第2章_数据库应用系统设计概述.ppt

第二章;2.1 数据库应用系统的开发; 结构化生命周期法的基本思想是把系统开发看作是工程项目，需要经过系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护5个阶段。; 结构化生命周期法的开发步骤;二、系统分析阶段;三、系统设计阶段 如果系统分析阶段的任务是解决“干什么”的问题，那么系统设计阶段的任务是确定“怎么干”。系统设计工作由总体设计和详细设计两部分组成。 ;四、系统实施阶段 第一步：应选择合适的软件开发工具； 第二步：使用所选择的开发工具，建立数据库，输入原始数据，编写和调试各个模块的应用程序代码； 第三步：完成各个子系统和模块之间的联合调试和测试；;五、系统运行和维护阶段 将系统交给用户正式投入使用，便进入系统的运行和维护阶段。用户在使用过程中，可能会发现很多问题，或提出新的要求，开发者应不断对系统进行修改、维护或调整，直至系统生命周期的结束。;1、概念模型设计 概念模型设计的描述最常用的工具是E-R图， 具体步骤如下：　　　 (1)确定实体； (2)确定实体的属性； (3)确定实体的主键； (4)确定实体间的联系类型； (5)画出E-R图；;2、逻辑数据库设计 逻辑数据库设计是将概念模型转换成数据库管理系统所支持的数据模型。如果是关系型数据库管理系统，就应将概念模型转换为关系模型，即将E-R图中的实体和联系转换为关系模式。 学院(学院代码、学院名称、院长姓名、学院地址、学院电话、学院简介) 系部(系部编号、学院代码、系部名称、主任、地址、电话、专业介绍) 教师(教师编号、系部编号、姓名、性别、学历、职称、办公电话、手机、E-mail、照片) 班级(班级编号、班级名称、班长、联系电话、奖励处罚、系部编号) 学生(学号、姓名、性别、出生年月、籍贯、个人简历、照片、奖励处罚、班级编号);3、规范化理论的应用 在逻辑数据库设计中，形成了一组关系模式。如果关系模式没有设计好，就会出现数据冗余、数据更新异常、数据删除异常、数据插入异常等问题。规范化理论的目的就是设计好的关系模式。 4、物理数据库设计 物理数据库设计是设计数据库的存储结构和物理实现方法。 ;1．函数依赖 函数依赖是属性之间的一种联系。如果一个关系模式设计的不好，说明在它的某些属性之间存在“不良”的函数依赖。 设在关系R中，X、Y为R的两个属性子集，如果每个X值只有一个Y值与之对应，则称属性Y函数依赖于属性X；或称属性X惟一确定属性Y，记作X→Y。 如果X→Y，同时Y不包含于X，则称X→Y是非平凡的函数依赖。（注：本书介绍的是非平凡的函数依赖） ;2．完全函数依赖 设在关系R中，X、Y为R的两个属性子集，若X→Y，且对于X的任何一个真子集X’，都有X’→Y, 则称Y完全函数依赖于X。若X’ Y，则称Y部分函数依赖于X。 ;3．传递函数依赖 设在关系R中，X、Y、Z为R的三个属性子集，若X→Y，Y→Z，且X不依赖于Y，则称Z传递函数依赖于X 。 ;1971年IBM公司的科德博士提出了规范化理论，从而提供了判别关系模式优劣的标准。 规范化的基本思想是消除关系模式中的数据冗余，解决数据插入、更新、删除时发生异常现象。这就要求关系数据库设计出来的关系模式要满足规范的模式，即“范式”。 科德博士为不同程度的规范化设立了不同的标准，称为范式(Normal Form)。由于规范化的程度不同，就产生了不同的范式。;数据库的逻辑设计为什么要遵循一定的规范化理论？;根据实际情况，这些数据有如下语义规定： 1. 一个系有若干个学生，但一个学生只属于一个系； 2. 一个系只有一名系主任，但一个系主任可以同时兼几个系的系主任； 3. 一个学生可以选修多门功课，每门课程可有若干学生选修； 4. 每个学生学习课程有一个成绩。 在此关系模式中填入一部分具体的数据，则可得到SCD关系模式的实例，即一个教学管理数据库，如图所示。;SNO ;分析以上关系中的数据，可以看出：(SNO,CNO)属性的组合能唯一标识一个元组，所以(SNO,CNO)是该关系模式的主键。但在进行数据库的操作时，会出现以下几方面的问题。 1. 数据冗余。每个系名和系主任的名字存储的次数等于该系的学生人数乘以每个学生选修的课程门数，同时学生的姓名、年龄也都要重复存储多次，数据的冗余度很大，浪费了存储空间。;2. 插入异常。如果某个新系没有招生，尚无学生时，则系名和系主任的信息无法插入到数据库中。 因为在这个关系模式中，(SNO,CNO)是主关系键。根据关系的实体完整性约束，主关系键的值不能为空，而这时没有学生，SNO和CNO均无值，因此不能进行插入操作。 另外，当某个学生尚未选课，即CNO未知，实体完整性约束还规定，主关系键的值不能部分为空，同样不能