第章数据库设计方法.ppt

问题提出 第4章 数据库设计方法 知识要求： 数据库系统的设计过程 关系完整性 关系术语 E-R绘制及转换关系模式 4.1 数据库系统的设计过程 新奥尔良（New Orleans）方法，它将数据库设计分为四个阶段：需求分析（分析用户需求)、概念设计（信息分析和定义）、逻辑设计（设计实现）和物理设计（物理数据库设计）。其后， S.B.Yao等将数据库设计分为5个步骤。I.R.Palmer主张将数据库设计当成一步步的过程并采用一些辅助手段实现每一过程。 目前是按照6个步骤进行。 4.1 数据库系统的设计过程 需求分析阶段 概念结构设计阶段 逻辑结构设计阶段 物理结构设计阶段 数据库设计的实施阶段，即应用程序编 码、调试、试运行阶段（应用程序设计） 数据库系统的运行与维护阶段 1．系统需求分析阶段 需求分析是整个数据库设计过程的基础，要收集数据库所有用户的信息内容和处理要求，并加以规格化和分析。这是最费时、最复杂的一步，但也是最重要的一步，相当于待构建的数据库大厦的地基，它决定了以后各步设计的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库设计返工重做。在分析用户需求时，要确保用户目标的一致性。 2．概念结构设计阶段 概念设计是把用户的信息要求统一到一个整体逻辑结构中，此结构能够表达用户的要求，是一个独立于任何DBMS软件和硬件的概念模型。（用实体联系模型E-R表示） 3．逻辑结构设计阶段 逻辑设计是将上一步所得到的概念模型转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。（得到关系模式） 4．物理设计阶段 物理设计是为逻辑数据模型建立一个完整的能实现的数据库结构，包括存储结构和存取方法。 上述分析和设计阶段是很重要的，如果做出不恰当的分析或设计，则会导致一个不恰当或反应迟钝的应用系统。 5．数据库实施阶段(应用程序设计) 根据物理设计的结果把原始数据装入数据库，建立一个具体的数据库并编写和调试相应的应用程序。应用程序的开发目标是开发一个可依赖的有效的数据库存取程序，来满足用户的处理要求。 6．数据库运行与维护阶段 这一阶段主要是收集和记录实际系统运行的数据，数据库运行的记录用来提高用户要求的有效信息，用来评价数据库系统的性能，进一步调整和修改数据库。在运行中，必须保持数据库的完整性，并能有效地处理数据库故障和进行数据库恢复。在运行和维护阶段，可能要对数据库结构进行修改或扩充。 4.1.1 学生管理系统的设计 4.1.2 转化为关系模式（逻辑结构模型设计） 1、院系关系（院系编号，名称，负责人） 2、教职工关系（教职工号，教师姓名，性别，生日，岗位类别，学历，职称，所属院系，所学专业，联系电话，家庭地址） 等等 4.1.3 物理结构模型设计 4.2 数据库的概念设计 案例 概念设计的目标是将需求分析得到的用户需求抽象为数据库的概念结构，即概念模式。描述概念模式的是E-R图。 4.2.1概念设计的的一般步骤 1 初始化工程 这个阶段的任务是从目的描述和范围描述开始，确定建模目标，开发建模计划，组织建模队伍，收集源材料，制定约束和规范。其中收集源材料是这阶段的重点。通过调查和观察结果，由业务流程、原有系统的输入输出、各种报表、收集的原始数据形成了基本数据资料表。 2 定义实体 实体集合的成员都有一个共同的特征和属性集，可以从收集的源材料—基本数据资料表中直接或间接标识出大部分实体。根据源材料名字表中表示物的术语以及具有“代码”结尾的术语，如客户代码、代理商代码、产品代码等将其名词部分代表的实体标识出来，从而初步找出潜在的实体，形成初步实体表。 3 定义联系 根据实际的业务需求、规则和实际情况确定出连接关系、关系名和说明，确定关系类型，是标识关系、非标识关系（强制的或可选的）还是非确定关系、分类关系。如果子实体的每个实例都需要通过和父实体的关系来标识，则为标识关系，否则为非标识关系。非标识关系中，如果每个子实体的实例都与而且只与一个父实体关联，则为强制的，否则为非强制的。如果父实体与子实体代表的是同一现实对象，那么它们为分类关系。 4 定义码 为实体标识候选码属性，以便唯一识别每个实体，再从候选码中确定主码。为了确定主码和关系的有效性，通过非空规则和非多值规则来保证，即一个实体的一个属性不能是空值，也不能在同一个时刻有一个以上的值。 5 定义属性 从源数据表中抽取说明性的名词开发出属性表，确定属性的所有者。定义非主码属性，检查属性的非空及非多值规则。此外，还要检查完全依赖函数规则和非传递依赖规则，保证一个非主码属性必须依赖于整个主码主码且仅仅是依赖于主码。以此得到了至