姓名，年龄）；职工（职工号，姓名，年龄）； 产品（产品号，产品名，价格）；产品（产品号，产品名，价格）； 负责（职工号，产品号）负责（职工号，产品号）.方案方案2：“负责负责”与与“职工职工”两关系合并：两关系合并： 职工（职工号，姓名，年龄，产品号）；职工（职工号，姓名，年龄，产品号）； 产品（产品号，产品名，价格）；产品（产品号，产品名，价格）；方案方案3：“负责负责”与与“产品产品”两关系合并：两关系合并： 职工（职工号，姓名，年龄）；职工（职工号，姓名，年龄）； 产品（产品号，产品名，价格，职工号）产品（产品号，产品名，价格，职工号）. 负责负责1 产品产品产品号产品号产品名产品名价格价格1 职工职工职工号职工号姓名姓名年龄年龄SQL ServerSQL Server(2) 1:n联系的转换方法联系的转换方法 一种方法是将联系转换为一个独立的关系，其关系的属性由与该