数据库系统概论》王珊第五版第7章数据库设计培训课件
数据库系统概论第七章
7.3 概念结构设计
1、概念结构
(1) 能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间 的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世 界的一个真实模型。
(2) 易于理解。 (3) 易于更改和扩充。 (4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
数据库设计的关键：形成独立于具体DBMS的概念模型 描述概念模型的有力工具是E-R模型
逻辑阶段可采用的有效方法
ODL（Object Definition Language）方法
面向对象的数据库设计方法
7.1 数据库设计概述（续）
3、数据库设计的基本步骤
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施 数据库运行和维护
7.2 需求分析
1、需求分析的任务
多元联系
三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关 系模式，与该多元联系相连的各实体间的码以及联系本身 的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组 合。
E1( k，a ) E2( h，b ) E3( i，c ) R( k，h，i，s )
7.4 逻辑结构设计（续）
具有相同的码的关系模式可合并。
7.3 概念结构设计（续）
3、数据抽象与局部视图设计
数据抽象
1）分类（classificatin） 2）聚集（Aggregation） 3）概括（Generalization)
定义某一类型概的念之组作间成为的成现一分实种。 世 它 子界 抽 集中 象 联一了系组对。对象它象内抽的部象类了型类，和型 这 成 之些 分 间对 之 的象间“具的is 有“su某ibss些peat共rot同fo”的f的” 特 的 语性 语 义和 义 。行。为
数据库系统概论(王珊第四版)-第七章
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需
抽象
视
求
数据
图
分
设计
集
析
局部
成
视图
逻 辑 结 构 设 计
分E-R图
总E-R图
7.3.3 数据抽象与局部视图设计
一、数据抽象
1. 分类 定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型； 这些对象具有某些共同的特性和行为； 它抽象了对象值和型之间的“is member of”的语义； 在E-R模型中，实体型就是这种抽象.
SA方法把任何一个系统抽象为如下形式。
数据存储
信息要求
数据流
数据流
数据来源
处理
数据输出
处理要求
三、数据流图(DFD, Data Flow Diagram)
描述数据在系统中流动和变换的过程，表达了数据和处理 过程的关系；以图形的方式刻画数据从输入到输出的移动变换 过程； 数据流程分析的主要工具；系统分析人员与用户进行交流的 手段和系统设计的主要依据之一
二、局部视图设计
设计分E-R图的具体步骤：
1）选择局部应用
选择一个适当层次的数据流图，图中每一部分对应一个局 部应用.
2）逐一设计分E-R图
标定局部应用中的实体、实体的属性、标识实体的码，确 定实体之间的联系及其类型,并进行必要的调整。
课程管理局部应用分E-R图
在课程管理局部应用中主要涉及实体的属性： 学生：｛姓名，学号，性别，年龄，所在系，年级，平均成 绩｝ 课程：｛课程号，课程名，学分｝ 教师：｛职工号，姓名，性别，职称｝ 教科书：｛书号，书名，价钱｝ 教室：｛教室编号，地址，容量｝
7.1.3 数据库设计的基本步骤
一、数据库设计的准备工作
《数据库系统概论》(王珊)第五版课后习题答案
第二章关系数据库1 ．试述关系模型的三个组成部分。
答：关系模型由关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三部分组成。
2 ．试述关系数据语言的特点和分类。
答：关系数据语言可以分为三类：关系代数语言。
关系演算语言：元组关系演算语言和域关系演算语言。
SQL：具有关系代数和关系演算双重特点的语言。
这些关系数据语言的共同特点是，语言具有完备的表达能力，是非过程化的集合操作语言，功能强，能够嵌入高级语言中使用。
3 （略）4 ．5 . 述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？什么情况下才可以为空？答：实体完整性规则是指若属性 A 是基本关系R 的主属性，则属性 A 不能取空值。
若属性(或属性组)F 是基本关系R 的外码，它与基本关系S 的主码Ks 相对应( 基本关系R 和S 不一定是不同的关系)，则对于R 中每个元组在 F 上的值必须为：或者取空值(F 的每个属性值均为空值)；或者等于S 中某个元组的主码值。
即属性 F 本身不是主属性，则可以取空值，否则不能取空值。
6.设有一个SPJ 数据库，包括S，P，J，SPJ 四个关系模式：1）求供应工程J1 零件的供应商号码SNO：πSno(σJno=‘J1’（SPJ）)2）求供应工程J1 零件P1 的供应商号码SNO：πSno(σJno=‘J1’∧Pno=‘P1‘(SPJ))3）求供应工程J1 零件为红色的供应商号码SNO ：πSno(πSno,,Pno（σJno=‘J1‘ (SPJ))∞πPno（σCOLOR= ’红‘（P）))4）求没有使用天津供应商生产的红色零件的工程号JNO ：πJno(SPJ)- πJNO（σcity=‘天津’∧Color= ‘红‘（S∞ SPJ∞ P）5）求至少用了供应商S1 所供应的全部零件的工程号JNO：πJno，Pno(SPJ)÷πPno（σSno=‘S1‘（SPJ）7.试述等值连接与自然连接的区别和联系。
数据库5版讲稿第七章---关系数据库设计
2020/10/28
数据库系统概念----关系数据库设计
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7.3 函数依赖的分解
函数依赖的类型
1．平凡函数依赖
如果Y X ，按定义，则X→Y，称平凡函 数依赖，否则为非平凡函数依赖
数据库系统概念----关系数据库设计
33
7.4 函数依赖理论
2．函数依赖集的逻辑蕴涵定义
设F是关系模式R的一个函数依赖集，X、 Y是R的属性子集，如果从F中的函数依赖 能够推出X→Y，则称F逻辑蕴涵X→Y。
3 . 函数依赖的推理规则
设R=(U)，F是R的函数依赖集，X、Y、Z 均是U的子集，推理规则如下：
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7.3 函数依赖的分解
学号课程号系别→学号姓名性别年龄系 别系主任名系办公电话，课程号课程名 先行课号成绩，学号课程号系别是超码
例如：教学参考书=（教师名，课程名， 参考书名），M：N：P联系
教学参考书模式中没有任何依赖 全码：教师名课程名参考书名
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数据库系统概念----关系数据库设计
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7.4 函数依赖理论
函数依赖集的逻辑蕴涵 1．引例 给定R=(A，B，C)，F=｛A→B,B→C｝，
由传递函数依赖定义，A→C也成立。 给定R=(U)，通过语义说明可以得到函数
依赖集F，通过推理规则可以得到F之外的 函数依赖。因此说，F只是R=(U)全部函数 依赖的一部分。
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7.3 函数依赖的分解
存在非主属性部分依赖于码： 学号→姓名 等， 课程号→课程名 等 学生∈1NF 注意： （1）如果关系模式的每个侯选码只含一
数据库系统概论(王珊-萨师煊)课件-河北大学学生专用
基数（Cardinal number）
若Di（i＝1，2，…，n）为有限集，其基数为mi（i＝1，2，…，n），则D1×D2×…×Dn的基
数M为：
n
M mi i1
笛卡尔积的表示方法
笛卡尔积可表示为一个二维表
表中的每行对应一个元组，表中的每列对应一个域
An Introduction to Database System
Shared Data Banks”, 《Communication of the
ACM》,1970
之后，提出了关系代数和关系演算的概念
1972年提出了关系的第一、第二、第三范式
1974年提出了关系的BC范式
An Introduction to Database System
第二章 关系数据库
关系也是一个二维表，表的每行对应一个元组，表的每
列对应一个域
表 2.2 SAP 关系
SUPERVISOR 张清玫 张清玫 刘逸
SPECIALITY 信息专业 信息专业 信息专业
POSTGRADUATE 李勇 刘晨 王敏
5)属性
关系中不同列可以对应相同的域 为了加以区分，必须对每列起一个名字，称为属性（Attribute） n目关系必有n个属性
2.1.1 关系
单一的数据结构—关系
现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示
逻辑结构—二维表
从用户角度，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表
建立在集合代数的基础上
An Introduction to Database System
关系(续)
⒈ 域（Domain） 2. 笛卡尔积（Cartesian Product） 3. 关系（Relation）
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊《数据库系统概论第五版课后习题答案王珊》第一章数据库系统概述1. 数据库系统概述根据数据库系统概论第五版课后习题，我们可以得出以下答案。
数据库系统是指在计算机中进行数据管理和处理的系统。
它是一个组织建立、存储和维护大量数据的系统，为用户提供方便、高效地访问和管理数据的功能。
2. 数据库系统三级模式数据库系统的三级模式包括外模式、概念模式和内模式。
外模式是用户与数据库系统进行交互的最高级别，它定义了用户的数据视图。
概念模式是数据库的逻辑结构和组织方式，它是数据库的全局逻辑视图，定义了整个数据库的结构和组织方式。
内模式是数据库的物理存储结构，它是数据库在计算机上实际存储的方式。
3. 数据库系统的特点数据库系统具有以下特点：（1）数据共享性：多个用户可以同时访问数据库，实现数据的共享和共同使用。
（2）数据独立性：用户不需要了解数据库的具体存储细节，可以通过外模式访问和操作数据。
（3）数据一致性：数据库系统能够保证数据的一致性，即不同用户对同一数据的操作是相互协调的。
（4）数据可靠性：数据库系统具有数据的备份和恢复功能，可以保证数据的安全性和可靠性。
（5）数据完整性：数据库系统可以对数据进行约束和验证，保证数据的完整性和有效性。
第二章关系数据库基础1. 数据模型数据模型是对现实世界中数据的抽象和描述，用于描述和表示数据之间的关系。
关系数据库模型是一种基于关系模型的数据模型，使用表格形式来表示和组织数据。
2. 关系数据库关系数据库是基于关系模型的数据库，使用表格形式来组织和存储数据。
表格的每一行称为一个记录，表格的每一列称为一个属性。
关系数据库通过建立关系，实现数据的关联和查询。
3. 关系数据库的基本操作关系数据库的基本操作包括插入（INSERT）、删除（DELETE）、更新（UPDATE）和查询（SELECT）。
插入操作用于将新的数据插入到数据库中，删除操作用于删除数据库中的数据，更新操作用于修改数据库中的数据，查询操作用于从数据库中检索数据。
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊
第1章绪论1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l ）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人，还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 ）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
( 3 ）数据库系统（ DataBas 。
Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4 ）数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMs ) ：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。
目前，专门研制 DBMS 的厂商及其研制的 DBMS 产品很多。
数据库系统概论第五版课后习题答案王珊
第1章绪论1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l ）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人，还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 ）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
( 3 ）数据库系统（ DataBas 。
Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4 ）数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMs ) ：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。
目前，专门研制 DBMS 的厂商及其研制的DBMS 产品很多。
(完整版)数据库系统概论第五版课后习题答案王珊
第1章绪论1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l ）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有 500 人，还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 ）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
( 3 ）数据库系统（ DataBas 。
Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4 ）数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMs ) ：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。
目前，专门研制 DBMS 的厂商及其研制的 DBMS 产品很多。
王珊数据库原理1
应用程序ｎ
数据集n
人工管理(续)
特点3
– – – – 数据的共享程度：无共享、冗余度极大 数据的独立性：不独立，完全依赖于程序 数据的结构化：无结构 数据控制能力：应用程序自己控制
二、文件系统
时期 – 50年代末--60年代中
产生的背景 – 应用需求 – 硬件水平 – 软件水平 – 处理方式
数据库系统的构成 – 由数据库、数据库管理系统（及其开发工 具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。
数据库系统(续)
数据库系统构成图示
用户 用户 应用系统 应用开发系统
数据库管理系统
用户
数据库管理员
操作系统 数据库
数据库系统(续)
数据库系统在计算机系统中的位置图示
用
应 开
系
统 具
发 工
用 软 B M 应 件 D 作 系 S 操 统 硬件 编 译 系 统
1.1 引言
1.1.1 数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统
1.1.2 数据库技术的生产与发展
1.1.3 数据库技术的研究领域
1.1.2 数据管理技术的产生和发展
什么是数据管理 – 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索 和维护，是数据处理的中心问题。
文件系统(续)
特点3
– 数据的共享程度：共享性差、冗余度大
文件系统(续)
特点4－数据的结构化：记录内有结构,整体无结构 文件系统中数据的结构
－ 记录内有结构
学生人事记录
学号 姓名 性别 系别 年龄 政治 面貌 家庭 出身 籍贯 家庭 成员 奖惩 情况
－ 数据的结构是靠程序定义和解释的。
文件系统(续)
数据库系统(续)
第五章王珊,萨师煊版《数据库系统概论》讲义及课后习题答案
完整性约束条件分类
六类完整性约束条件
•
静态列级约束 静态元组约束 静态关系约束 动态列级约束 动态元组约束 动态关系约束
• • • • •
完整性约束条件（续）
对象状态 动态 动态列级约束 ④ 静态列级约束 ① 动态元组约束 ⑤ 动态关系约束 ⑥
静态
静态元组约束 静态关系约束 ② ③
列
元组
关系
对象粒度
4. 修改被参照关系中主码的问题
• 两种策略 (1)不允许修改主码 (2)允许修改主码
允许修改主码策略
• 违约操作 ♦要修改被参照关系中某些元组的主码值， 而参照关系中有些元组的外码值正好等 于被参照关系要修改的主码值 ♦要修改参照关系中某些元组的主码值， 而被参照关系中没有任何元组的外码值 等于被参照关系修改后的主码值
允许修改主码策略
例：将Student关系中Sno=950001的元组中Sno 值改为960123。而SC关系中有 4个元组的 Sno=950001 – 级联修改：将SC关系中4个Sno=950001元组 中的Sno值也改为960123。如果参照关系同时 又是另一个关系的被参照关系，则这种修改操 作会继续级联下去。
一般是拒绝执行
• 违反参照完整性的操作：
– 拒绝执行 – 接受这个操作，同时执行一些附加的操作，以保证 数据库的状态正确
三、参照完整性的实现
例:职工－部门数据库包含职工表EMP和部门表DEPT
1 DEPT关系的主码为部门号Deptno 2 EMP关系的主码为职工号Empno, 外码为部门号Deptno 称DEPT为被参照关系或目标关系，EMP为参照关系
3.在参照关系中插入元组时的问题
• 受限插入 – 仅当被参照关系中存在相应的元组，其主码值 与参照关系插入元组的外码值相同时，系统才 执行插入操作，否则拒绝此操作。 • 递归插入 – 首先向被参照关系中插入相应的元组，其主码 值等于参照关系插入元组的外码值，然后向参 照关系插入元组。
数据库系统概论第五版课后 习题答案王珊
第1章 绪论1 ．试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。
答：( l ）数据（ Data ) ：描述事物的符号记录称为数据。
数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。
数据与其语义是不可分的。
解析在现代计算机系统中数据的概念是广义的。
早期的计算机系统主要用于科学计算，处理的数据是整数、实数、浮点数等传统数学中的数据。
现代计算机能存储和处理的对象十分广泛，表示这些对象的数据也越来越复杂。
数据与其语义是不可分的。
500 这个数字可以表示一件物品的价格是 500 元，也可以表示一个学术会议参加的人数有 500人，还可以表示一袋奶粉重 500 克。
( 2 ）数据库（ DataBase ，简称 DB ) ：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。
数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
( 3 ）数据库系统（ DataBas 。
Sytem ，简称 DBS ) ：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
解析数据库系统和数据库是两个概念。
数据库系统是一个人一机系统，数据库是数据库系统的一个组成部分。
但是在日常工作中人们常常把数据库系统简称为数据库。
希望读者能够从人们讲话或文章的上下文中区分“数据库系统”和“数据库”，不要引起混淆。
( 4 ）数据库管理系统（ DataBase Management sytem ，简称 DBMs )：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
DBMS 的主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理功能、数据库的建立和维护功能。
解析 DBMS 是一个大型的复杂的软件系统，是计算机中的基础软件。
目前，专门研制 DBMS 的厂商及其研制的 DBMS 产品很多。
王珊《数据库系统概论》教材精讲(绪论)【圣才出品】
第1章绪论本章介绍数据库系统的基本概念，包括数据管理的发展过程、数据库系统的组成部分等。
从中可以学习到为什么要使用数据库技术、数据库技术的重要性。
本章是后面各章节的准备和基础。
1.1 数据库系统概述1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统一、数据（Data）数据是数据库中存储的基本对象。
可以对数据做如下定义：描述事物的符号记录称为数据。
描述事物的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、语言等，数据有多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算机。
二、数据库（DataBase，简称DB）数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合。
数据库数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。
三、数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）数据库管理系统的主要功能包括：1．数据定义功能DBMS提供数据定义语言（Data Definition Language，DDL），用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象进行定义。
2．数据组织、存储和管理DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、数据的存取路径等。
3．数据操纵功能DBMS提供数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML），用户可以使用DML操纵数据，实现对数据库的基本操作，如查询、插入、删除和修改等。
4．数据库的事务管理和运行管理数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理、统一控制，以保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用及发生故障后的系统恢复。
5．数据库的建立和维护功能数据库初始数据的输入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。
四、数据库系统（DataBase System，DBS）数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员构成。
数据库系统可以用图1-1表示。
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▪ 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，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，包括信息管理要求和 数据操作要求。
▪ 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
7.1 数据库设计概述
▪ 在系统实施阶段参与进来，负责编制程序和准备软硬件环境
数据库设计的基本步骤（续）
二、数据库设计的过程(六个阶段) ⒈需求分析阶段
▪ 准确了解与分析用户需求（包括数据与处理） ▪ 最困难、最耗费时间的一步
数据库设计的基本步骤（续）
⒉概念结构设计阶段
▪ 整个数据库设计的关键 ▪ 通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独
7.2 需求分析
7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典
7.2.1 需求分析的任务
❖需求分析的任务 ❖需求分析的重点 ❖需求分析的难点
需求分析的任务
❖ 详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等） ❖ 充分了解原系统（手工系统或计算机系统） ❖ 明确用户的各种需求 ❖ 确定新系统的功能 ❖ 充分考虑今后可能的扩充和改变
7.1 数据库设计概述
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
7.1.3 数据库设计的基本步骤
❖ 数据库设计分6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 ▪ 数据库实施 ▪ 数据库运行和维护
❖ 需求分析和概念设计独立于任何数据库管理系统
❖ 逻辑设计和物理设计与选用的DBMS密切相关
数据库设计的基本步骤（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）
需求分析的重点
❖ 调查的重点是“数据”和“处理”，获得用户对 数据库要求
▪ 信息要求 ▪ 处理要求 ▪ 安全性与完整性要求
需求分析的难点
❖ 确定用户最终需求
▪ 用户缺少计算机知识 ▪ 设计人员缺少用户的专业知识
❖ 解决方法
▪ 设计人员必须不断深入地与用户进行交流
7.2 需求分析
7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典
❖ 基于E-R模型的数据库设计方法
➢ 概念设计阶段广泛采用
❖ 3NF（第三范式）的设计方法
➢ 逻辑阶段可采用的有效方法
❖ ODL（Object Definition Language）方法
➢ 面向对象的数据库设计方法
数据库设计方法（续）
❖ 计算机辅助设计
▪ ORACLE Designer 2000 ▪ SYBASE PowerDesigner
7.1.2 数据库设计方法
❖ 手工与经验相结合方法
▪ 设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系 ▪ 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
❖ 规范设计法
▪ 基本思想：过程迭代和逐步求精
数据库设计方法（续）
❖ 新奥尔良（New Orleans）方法
➢ 将数据库设计分为若干阶段和步骤
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
7.1.4数据库设计过程中的各级模式
数据库设计不同阶段形成的数据库各级模式
数据库的各级模式
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库实施和维护 7.7 小结
▪ 运用DBMS提供的数据库语言（如SQL）及宿主语言， 根据逻辑设计和物理设计的结果
➢建立数据库 ➢编制与调试应用程序 ➢组织数据入库 ➢进行试运行
数据库设计的基本步骤（续）
⒍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
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第七章 数据库设计
中国人民大学信息学院
第七章 数据库设计
7.1 数据库设计概述 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 数据库的物理设计 7.6 数据库实施和维护 7.7 小结
数据库设计概述
❖ 结构（数据）设计和行为（处理）设计相结合
▪ 将数据库结构设计和数据处理设计密切结合
数据库设计的特点（续）
现实世界
数据分析
功能分析
概念模型设计功能模型ຫໍສະໝຸດ 功能说明逻辑数据库设计
事务设计
物理数据库设计
程序说明
子模式设计
应用程序设计
建立数据库
程序编码调试
结构和行为分离的设计
7.1 数据库设计概述
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
立于具体DBMS的概念模型
数据库设计的基本步骤（续）
⒊逻辑结构设计阶段
▪ 将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型 ▪ 对其进行优化
数据库设计的基本步骤（续）
⒋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 （包括存储结构和存取方法）
数据库设计的基本步骤（续）
⒌数据库实施阶段
数据库设计的基本步骤（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（P202图7.2） ❖ 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 ❖ 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，相互参照，相互补充，以完善两方面的设计
数据库设计各个阶段的设计描述
7.1 数据库设计概述
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
7.1.1 数据库设计的特点
❖ 数据库建设的基本规律
▪ 三分技术，七分管理，十二分基础数据 ▪ 管理
➢数据库建设项目管理 ➢企业（即应用部门）的业务管理
▪ 基础数据
➢收集、入库 ➢更新新的数据