数据库原理与应用第5章 数据库设计课件.ppt

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1、第5章　数据库设计5.1数据库设计概述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6个阶段（如图5.1所示）：需要分析阶段概念结构设计阶段逻辑结构设计阶段物理结构设计阶段数据库实施阶段数据库运行和维护阶段5.2需求分析5.2.1需求分析的步骤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。其基本方法是收集和分析用户要求，从分析各个用户需求中提炼出反映用户活动的数据流图，通过确定系统边界归纳出系统数据，这是数据库设计的关键。收集和分析用户要求一般可按以下4步

2、进行。1.分析用户活动分析从要求的处理着手，搞清处理流程。如果一个处理比较复杂，就把处理分解成若干子处理，使每个处理功能明确，界面清楚。分析之后画出用户活动图。2.确定系统范围不是所有的业务活动内容都适合计算机处理，有些工作即使在计算机环境下仍需人工完成。因此画出用户活动图后，还要确定属于系统的处理范围，可以在图上标明系统边界。3.分析用户活动所涉及的数据按照用户活动图所包含的每一种应用，弄清所涉及数据的性质、流向和所需的处理，并用“数据流图”表示出来。数据流图是一种从“数据”和“对数据的加工”两方面表达系统工作过程的

3、图形表示法。数据流图中有4种基本成分：（1）数据流数据流是数据在系统内传播的路径，因此由一组成分固定的数据项组成。如学生由学号、姓名、性别、出生日期、班号等数据项组成。（2）加工（又称为数据处理）加工指对数据流进行某些操作或变换。每个加工也要有名称，通常是动词短语，简明地描述完成什么加工。在分层的数据流图中，加工还应编号。（3）数据文件（又称数据存储）数据文件指系统保存的数据，它一般是数据库文件。流向数据文件的数据流可理解为写入文件或查询文件，从数据文件流出的数据可理解为从文件读数据或得到查询结果。（4）数据的源点或终

4、点本系统外部环境中的实体（包括人员、组织或其他软件系统）统称外部实体。它们是为了帮助理解系统接口界面而引入的，一般只出现在数据流图的顶层图中。4.分析系统数据所谓分析系统数据就是对数据流图中的每个数据流名、文件名、加工名都要给出具体定义，都需要用一个条目进行描述。描述后的产物就是“数据词典”。DBMS有自己的数据词典，其中保存了逻辑设计阶段定义的模式、子模式的有关信息；保存了物理设计阶段定义的存储模式、文件存储位置、有关索引及存取方法的信息；还保存了用户名、文件存取权限、完整性约束、安全性要求的信息，所以DBMS数据词

5、典是一个关于数据库信息的特殊数据库。5.2.2需求分析的方法在众多的需求分析方法中，结构化分析（StructuredAnalysis，简称SA）方法是一种简单实用的方法。SA方法是面向数据流进行需求分析的方法。它采用自顶向下逐层分解的分析策略，画出应用系统的数据流图。画数据流图的一般步骤如下：（1）首先画系统的输入输出，即先画顶层数据流图。顶层流图只包含一个加工，用以表示被设计的应用系统。然后考虑该系统有哪些输入数据，这些输入数据从哪里来；有哪些输出数据，输出到哪里去。这样就定义了系统的输入、输出数据流。顶层图的作用在

6、于表明被设计的应用系统的范围以及它和周围环境的数据交换关系。顶层图只有一张。如下图所示是一个图书借还系统的顶层图。（2）画系统内部，即画下层数据流图。一般将层号从0开始编号，采用自顶向下，由外向内的原则。画0层数据流图时，一般根据当前系统工作分组情况，并按新系统应有的外部功能，分解顶层流图的系统为若干子系统，决定每个子系统间的数据接口和活动关系。例如：一般地，画更下层数据流图时，则分解上层图中的加工，一般沿着输入流的方向，凡数据流的组成或值发生变化的地方则设置一个加工，这样一直进行到输出数据流（也可从输出流到输入流方向

7、画）。如果加工的内部还有数据流，则对此加工在下层图中继续分解，直到每一个加工足够简单，不能再分解为止，不再分解的加工称为基本加工。例如，下图是对0层中的加工进一步分解，得到了基本加工。5.3概念结构设计概念结构设计阶段的目标是产生整体数据库概念结构，即概念模式。概念模式是整个组织各个用户关心的信息结构。描述概念结构的有力工具是E-R模型。设计概念结构的E-R模型可采用4种策略。自顶向下。首先定义全局概念结构E-R模型的框架，然后逐步细化。自底向上。首先定义各局部应用的概念结构E-R模型，然后将它们集成，得到全局概念结构

8、E-R模型。由里向外。首先定义最重要的核心概念E-R模型，然后向外扩充，生成其他概念结构E-R模型。混合策略。自顶向下和自底向上相结合的方法，用自顶向下的策略设计一个全局结构概念架，以它为骨架集成自底向上策略中设计的各局部概念结构E-R图。这里主要介绍自底向上设计策略，即先建立各局部应用的概念结构E-R模型，然后再集成为全局概念结