数据库原理数据库设计幻灯片.ppt

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1、数据库原理课件数据数据库原理课件数据库设计库设计第1页，共133页，编辑于2022年，星期六2第七章第七章数据库设计数据库设计7.1数据库设计概述数据库设计概述7.2需求分析需求分析7.3概念结构设计概念结构设计7.4逻辑结构设计逻辑结构设计7.5数据库的物理设计数据库的物理设计7.6数据库实施和维护数据库实施和维护7.7小结小结第2页，共133页，编辑于2022年，星期六3数据库设计概述数据库设计概述(续续)n什么是数据库设计什么是数据库设计数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之优的数据库模式，建立

2、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能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求信息要求和和处理要求处理要求）在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。称为数据库应用系统。第3页，共133页，编辑于2022年，星期六4数据库设计人员应该具备的技术和知识数据库设计人员应该具备的技术和知识n数据库的基本知识和数据库设计技术数据库的基本知识和数据库设计技术n计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧n软件工程的原理和方法软件工程的原理和方法n应用领域的知识

3、应用领域的知识第4页，共133页，编辑于2022年，星期六57.1数据库设计概述数据库设计概述7.1.1数据库设计的特点数据库设计的特点7.1.2数据库设计方法数据库设计方法7.1.3数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤7.1.4数据库设计过程中的各级模式数据库设计过程中的各级模式返回第5页，共133页，编辑于2022年，星期六67.1.1数据库设计的特点数据库设计的特点n数据库建设的基本规律数据库建设的基本规律三分技术，七分管理，十二分基础数据三分技术，七分管理，十二分基础数据n数据库设计应该与应用系统设计相结合数据库设计应该与应用系统设计相结合结构（数据）设计结构（数据）设计：设计数据

4、库框架或数据库结构：设计数据库框架或数据库结构行为（处理）设计行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等：设计应用程序、事务处理等第6页，共133页，编辑于2022年，星期六77.1.2数据库设计方法简述数据库设计方法简述n手工试凑法手工试凑法设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证难以保证使数据库设计成为一种技艺而不是工程技术使数据库设计成为一种技艺而不是工程技术数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现各种问题，增加了维护代价

5、各种问题，增加了维护代价第7页，共133页，编辑于2022年，星期六8数据库设计方法简述（续）数据库设计方法简述（续）n规范设计法规范设计法运用运用软件工程软件工程思想，按一定的设计规程用工程思想，按一定的设计规程用工程化方法设计数据库。化方法设计数据库。从本质上看仍是手工设计方法从本质上看仍是手工设计方法基本思想基本思想R过程迭代和逐步求精（过程迭代和逐步求精（P202图图7.2）第8页，共133页，编辑于2022年，星期六9数据库设计方法简述（续）数据库设计方法简述（续）n规范设计法规范设计法(续续)典型方法典型方法R新奥尔良（新奥尔良（NewOrleans）方法）方法将数据库设计分为四个

6、阶段将数据库设计分为四个阶段基于基于E-R模型的数据库设计方法模型的数据库设计方法R概念设计阶段广泛采用概念设计阶段广泛采用3NF（第三范式）的设计方法（第三范式）的设计方法R逻辑阶段可采用的有效方法逻辑阶段可采用的有效方法ODL（ObjectDefinitionLanguage）方法）方法R面向对象的数据库设计方法面向对象的数据库设计方法第9页，共133页，编辑于2022年，星期六10数据库设计方法简述（续）数据库设计方法简述（续）n计算机辅助设计法计算机辅助设计法 指在数据库设计的某些过程中模拟某一规范化指在数据库设计的某些过程中模拟某一规范化设计的方法，并以人的知识或经验为主导，通过设计

7、的方法，并以人的知识或经验为主导，通过人机交互方式实现设计中的某些部分。人机交互方式实现设计中的某些部分。n计计 算算 机机 辅辅 助助 软软 件件 工工 程程（Computer AidedSoftwareEngineering，CASE）工具）工具SYSBASE公司的公司的PowerDesignerOracle公司的公司的Design2000。返回第10页，共133页，编辑于2022年，星期六117.1.3数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤一、数据库设计的准备工作一、数据库设计的准备工作n选定参加设计的人员选定参加设计的人员1.数据库分析设计人员数据库分析设计人员2.应用开发人员应用开

8、发人员3.数据库管理人员数据库管理人员4.用户代表用户代表第11页，共133页，编辑于2022年，星期六12数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）二、数据库设计的过程二、数据库设计的过程(六个阶段六个阶段)需求分析阶段需求分析阶段准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步间的一步第12页，共133页，编辑于2022年，星期六13数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）概念结构设计阶段概念结构设计阶段是整个数据库设计的关键是整个数据库设计的关键通

9、过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体一个独立于具体DBMS的概念模型的概念模型第13页，共133页，编辑于2022年，星期六14数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）逻辑结构设计阶段逻辑结构设计阶段将概念结构转换为某个将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型所支持的数据模型对其进行优化对其进行优化数据库物理设计阶段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理为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）结构（包括存储结构和存取方法）第14页，共133页，编辑于2022年，星期六1

10、5数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）数据库实施阶段数据库实施阶段运用运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果据逻辑设计和物理设计的结果R建立数据库建立数据库R编制与调试应用程序编制与调试应用程序R组织数据入库组织数据入库R并进行试运行并进行试运行第15页，共133页，编辑于2022年，星期六16数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）数据库运行和维护阶段数据库运行和维护阶段数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行

11、在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。评价、调整与修改。第16页，共133页，编辑于2022年，星期六17数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）n设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复阶段的不断反复nP202图图7.2第17页，共133页，编辑于2022年，星期六18返回第18页，共133页，编辑于2022年，星期六197.1.4数据库设计过程中的各级模式数据库设计过程中的各级模式n数据库各级模式的形成过程数据库各级模式的形成过程(P205图图7.4)需求分析阶段需求分析阶段R综合各个用户的应用需求综

12、合各个用户的应用需求概念设计阶段概念设计阶段R形成独立于机器特点，独立于各个形成独立于机器特点，独立于各个DBMS产品的产品的概念模式概念模式(E-R图图)第19页，共133页，编辑于2022年，星期六20数据库设计的基本步骤（续）数据库设计的基本步骤（续）n逻辑设计阶段逻辑设计阶段首先将首先将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库系模型，形成数据库逻辑模式逻辑模式然后根据用户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建然后根据用户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图立必要的视图(View)，形成

13、数据的，形成数据的外模式外模式n物理设计阶段物理设计阶段根据根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库形成数据库内模式内模式第20页，共133页，编辑于2022年，星期六217.2需求分析需求分析n需求分析就是分析用户的需要与要求需求分析就是分析用户的需要与要求需求分析是设计数据库的需求分析是设计数据库的起点起点需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用到设计结果是否合理和实

14、用结果得到结果得到数据字典数据字典描述的描述的数据需求数据需求和和数据流图数据流图描描述的述的处理需求处理需求第21页，共133页，编辑于2022年，星期六227.2需求分析需求分析7.2.1需求分析的任务需求分析的任务7.2.2需求分析的方法需求分析的方法7.2.3数据字典数据字典第22页，共133页，编辑于2022年，星期六237.2.1需求分析的任务需求分析的任务n通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分门、企业等），充分了解原系统了解原系统（手工系统或计（手工系统或计算机系统）算机系统）工作概况，明确用户的各种需求。工作概况

15、，明确用户的各种需求。n在此基础上在此基础上确定新系统的功能确定新系统的功能。新系统必须充分。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。用需求来设计数据库。第23页，共133页，编辑于2022年，星期六24需求分析的任务（续）需求分析的任务（续）n需求分析的需求分析的重点重点是调查、收集与分析用户在数据是调查、收集与分析用户在数据管理中的管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性信息要求、处理要求、安全性与完整性要求要求。1.信息要求信息要求R用户需要从数据库中获得信息的内容与性质用户需要从数据库中获得信息的内容与性质

16、R由用户的信息要求可以导出数据要求，即在由用户的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据数据库中需要存储哪些数据第24页，共133页，编辑于2022年，星期六252.处理要求处理要求对处理功能的要求对处理功能的要求对处理的响应时间的要求对处理的响应时间的要求对处理方式的要求对处理方式的要求(批处理批处理/联机处理联机处理)3.安全性与完整性要求安全性与完整性要求需求分析的任务（续）需求分析的任务（续）第25页，共133页，编辑于2022年，星期六26n确定用户最终需求的确定用户最终需求的难点难点用户用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算机缺少计算机知识，开始时无法确定计算机究竟能

17、为自己做什么，不能做什么，因此无法究竟能为自己做什么，不能做什么，因此无法一下子准确地表达自己的需求，他们所提出的一下子准确地表达自己的需求，他们所提出的需求往往不断地变化。需求往往不断地变化。设计人员设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至误解用户的需求。的真正需求，甚至误解用户的需求。新新的硬件、软件的硬件、软件技术的出现技术的出现也会使用户需求发也会使用户需求发生变化。生变化。需求分析的任务（续）需求分析的任务（续）第26页，共133页，编辑于2022年，星期六27n解决方法解决方法设计人员必须采用有效的方法，与用户不断设计人员必须采用有效

18、的方法，与用户不断深深入入地进行地进行交流交流，才能逐步得以确定用户的实际，才能逐步得以确定用户的实际需求需求需求分析的任务（续）需求分析的任务（续）返回第27页，共133页，编辑于2022年，星期六287.2.2需求分析的方法需求分析的方法n调查清楚用户的实际需求并进行初步分析与用户调查清楚用户的实际需求并进行初步分析与用户达成共识达成共识n进一步分析与表达这些需求进一步分析与表达这些需求第28页，共133页，编辑于2022年，星期六29调查用户需求的具体步骤调查用户需求的具体步骤调查组织机构情况调查组织机构情况组织部门的组成情况组织部门的组成情况各部门的职责等各部门的职责等第29页，共13

19、3页，编辑于2022年，星期六30调查用户需求的具体步骤（续）调查用户需求的具体步骤（续）调查各部门的业务活动情况。调查重点之一。调查各部门的业务活动情况。调查重点之一。各个部门输入和使用什么数据各个部门输入和使用什么数据如何加工处理这些数据如何加工处理这些数据输出什么信息输出什么信息输出到什么部门输出到什么部门输出结果的格式是什么输出结果的格式是什么第30页，共133页，编辑于2022年，星期六31调查用户需求的具体步骤（续）调查用户需求的具体步骤（续）在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求。调查重点之二。统的各种要求。调查重点之二。

20、信息要求信息要求处理要求处理要求完全性与完整性要求完全性与完整性要求第31页，共133页，编辑于2022年，星期六32调查用户需求的具体步骤（续）调查用户需求的具体步骤（续）对前面调查的结果进行初步分析对前面调查的结果进行初步分析确定新系统的边界确定新系统的边界R确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算机完成机完成R确定哪些活动由人工完成确定哪些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由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能第32页，共133页，编辑于2022年，星期六33常用调查方法常用调查方法n常用调查方法常用调查方法跟班作业跟班作

21、业R通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况R能比较准确地理解用户的需求，但比较耗时能比较准确地理解用户的需求，但比较耗时开调查会开调查会R通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求请专人介绍请专人介绍第33页，共133页，编辑于2022年，星期六34常用调查方法（续）常用调查方法（续）询问询问R对某些调查中的问题，可以找专人询问对某些调查中的问题，可以找专人询问设计调查表请用户填写设计调查表请用户填写R如果调查表设计合理，则很有效，且易于为用如果调查表设计合理，则很有效，且易于为用户接受户接受查阅记录查阅记录R查阅

22、与原系统有关的数据记录查阅与原系统有关的数据记录第34页，共133页，编辑于2022年，星期六35进一步分析和表达用户需求进一步分析和表达用户需求n分析和表达用户的需求的常用方法分析和表达用户的需求的常用方法自顶向下的结构化分析方法（自顶向下的结构化分析方法（StructuredAnalysis，简称，简称SA方法）方法）nSA方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分解的方式分析系统，并用解的方式分析系统，并用数据流图数据流图和和数据字典数据字典描述描述系统。系统。第35页，共133页，编辑于2022年，星期六36进一步分析和表达用户需求（续）进一步

23、分析和表达用户需求（续）1首先把任何一个系统都抽象为：首先把任何一个系统都抽象为：例例数据流数据流数据流数据流数据数据存储存储信息要求信息要求数据数据来源来源处理处理数据数据输出输出处理要求处理要求第36页，共133页，编辑于2022年，星期六37进一步分析和表达用户需求（续）进一步分析和表达用户需求（续）2分解处理功能和数据分解处理功能和数据（1）分解处理功能）分解处理功能将处理功能的具体内容分解为若干子功能，再将每个子功将处理功能的具体内容分解为若干子功能，再将每个子功能继续分解，直到把系统的工作过程表达清楚为止。能继续分解，直到把系统的工作过程表达清楚为止。（2）分解数据）分解数据在处理

24、功能逐步分解的同时，其所用的数据也逐级分在处理功能逐步分解的同时，其所用的数据也逐级分解，形成若干层次的数据流图。解，形成若干层次的数据流图。数据流图表达了数据和处理过程的关系。数据流图表达了数据和处理过程的关系。第37页，共133页，编辑于2022年，星期六38进一步分析和表达用户需求（续）进一步分析和表达用户需求（续）（3）表达方法）表达方法处理过程：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：用数据字典来描述数据：用数据字典来描述3将分析结果再次提交给用户，征得用户的认可将分析结果再次提交给用户，征得用户的认可第38页，共133页，编辑于2022年，星期六39数据流图数据

25、流图n数据流图是描述数据在系统中流动和处理的工具，数据流图是描述数据在系统中流动和处理的工具，表达了数据与处理的关系。表达了数据与处理的关系。n数据流图数据流图(DataFlowDiagram)简称简称DFD，它是，它是一种一种描述描述“分解分解”的图示工具。它用直观的图形的图示工具。它用直观的图形清晰地描绘了系统的逻辑模型，图中只是描述数清晰地描绘了系统的逻辑模型，图中只是描述数据在系统中的流动和处理的情况，具有直观、形据在系统中的流动和处理的情况，具有直观、形象、容易理解的优点。象、容易理解的优点。第39页，共133页，编辑于2022年，星期六40数据流图数据流图(续续)数据源点或终点数据

26、源点或终点(用矩形表示用矩形表示)；数据存储数据存储(用双直线段或用双直线段或表示表示)；处理处理(用圆表示）；用圆表示）；数据流数据流(用箭头表示用箭头表示)。第40页，共133页，编辑于2022年，星期六41数据流图数据流图(续续)画数据流图（画数据流图（DFD）步骤：）步骤：1.首先画系统的输入输出，即先画首先画系统的输入输出，即先画顶层数据流图顶层数据流图。顶层图只包。顶层图只包含一个加工，用以表示被开发的系统。含一个加工，用以表示被开发的系统。2.画系统内部，即画画系统内部，即画下层数据流图下层数据流图。一般将层号从。一般将层号从0号开始编号开始编号，采用自顶向下，由外向内的原则。号

27、，采用自顶向下，由外向内的原则。画下层数据流图时，则分解上层图中的处理，一般沿着输出入画下层数据流图时，则分解上层图中的处理，一般沿着输出入流的方向，凡数据流的组成或值发生变化的地方则设置一个处流的方向，凡数据流的组成或值发生变化的地方则设置一个处理，一直进行到输出数据流。理，一直进行到输出数据流。如果处理的内部还有数据流，则继续分解，直到每个处理如果处理的内部还有数据流，则继续分解，直到每个处理足够简单，不能再分解为止。不能分解的处理称为基本处足够简单，不能再分解为止。不能分解的处理称为基本处理。理。第41页，共133页，编辑于2022年，星期六42数据流图数据流图(续续)数据流图（数据流图

28、（DFD）注意事项：）注意事项：1.两个处理之间可能有多个数据流两个处理之间可能有多个数据流2.编号：如果一张数据流图中的某个加工分解成编号：如果一张数据流图中的某个加工分解成另一张数据流图时，则上层图为父图，直接下另一张数据流图时，则上层图为父图，直接下层图为子图。子图及其所有的加工都应编号。层图为子图。子图及其所有的加工都应编号。3.数据流名称只能是名词或名词短语，数据流名称只能是名词或名词短语，处理命名处理命名一般为动宾结构一般为动宾结构4.同一数据流可流向不同的加工，不同的加工可同一数据流可流向不同的加工，不同的加工可以流出相同的数据流以流出相同的数据流5.流入流出简单存储的数据流不需

29、要命名流入流出简单存储的数据流不需要命名第42页，共133页，编辑于2022年，星期六43例例销售管理系统数据流图销售管理系统数据流图第43页，共133页，编辑于2022年，星期六44判定树与判定表判定树与判定表n例如，例如，“检查订购单检查订购单”的处理逻辑是：的处理逻辑是：“如果金额超过如果金额超过500元，又未过期，则发出批准单元，又未过期，则发出批准单和提货单；和提货单；如果金额超过如果金额超过500元，但过期了，则不发批准单；元，但过期了，则不发批准单；如果金额低于如果金额低于500元，则不论是否过期都发出批元，则不论是否过期都发出批准单和提货单，在过期的情况下还需发出通知单准单和提

30、货单，在过期的情况下还需发出通知单”。第44页，共133页，编辑于2022年，星期六45判定树与判定表判定树与判定表(续续)条件定义条件取值组合动作定义 在各种取值的组合下应执行的动作 第45页，共133页，编辑于2022年，星期六46判定树与判定表判定树与判定表(续续)n判定树本质上同判定表是一样的，当用户不易接受判定树本质上同判定表是一样的，当用户不易接受判定表这种描述方式时，我们可以用判定树的形式，判定表这种描述方式时，我们可以用判定树的形式，判定树是一种图形表示，更易被用户理解。判定树是一种图形表示，更易被用户理解。第46页，共133页，编辑于2022年，星期六477.2.3数据字典数

31、据字典一、数据字典的用途一、数据字典的用途二、数据字典的内容二、数据字典的内容第47页，共133页，编辑于2022年，星期六48一、数据字典的用途一、数据字典的用途n数据字典是各类数据字典是各类数据描述的集合数据描述的集合n数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果得的主要结果n数据字典在数据库设计中占有很重要的地位数据字典在数据库设计中占有很重要的地位返回第48页，共133页，编辑于2022年，星期六49二、数据字典的内容二、数据字典的内容n数据字典的内容数据字典的内容数据项数据项数据结构数据结构数据流数据流数据存储数据存储处理过程处理过

32、程n数据项是数据的最小组成单位数据项是数据的最小组成单位n若干个数据项可以组成一个数据结构若干个数据项可以组成一个数据结构n数据字典通过对数据字典通过对数据项数据项和和数据结构数据结构的定义来描述数据流、的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。数据存储的逻辑内容。第49页，共133页，编辑于2022年，星期六50数据项数据项n数据项是不可再分的数据单位数据项是不可再分的数据单位n对数据项的描述对数据项的描述数据项描述数据项描述数据项名，数据项含义说明，数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范围，别名，数据类型，长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系取值含义，与其他数据项

33、的逻辑关系取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据的完整性约束条件据的完整性约束条件第50页，共133页，编辑于2022年，星期六51数据项举例数据项举例例：学生学籍管理子系统的数据字典。例：学生学籍管理子系统的数据字典。数据项数据项以以“学号学号”为例：为例：数据项：学号数据项：学号含义说明：唯一标识每个学生含义说明：唯一标识每个学生别名：学生编号别名：学生编号类型：字符型类型：字符型长度：长度：8取值范围：取值范围：00000000至至99999999取值含义：前两位标别该学生所在年级，取值含义：前两位标别该学生所在年级，后六位按顺序编号后六位按顺

34、序编号与其他数据项的逻辑关系：与其他数据项的逻辑关系：第51页，共133页，编辑于2022年，星期六52数据结构数据结构n数据结构反映了数据之间的组合关系。数据结构反映了数据之间的组合关系。n一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或由若干个数据项和数由若干个数据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成。据结构混合组成。n对数据结构的描述对数据结构的描述数据结构描述数据结构名，含义说明，数据结构描述数据结构名，含义说明，组成组成:数据项或数据结构数据项或数据结构第52页，共133页，编辑于2022年，星期六53数据结构举例数

35、据结构举例数据结构数据结构以以“学生学生”为例为例“学生学生”是该系统中的一个核心数据结构：是该系统中的一个核心数据结构：数据结构：学生数据结构：学生含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结构，定义了一个学生的有关信息构，定义了一个学生的有关信息组成：学号，姓名，性别，年龄，所在组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级系，年级第53页，共133页，编辑于2022年，星期六54数据流数据流n数据流是数据结构在系统内传输的路径。数据流是数据结构在系统内传输的路径。n对数据流的描述对数据流的描述数据流描述数据流名，说明，数据流来源，数据流描述数据流名，说明，数据

36、流来源，数据流去向，组成数据流去向，组成:数据结构，数据结构，平均流量，高峰期流量平均流量，高峰期流量数据流来源是说明该数据流来自哪个过程数据流来源是说明该数据流来自哪个过程数据流去向是说明该数据流将到哪个过程去数据流去向是说明该数据流将到哪个过程去平均流量是指在单位时间（每天、每周、每月等）平均流量是指在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次数里的传输次数高峰期流量则是指在高峰时期的数据流量高峰期流量则是指在高峰时期的数据流量第54页，共133页，编辑于2022年，星期六55数据流举例数据流举例数据流数据流“体检结果体检结果”可如下描述：可如下描述：数据流：体检结果数据流：体检结果说明：学

37、生参加体格检查的最终结果说明：学生参加体格检查的最终结果数据流来源：体检数据流来源：体检数据流去向：批准数据流去向：批准组成：组成：平均流量：平均流量：10000次左右次左右高峰期流量：经常在学期开学初进行体检时高峰期流量：经常在学期开学初进行体检时第55页，共133页，编辑于2022年，星期六56数据存储数据存储n数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。向之一。n对数据存储的描述对数据存储的描述数据存储描述数据存储名，说明，编号，流入的数据流数据存储描述数据存储名，说明，编号，流入的数据流，流出的数据流，流出的数

38、据流，组成，组成:数据结构，数据量，存取方式数据结构，数据量，存取方式流入的数据流：指出数据来源流入的数据流：指出数据来源流出的数据流：指出数据去向流出的数据流：指出数据去向数据量：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存数据量：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存取几次等信息取几次等信息存取方法：批处理存取方法：批处理/联机处理；检索联机处理；检索/更新；顺序检索更新；顺序检索/随机检索随机检索第56页，共133页，编辑于2022年，星期六57数据存储举例数据存储举例数据存储数据存储“学生登记表学生登记表”可如下描述：可如下描述：数据存储：学生登记表数据存储：学生登记表说明：记录

39、学生的基本情况说明：记录学生的基本情况流入数据流：流入数据流：流出数据流：流出数据流：组成：组成：数据量：每年数据量：每年3000张张存取方式：随机存取存取方式：随机存取第57页，共133页，编辑于2022年，星期六58处理过程处理过程n处理过程的具体处理逻辑一般用处理过程的具体处理逻辑一般用判定表判定表或或判定树判定树来来描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息息n处理过程说明性信息的描述处理过程说明性信息的描述处理过程描述处理过程名，说明，处理过程描述处理过程名，说明，输入输入:数据流，输出数据流，输出:数据流，数据流，处理处理:简要说明简

40、要说明第58页，共133页，编辑于2022年，星期六59处理过程（续）处理过程（续）n简要说明：主要说明该处理过程的简要说明：主要说明该处理过程的功能功能及及处理要求处理要求功能：该处理过程用来做什么功能：该处理过程用来做什么处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多少数据量）；响应时间要求等事务，多少数据量）；响应时间要求等处理要求是后面物理设计的输入及性能评价的标准处理要求是后面物理设计的输入及性能评价的标准第59页，共133页，编辑于2022年，星期六60处理过程举例处理过程举例处理过程处理过程“分配宿舍分配宿舍”可如下描述：可如下描

41、述：处理过程：分配宿舍处理过程：分配宿舍说明：为所有新生分配学生宿舍说明：为所有新生分配学生宿舍输入：学生，宿舍，输入：学生，宿舍，输出：宿舍安排输出：宿舍安排处理：在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。要求处理：在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。要求同一间宿舍只能安排同一性别的学生，同一个学生只能安排同一间宿舍只能安排同一性别的学生，同一个学生只能安排在一个宿舍中。每个学生的居住面积不小于在一个宿舍中。每个学生的居住面积不小于3平方米。安排平方米。安排新生宿舍其处理时间应不超过新生宿舍其处理时间应不超过15分钟。分钟。第60页，共133页，编辑于2022年，星期六61四、需求分析小结四、

42、需求分析小结n需求分析过程图需求分析过程图第61页，共133页，编辑于2022年，星期六62需求分析小结需求分析小结(续续)n分析用户活动涉及的数据，产生数据流图分析用户活动涉及的数据，产生数据流图深入分析用户的业务处理，以数据流图的形式表示出深入分析用户的业务处理，以数据流图的形式表示出数据的流向和对数据所进行的加工。数据的流向和对数据所进行的加工。n分析系统数据，产生数据字典分析系统数据，产生数据字典数据字典是对数据描述的集中管理，它的功能是存储数据字典是对数据描述的集中管理，它的功能是存储和检索各种和检索各种数据描述（称为元数据数据描述（称为元数据Metadata）。对数据。对数据库设计

43、来说，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析库设计来说，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。所获得的主要成果。第62页，共133页，编辑于2022年，星期六63数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to Database System第七章第七章 数据库设计数据库设计(续续)第63页，共133页，编辑于2022年，星期六647.3概念结构设计概念结构设计7.3.1概念结构设计概念结构设计7.3.2概念结构设计的方法与步骤概念结构设计的方法与步骤7.3.3数据抽象与局部视图设计数据抽象与局部视图设计7.3.4视图的集成视图的集成本节小结本节小结第64页，

44、共133页，编辑于2022年，星期六657.3.1概念结构概念结构n什么是概念结构设计什么是概念结构设计需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求具体需求将需求分析得到的用户需求，将需求分析得到的用户需求，抽象为信息结构抽象为信息结构即即概念模型的过程就是概念结构设计概念模型的过程就是概念结构设计概念结构是概念结构是各种数据模型的共同基础各种数据模型的共同基础，它比数据，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定更加稳定概念结构设计是整个数据库设计的概念结构设计是整个数据库设计的关键关键返回第65页，共133页

45、，编辑于2022年，星期六66概念结构概念结构DBMS支持的数据模型支持的数据模型概念模型概念模型认识抽象信息世界信息世界机器世界机器世界现实世界中客观对象的抽象过程现实世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界现实世界现实世界 概念模型概念模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成概念模型概念模型 逻辑模型逻辑模型数据库设计人员完成数据库设计人员完成需求分析概念结构设计逻辑模型逻辑模型 物理模型物理模型由由DBMS完成完成第66页，共133页，编辑于2022年，星期六67概念结构（续）概念结构（续）n概念结构设计的特点概念结构设计的特点（1）能真实、充分地反映现实世界能真实、充分地反映现实世界，

46、包括事物和事物之间的联系，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。（2）易于理解易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。（3）易于更改易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。修改和扩充。（4）易于易于向关系、网状、层次等各种数据模型向关系、网状、层次等各种数据模型转换转换。第67页，共133页，编辑

47、于2022年，星期六687.3.2概念结构设计的方法与步骤概念结构设计的方法与步骤n设计概念结构的四类方法设计概念结构的四类方法自顶向下自顶向下R首先定义全局概念首先定义全局概念结构的框架，然后逐结构的框架，然后逐步细化步细化第68页，共133页，编辑于2022年，星期六697.3.2概念结构设计的方法与步骤概念结构设计的方法与步骤n设计概念结构的四类方法设计概念结构的四类方法自底向上自底向上R首先定义各局部应首先定义各局部应用的概念结构，然用的概念结构，然后将它们集成起来，后将它们集成起来，得到全局概念结构得到全局概念结构第69页，共133页，编辑于2022年，星期六70概念结构设计的方法与

48、步骤（续）概念结构设计的方法与步骤（续）n逐步扩张逐步扩张首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构概念结构第70页，共133页，编辑于2022年，星期六71概念结构设计的方法与步骤（续）概念结构设计的方法与步骤（续）n混合策略混合策略将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构自底向上策略中设

49、计的各局部概念结构。第71页，共133页，编辑于2022年，星期六72概念结构设计的方法与步骤（续）概念结构设计的方法与步骤（续）n常用策略（常用策略（P211图图7.8）自顶向下地进行需求分析自顶向下地进行需求分析自底向上地设计概念结构自底向上地设计概念结构n自底向上设计概念结构的步骤自底向上设计概念结构的步骤（P211图图7.9）第第1步：抽象数据并设计局部视图步：抽象数据并设计局部视图第第2步：集成局部视图，得到全局概念结构步：集成局部视图，得到全局概念结构返回第72页，共133页，编辑于2022年，星期六737.3.3数据抽象与局部视图设计数据抽象与局部视图设计n数据抽象数据抽象n局部

50、视图设计局部视图设计第73页，共133页，编辑于2022年，星期六74数据抽象数据抽象n概念结构是对现实世界的一种抽象概念结构是对现实世界的一种抽象从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节同特性，忽略非本质的细节把这些特性用各种概念精确地加以描述把这些特性用各种概念精确地加以描述这些概念组成了某种模型这些概念组成了某种模型第74页，共133页，编辑于2022年，星期六75数据抽象（续）数据抽象（续）n三种常用抽象三种常用抽象1.分类（分类（Classification）定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型定义某一类概念作为现