使用UML的数据库分析与设计.ppt

第八章 使用UML的数据库分析与设计 本章的教学目的 长期以来按照传统的系统设计方法,应用程序设计与数据库设计是分别进行的,设计完成后还需要对这两项设计进行协调,因此比较麻烦。如果采用UML进行系统分析和设计，则可以把系统的应用程序设计和数据库设计统一起来，有效地提高数据库设计的效率和质量，降低开发风险，提高软件部件的可重用性，降低开发成本。所以，希望同学们通过本章的学习能掌握使用 UML进行数据库分析与设计的方法。 本章的教学内容 UML关系数据库设计的概念、术语和规范 使用UML进行数据库分析与设计的方法与过程 8.1 数据库设计的一般方法与过程 1.传统的关系数据库设计方法与过程 传统的关系数据库设计的过程分为4个阶段: 需求分析; 概念结构设计; 逻辑结构设计; 物理结构设计。 （1）需求分析阶段的主要任务是通过对现有的系统进行调查分析，以确定要建立的新数据库应用系统的信息需求和处理要求，并编制出数据库需求分析说明书，对数据的存储要求和处理要求进行描述，作为后续各设计阶段的依据。 （2）概念结构设计需要借助某种工具或方法，如当前应用最广泛的有实体联系方法(Entity-Relationship,ER方法)，它使用ER图定义系统的信息组织模式，即概念结构。 (3)逻辑结构设计的任务是按照一定的规则，将概念结构转换为某种数据库管理系统所能接受的数据模型。 (4)物理结构设计 将前一阶段设计的关系模式转化为具体数据库环境下的数据表结构，以实现对数据库的有效管理。这需要依赖于给定的计算机系统来确定。对于关系数据库系统来说，数据库的物理结构主要由DBMS确定。 2.基于UML的数据库设计 使用UML做数据库设计,可以把数据库设计与系统的应用程序设计结合在一起进行,而且UML具有更强的建模表现能力。 基于UML的关系数据库设计与传统的关系数据库设计的过程类似，一般分为4个阶段： 业务Use Case模型设计：就是进行数据库的需求分析，使用用例图等建立业务模型。 逻辑数据模型设计：主要是确定应用系统所需要的持久数据。使用类图等建立数据库逻辑模型。如果是关系数据库设计，则需要设计出表达持久数据的实体类及其联系，并把它们映射成为关系数据库表（Table)、视图(View)等。 物理数据模型设计：使用组件图、配置图等，设计数据库的物理模型。 物理实现设计：根据物理数据模型建立具体数据库环境下的数据库，定义构成数据库的基本表、视图等。 8.2 UML用于数据库设计的规范 8.2.1 表是关系数据库的基本建模结构。表又称为二维表或关系，它是具有相同结构的行(Row)的集合，行又称为元组。表中的每一列又称为关系的属性。 在UML中表用类的图标来表示，带有构造型图标“ ”或Table,类名即表名，类的属性描述表的列特性，包括列名、数据类型，以及有关的约束。在类的行为部分，根据需要可以给出对表的一些操作的描述，也可以缺省。 8.2.2 关键字与索引 (1)候选关键字（candidate key）：是一个或多个属性的组合，它唯一地确定某个表里的记录。一个候选关键字里的属性集必须是最小化的；除非破坏唯一性，否则属性不能从候选关键字删除。候选关键字里的属性不能为空。 (2)主关键字（primary key）：是一个特别选定的候选关键字，用来唯一地确定表里的记录。 (3)外来关键字（foreign key）：是一个属性或属性组，它在本表中不是关键字,不能唯一地标识表中的行,但它在另一个表中是主关键字,能够唯一地标识那个表中的行。外来关键字体现了两个表的联系,实现表之间的参照完整性。 例如： 学生S (学号, 姓名, 性别, 年龄, 身份证号), 课程C (课号, 课名), 选课SC (学号, 课号, 成绩) 8.2.3 约束 约束是一种施加于数据库结构的规则,用于保证数据库的正确性或完整性。 （1）主关键字约束—加在表的图标中的一个属性名前面，表示该属性为主关键字，也可以加在一个操作名前表示该操作的类型。主关键字约束使用构造型PK表示，也可用一个小图标“PK”代替。 （2）外来关键字约束—加在表中的一个属性名前面，表示该属性为外来关键字,也可以加在一个操作名前表示该操作的类型。外来关键字约束使用构造型FK表示，也可用一个小图标“FK”代替。 （3）值检验约束—可以检验表中列值是否符合某个规则，比如把列值与一个固定的值范围进行比较或与数据库中的其他列的数据进行比较。值检验约束使用构造型Check表示,它可以加在一个操作名前面，以表示该操作是一个值检验约束。 (4)值唯一性约束—保证所定义列的所有值是互不相同的。值唯一性