数据库系统概论第四版chp71学习教案.pptx

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1、会计学1数据库系统概论数据库系统概论(giln)第四版第四版chp71第一页，共52页。第七章第七章 数据库设计数据库设计(shj)7.1 数据库设计数据库设计(shj)概述概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念结构设计概念结构设计(shj)7.4 逻辑结构设计逻辑结构设计(shj)7.5 数据库的物理设计数据库的物理设计(shj)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1页/共52页第二页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)概述概述n n 数据库设计n n数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造（设计）优化的数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立数据库及其应用系统，

2、使之能够有效地存储和管理数据，满足各种用户的应用需求，包括(boku)信息管理要求和数据操作要求。n n目标：为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效率的运行环境第2页/共52页第三页，共52页。7.1 数据库设计数据库设计(shj)概述概述数据库设计的特点数据库设计的特点 数据库设计方法数据库设计方法(fngf)数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤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第3页/共52页第四页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的特点的特点n n数据库建设的基本规律n n三分技术，七分管理，十二分基础数据 n n管理 n n数据库建设项目管理 n

3、n企业（即应用部门）的业务管理 n n基础数据 n n收集、入库 n n更新新的数据n n结构(jigu)（数据）设计和行为（处理）设计相结合 n n将数据库结构(jigu)设计和数据处理设计密切结合第4页/共52页第五页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的特点（续）的特点（续）现实世界现实世界概念模型设计概念模型设计子模式设计子模式设计物理数据库设计物理数据库设计逻辑数据库设计逻辑数据库设计建立数据库建立数据库数据分析数据分析功能分析功能分析功能模型功能模型功能说明功能说明事务设计事务设计程序说明程序说明应用程序设计应用程序设计程序编码调试程序编码调试结构和行为分离(fnl)的设计

4、第5页/共52页第六页，共52页。7.1 数据库设计数据库设计(shj)概述概述数据库设计的特点数据库设计的特点数据库设计方法数据库设计方法数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤数据库设计过程中的各级数据库设计过程中的各级(j)模式模式第6页/共52页第七页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)方法方法n n 手工与经验相结合方法(fngf)n n设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系n n数据库运行一段时间后常常不同程度地发现各种问题，增加了维护代价n n规范设计法n n基本思想：过程迭代和逐步求精第7页/共52页第八页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)方法（续）方法（续）新

5、奥尔良（新奥尔良（New OrleansNew Orleans）方法）方法将数据库设计分为若干将数据库设计分为若干(rugn)(rugn)阶段和步骤阶段和步骤 基于基于E-RE-R模型的数据库设计方法模型的数据库设计方法概念设计阶段广泛采用概念设计阶段广泛采用3NF3NF（第三范式）的设计方法（第三范式）的设计方法逻辑阶段可采用的有效方法逻辑阶段可采用的有效方法 ODLODL（Object Definition LanguageObject Definition Language）方法）方法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8页/共52页第九页，共52页。数据库设计数据库设计(

6、shj)方法（续）方法（续）n n计算机辅助设计(shj)n nORACLE Designer 2000n nSYBASE PowerDesigner第9页/共52页第十页，共52页。7.1 数据库设计数据库设计(shj)概述概述数据库设计的特点数据库设计的特点数据库设计方法数据库设计方法(fngf)数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤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第10页/共52页第十一页，共52页。数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤数据库设计分数据库设计分6 6个阶段个阶段需求分析需求分析概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计物理结构设计

7、物理结构设计数据库实施数据库实施数据库运行和维护数据库运行和维护 需求分析和概念设计独立于任何需求分析和概念设计独立于任何(rnh)(rnh)数据库管理系统数据库管理系统 逻辑设计和物理设计与选用的逻辑设计和物理设计与选用的DBMSDBMS密切相关密切相关第11页/共52页第十二页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤（续）（续）一、数据库设计的准备工作：选定参加设计的人1.系统分析人员、数据库设计人员 自始至终参与数据库设计2.用户和数据库管理员 主要参加需求分析和数据库的运行维护3.应用开发人员（程序员和操作员）在系统实施阶段参与进来(jn li)，负责编制程序和准

8、备软硬件环境 第12页/共52页第十三页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤（续）（续）二、数据库设计的过程(六个阶段)需求分析阶段准确了解与分析用户(yngh)需求（包括数据与处理）最困难、最耗费时间的一步第13页/共52页第十四页，共52页。数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤（续）（续）概念结构设计阶段概念结构设计阶段整个数据库设计的关键整个数据库设计的关键(gunjin)(gunjin)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DBMSDBMS的概念模型的概念模型第14页/共52页

9、第十五页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤（续）（续）逻辑结构设计阶段将概念结构转换为某个(mu)DBMS所支持的数据模型对其进行优化第15页/共52页第十六页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤（续）（续）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结构（包括(boku)存储结构和存取方法）第16页/共52页第十七页，共52页。数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤（续）（续）数据库实施阶段数据库实施阶段运用运用(ynyng)DBMS(ynyng)DBMS提供的数据库语言（如提供的数据库语言（如SQLSQL）及

10、宿主语言，根据逻辑设计和物理）及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果设计的结果建立数据库建立数据库编制与调试应用程序编制与调试应用程序组织数据入库组织数据入库进行试运行进行试运行第17页/共52页第十八页，共52页。数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤（续）（续）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(tur)正式运行在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改第18页/共52页第十九页，共52页。数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤（续）（续）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（设计一个完善的数据库应用系统往往是

11、上述六个阶段的不断反复（P202P202图图7.27.2）把数据库设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来把数据库设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来将这两个方面的需求分析、抽象、设计、实现在各个阶段同时进行将这两个方面的需求分析、抽象、设计、实现在各个阶段同时进行(jnxng)(jnxng)，相互参照，相，相互参照，相互补充，以完善两方面的设计互补充，以完善两方面的设计第19页/共52页第二十页，共52页。数据库设计(shj)各个阶段的设计(shj)描述第20页/共52页第二十一页，共52页。7.1 数据库设计数据库设计(shj)概述概述数据库设计的特点数据库设计的特点数据库设计方法

12、数据库设计方法数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤数据库设计过程中的各级数据库设计过程中的各级(j)模式模式第21页/共52页第二十二页，共52页。数据库设计过程中的各级数据库设计过程中的各级数据库设计过程中的各级数据库设计过程中的各级(j)j)模式模式模式模式数据库设计不同阶段形成的数据库各级数据库设计不同阶段形成的数据库各级(j)j)模式模式数据库的各级(j)模式 第22页/共52页第二十三页，共52页。第七章第七章 数据库设计数据库设计(shj)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 概念概念(ginin)结构设计结构设计7.4 逻辑结构设计逻辑结构设计7

13、.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23页/共52页第二十四页，共52页。7.2 需求需求(xqi)分析分析需求分析需求分析(fnx)的任务的任务需求分析需求分析(fnx)的方法的方法数据字典数据字典第24页/共52页第二十五页，共52页。需求需求(xqi)分析的任务分析的任务vv需求分析的任务需求分析的任务vv需求分析的重点需求分析的重点(zhngdi(zhngdi n)n)vv需求分析的难点需求分析的难点第25页/共52页第二十六页，共52页。需求分析需求分析(fnx)的任务的任务详细调查现实世界详细调查现实世界(shji)(sh

14、ji)要处理的对象（组织、部门、企业等）要处理的对象（组织、部门、企业等）充分了解原系统（手工系统或计算机系统）充分了解原系统（手工系统或计算机系统）明确用户的各种需求明确用户的各种需求确定新系统的功能确定新系统的功能充分考虑今后可能的扩充和改变充分考虑今后可能的扩充和改变第26页/共52页第二十七页，共52页。需求需求(xqi)分析的重点分析的重点n n调查的重点是“数据(shj)”和“处理”，获得用户对数据(shj)库要求n n 信息要求n n处理要求n n安全性与完整性要求第27页/共52页第二十八页，共52页。需求需求(xqi)分析的难点分析的难点n n确定(qudng)用户最终需求n

15、 n用户缺少计算机知识n n设计人员缺少用户的专业知识n n解决方法n n设计人员必须不断深入地与用户进行交流第28页/共52页第二十九页，共52页。7.2 需求需求(xqi)分析分析需求分析需求分析(fnx)的任务的任务需求分析需求分析(fnx)的方法的方法数据字典数据字典第29页/共52页第三十页，共52页。需求需求(xqi)分析的方法分析的方法n n调查需求(xqi)n n达成共识n n分析表达需求(xqi)第30页/共52页第三十一页，共52页。调查调查(dio ch)用户需求的具体步骤用户需求的具体步骤 调查组织机构情况 调查各部门的业务活动情况。在熟悉业务活动的基础(jch)上，协

16、助用户明确对新系统的各种要求。确定新系统的边界第31页/共52页第三十二页，共52页。常用调查常用调查(dio ch)方法方法(1)跟班作业(2)开调查会(3)请专人介绍(4)询问(5)设计调查表请用户(yngh)填写(6)查阅记录第32页/共52页第三十三页，共52页。进一步分析和表达进一步分析和表达进一步分析和表达进一步分析和表达(bi(bi od)od)用户需求用户需求用户需求用户需求n n结构化分析方法（Structured Analysis，简称SA方法）n n从最上层的系统组织机构入手n n 自顶向下、逐层分解(fnji)分析系统第33页/共52页第三十四页，共52页。进一步分析和

17、表达用户进一步分析和表达用户进一步分析和表达用户进一步分析和表达用户(yngh)(yngh)需求（续）需求（续）需求（续）需求（续）1首先把任何一个(y)系统都抽象为：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34页/共52页第三十五页，共52页。进一步分析和表达进一步分析和表达进一步分析和表达进一步分析和表达(bi(bi od)od)用户需求（续）用户需求（续）用户需求（续）用户需求（续）2分解处理功能和数据 (1)分解处理功能将处理功能的具体内容分解为若干子功能 (2)分解数据处理功能逐步分解同时，逐级分解所用(su

18、yn)数据，形成若干层次的数据流图 (3)表达方法 处理逻辑：用判定表或判定树来描述 数据：用数据字典来描述3将分析结果再次提交给用户，征得用户的认可第35页/共52页第三十六页，共52页。需求分析需求分析(fnx)过程过程需求(xqi)分析过程 第36页/共52页第三十七页，共52页。7.2 需求需求(xqi)分析分析需求需求(xqi)分析的任务分析的任务需求需求(xqi)分析的方法分析的方法数据字典数据字典第37页/共52页第三十八页，共52页。数据数据(shj)字典字典 数据字典的用途数据字典的用途进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果

19、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(sh j ji(sh j ji u)u)数据流数据流数据存储数据存储处理过程处理过程第38页/共52页第三十九页，共52页。数据项数据项n n 数据项是不可再分(zi fn)的数据单位n n 对数据项的描述n n 数据项描述 数据项名，数据项含义说明，别名，n n 数据类型，长度，取值范围，取值含义，n n与其他数据项的逻辑关系，数据项之间的 联系 第39页/共52页第四十页，共52页。数据结构数据结构(sh j ji u)n 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(gun x)(gun x)。n n 一个数

20、据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数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据结构混合组成。据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成。n n 对数据结构的描述对数据结构的描述n n 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，n n 组成组成:数据项或数据结构数据项或数据结构第40页/共52页第四十一页，共52页。数据流数据流n n 数据流是数据结构(sh j ji u)在系统内传输的路径。n n 对数据流的描述n n n n数据流描述 数据流名，说明，数据流来源，n n 数据流去向，组成:数据结构(sh j

21、ji u)，n n 平均流量，高峰期流量第41页/共52页第四十二页，共52页。数据数据(shj)存储存储n 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向之一。n n对数据存储的描述n n 数据存储描述数据存储名，说明，编号(bin ho)，n n输入的数据流，输出的数据流，n n组成:数据结构，数据量，存取频度，存取方式第42页/共52页第四十三页，共52页。处理过程处理过程n n具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述n n处理过程说明性信息的描述n n处理过程描述处理过程名，说明，输入(shr):数据流，n n 输出:数据流，处理:简要说明第43页/共52页第四十四页，共5

22、2页。数据数据(shj)字典举例字典举例例：学生学籍管理子系统的数据例：学生学籍管理子系统的数据(shj)(shj)字典。字典。数据数据(shj)(shj)项，以项，以“学号学号”为例：为例：数据数据(shj)(shj)项：学号项：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 8 取值范围：取值范围：0000000000000000至至9999999999999999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序编号与其他数据与其他数据(shj)(shj)项

23、的逻辑关系：项的逻辑关系：第44页/共52页第四十五页，共52页。处理过程（续）处理过程（续）数据结构，以数据结构，以“学生学生”为例为例“学生学生”是该系统中的一个是该系统中的一个(y(y )核心数据结构：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构，含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结构，定义了一个定义了一个(y(y )学生的有关信息学生的有关信息 组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级第45页/共52页第四十六页，共52页。处理过程（续）处理过程（续）数据流，数据流，“体检结果体检结果”可如下描述：可

24、如下描述：数据流：体检结果数据流：体检结果 说明：学生参加体格检查的最终说明：学生参加体格检查的最终(zu zhn(zu zhn)结果结果 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：高峰期流量：高峰期流量：第46页/共52页第四十七页，共52页。处理过程（续）处理过程（续）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：记录学生的基本说明：记录学生的基本(jbn)(jbn)情况情况流入数据流：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300

25、03000张张 存取方式：随机存取存取方式：随机存取 第47页/共52页第四十八页，共52页。处理过程（续）处理过程（续）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。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，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在一个宿舍中。同一个学生只能安排在一个宿舍中。每个学生的居住面积每个学生的居住面积(

26、j zh min j)(j zh min j)不小于不小于3 3平方米。平方米。安排新生宿舍其处理时间应不超过安排新生宿舍其处理时间应不超过1515分钟。分钟。第48页/共52页第四十九页，共52页。数据数据(shj)字典字典n n数据字典是关于数据库中数据的描述，是元数据，而不是数据数据字典是关于数据库中数据的描述，是元数据，而不是数据本身本身n n数据字典在需求分析阶段建立数据字典在需求分析阶段建立(jinl)(jinl)，在数据库设计过程中，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善不断修改、充实、完善 第49页/共52页第五十页，共52页。需求需求(xqi)分析小结分析小结n n设计人员应充分考虑到可能的扩充和改变，使设计易于更改，设计人员应充分考虑到可能的扩充和改变，使设计易于更改，系统系统(xt(xt ng)ng)易于扩充易于扩充 n n必须强调用户的参与必须强调用户的参与第50页/共52页第五十一页，共52页。下课下课(xi k)了。了。休息(xi xi)一会儿。第51页/共52页第五十二页，共52页。