数据库系统的分析与设计.ppt
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数据库技术及应用 第六章 数据库系统的分析与设计
目录
第一节 数据库设计的概述 第二节 需求分析
第三节 数据库概念结构设计 第四节 数据库逻辑设计
第五节 数据库设计的概述 第六节 数据库的实施和维护
1
6.1 数据库设计的概述
6.1.1数据库设计的任务和内容 6.1.1.1 数据库设计的任务
2
6.1.1.2 数据库设计的内容 1．数据库的结构设计 2．数据库的行为设计
E-R模型的基本元素是：实体、联系和属性。
11
1.实体 现实世界的可识别对象。
在E-R模型中，实体用矩形表示，矩形框内写 明实体名。 2.属性：对象的特征—单值属性、多值属性 在E-R模型中，属性用椭圆形表示，并用无向边 将其与相应的实体联系起来。 3.联系
在E-R模型中，联系用菱形表示，菱形框内 写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接 起来，同时在无向边旁标注上联系的类型(1:1， 1:n或m:n)。
数据库 实施阶段
程序结 构设计
数据库运 行、维护
6
数据库设计的四个阶段及其任务： (1)用户需求分析：通过详细调查，充分了解原 系统的工作概况，明确用户的各种需求，确定新 系统的功能。（数据流程图与数据字典）。
（2）概念结构设计：根据用户需求设计数据库的 概念模型（用E-R图表示）。 (3)逻辑结构设计：将概念模型转换成DBMS支持 的数据模型（如关系模型的二维表）。 (4)物理结构设计：在具体设备上选定合适的存 储结构和存取方法。
(b)1:n
项目 n
PR_E
m 职工
(c)m:n
图 两个不同实体集之间的联系
14
关键字：某一属来自百度文库或属性组的值能唯一的 标识一个元组，则称该属性或属性组为关 键字
域：属性的取值范围。
15
E-R模型 举例
【例1.1】学校由若干个系，每个系有若 干名教师和学生；每个教师可以担任若 干门课程，并参加多项项目；每个学生 可以同时选修多门课程。请设计某学校 的教学管理的E-R模型，要求给出每个 实体、联系的属性。 解：某学校的教学管理的E-R模型应该 有五个实体：系、教师、学生、项目、 课程。
7
6.1.4 数据库设计的工具
1. Oracle公司的Oracle Designer 2. Sybase公司的Power Designer 3. CA公司的ERwin 4．北大青鸟公司的青鸟CASE工具
6.2需求分析
6.2.1需求分析的任务 6.2.2需求分析的方法
8
6.2.2.1数据流图
数据流图（Data Flow Diagram，DFD），数据流描述系统中 数据流动的过程，反映的是加工处理的对象。数据流图主要成分有 四种：数据流、数据存储、加工、数据的源点和终点。
6.2.2.2数据字典
数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理5个 部分: 数据项描述＝｛数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长 度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系｝ 数据结构描述＝｛数据结构名，含义说明，组成：｛数据项和数据 结构｝｝ 数据流描述＝｛数据流名，含义说明，数据流来源，数据流去向， 组成：｛数据结构｝，平均流量，高峰期流量｝ 数据存储描述＝｛数据存储名，含义说明，编号，流入的数据流， 流出的数据流，组成：｛数据结构｝，数据量，存取频度，存取方 式｝ 处理过程描述={处理过程名，说明，输入：{数据流}，输出：{数 据流}，处理：{简要说明}}
6.1.2数据库设计的方法
3
现实世界
数据分析 概念设计 逻辑设计 物理设计 子模式设计 加载试验数
据
否
用户业务活动分析 功能模型 事务设计 程序说明
应用程序设计 程序编码调试
性能考核
满意
?
是
加载数据库
图6-2 数据库设计的全过程
运行和维护
4
6.1.3数据库设计的步骤
1需求分析
６数据库的运行与维护
两个不同实体集之间存在一对一、一对 多和多对多的联系类型
12
一对一联系：指实体集A中的每一个实体最多 （也可没有）只与实体集B中的一个实体相联 系，反之亦然，称实体集A与实体集B具有一对 一联系。记为1:1。
一对多联系：如果实体集A中的每一个实体可 与实体集B中的多个实体相联系,反之，对于实 体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一 个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有 一对多联系。记为1:n。
２概念结构设计
Text
５数据库的实施
３逻辑结构设计
４物理结构设计
5
用户需求收集合分析
设计概念结构
设计逻辑结构
数据模型优化 不满意
设计物理结构
评价设计，性能预测 不满意
物理实现
实验性运行 不满意 使用、维护数据库
需求分 析阶段
概念设 计阶段
图6-3 数据库执行过程
逻辑设 数据库 计阶段 结构设计
物理设 计阶段
多对多联系：如果对于实体集A中的每一个实 体，实体集B中的多个实体与之联系,反之，对 于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有多 个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有 多对多联系。记为m: n。
13
例如:图中表示两个不同实体集之间的联系。
观众 1
V_S
1 座位
(a)1:1
部门 1
D_E
n 职工
6.3 数据库概念结构设计
6.3.1概念结构设计的方法
6.3.1.1 实体－联系模型
概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世 界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的 有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的 语言。所以概念模型一方面应该具有较强的语义表达能 力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识，另 一方面还应该简单、清晰、易于用户理解。最常用的是 实体－联系方法(Entity—Relationship Approach)，该方法用E-R图来描述现实世界的概念模 型，称为实体－联系模型(Entity—Relationship Model)简称E-R模型。
9
需求分析 (自顶向下)
需求
需求 1
……
需求 n
需求 1.1
需求 1.2
需求 n.1
需求 n.2
概念模式 1.1
概念模式 1.2
概念模式 n.1
概念模式 n.2
概念结构设计 (自底向上)
概念模式 1 (应用 1)
……
概念模式 n (应用 n)
全局概念模式
图 自顶向下需求分析与自底向上设计概念结构
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目录
第一节 数据库设计的概述 第二节 需求分析
第三节 数据库概念结构设计 第四节 数据库逻辑设计
第五节 数据库设计的概述 第六节 数据库的实施和维护
1
6.1 数据库设计的概述
6.1.1数据库设计的任务和内容 6.1.1.1 数据库设计的任务
2
6.1.1.2 数据库设计的内容 1．数据库的结构设计 2．数据库的行为设计
E-R模型的基本元素是：实体、联系和属性。
11
1.实体 现实世界的可识别对象。
在E-R模型中，实体用矩形表示，矩形框内写 明实体名。 2.属性：对象的特征—单值属性、多值属性 在E-R模型中，属性用椭圆形表示，并用无向边 将其与相应的实体联系起来。 3.联系
在E-R模型中，联系用菱形表示，菱形框内 写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接 起来，同时在无向边旁标注上联系的类型(1:1， 1:n或m:n)。
数据库 实施阶段
程序结 构设计
数据库运 行、维护
6
数据库设计的四个阶段及其任务： (1)用户需求分析：通过详细调查，充分了解原 系统的工作概况，明确用户的各种需求，确定新 系统的功能。（数据流程图与数据字典）。
（2）概念结构设计：根据用户需求设计数据库的 概念模型（用E-R图表示）。 (3)逻辑结构设计：将概念模型转换成DBMS支持 的数据模型（如关系模型的二维表）。 (4)物理结构设计：在具体设备上选定合适的存 储结构和存取方法。
(b)1:n
项目 n
PR_E
m 职工
(c)m:n
图 两个不同实体集之间的联系
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关键字：某一属来自百度文库或属性组的值能唯一的 标识一个元组，则称该属性或属性组为关 键字
域：属性的取值范围。
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E-R模型 举例
【例1.1】学校由若干个系，每个系有若 干名教师和学生；每个教师可以担任若 干门课程，并参加多项项目；每个学生 可以同时选修多门课程。请设计某学校 的教学管理的E-R模型，要求给出每个 实体、联系的属性。 解：某学校的教学管理的E-R模型应该 有五个实体：系、教师、学生、项目、 课程。
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6.1.4 数据库设计的工具
1. Oracle公司的Oracle Designer 2. Sybase公司的Power Designer 3. CA公司的ERwin 4．北大青鸟公司的青鸟CASE工具
6.2需求分析
6.2.1需求分析的任务 6.2.2需求分析的方法
8
6.2.2.1数据流图
数据流图（Data Flow Diagram，DFD），数据流描述系统中 数据流动的过程，反映的是加工处理的对象。数据流图主要成分有 四种：数据流、数据存储、加工、数据的源点和终点。
6.2.2.2数据字典
数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理5个 部分: 数据项描述＝｛数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长 度，取值范围，取值含义，与其他数据项的逻辑关系｝ 数据结构描述＝｛数据结构名，含义说明，组成：｛数据项和数据 结构｝｝ 数据流描述＝｛数据流名，含义说明，数据流来源，数据流去向， 组成：｛数据结构｝，平均流量，高峰期流量｝ 数据存储描述＝｛数据存储名，含义说明，编号，流入的数据流， 流出的数据流，组成：｛数据结构｝，数据量，存取频度，存取方 式｝ 处理过程描述={处理过程名，说明，输入：{数据流}，输出：{数 据流}，处理：{简要说明}}
6.1.2数据库设计的方法
3
现实世界
数据分析 概念设计 逻辑设计 物理设计 子模式设计 加载试验数
据
否
用户业务活动分析 功能模型 事务设计 程序说明
应用程序设计 程序编码调试
性能考核
满意
?
是
加载数据库
图6-2 数据库设计的全过程
运行和维护
4
6.1.3数据库设计的步骤
1需求分析
６数据库的运行与维护
两个不同实体集之间存在一对一、一对 多和多对多的联系类型
12
一对一联系：指实体集A中的每一个实体最多 （也可没有）只与实体集B中的一个实体相联 系，反之亦然，称实体集A与实体集B具有一对 一联系。记为1:1。
一对多联系：如果实体集A中的每一个实体可 与实体集B中的多个实体相联系,反之，对于实 体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一 个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有 一对多联系。记为1:n。
２概念结构设计
Text
５数据库的实施
３逻辑结构设计
４物理结构设计
5
用户需求收集合分析
设计概念结构
设计逻辑结构
数据模型优化 不满意
设计物理结构
评价设计，性能预测 不满意
物理实现
实验性运行 不满意 使用、维护数据库
需求分 析阶段
概念设 计阶段
图6-3 数据库执行过程
逻辑设 数据库 计阶段 结构设计
物理设 计阶段
多对多联系：如果对于实体集A中的每一个实 体，实体集B中的多个实体与之联系,反之，对 于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有多 个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有 多对多联系。记为m: n。
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例如:图中表示两个不同实体集之间的联系。
观众 1
V_S
1 座位
(a)1:1
部门 1
D_E
n 职工
6.3 数据库概念结构设计
6.3.1概念结构设计的方法
6.3.1.1 实体－联系模型
概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世 界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的 有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的 语言。所以概念模型一方面应该具有较强的语义表达能 力，能够方便、直接地表达应用中的各种语义知识，另 一方面还应该简单、清晰、易于用户理解。最常用的是 实体－联系方法(Entity—Relationship Approach)，该方法用E-R图来描述现实世界的概念模 型，称为实体－联系模型(Entity—Relationship Model)简称E-R模型。
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需求分析 (自顶向下)
需求
需求 1
……
需求 n
需求 1.1
需求 1.2
需求 n.1
需求 n.2
概念模式 1.1
概念模式 1.2
概念模式 n.1
概念模式 n.2
概念结构设计 (自底向上)
概念模式 1 (应用 1)
……
概念模式 n (应用 n)
全局概念模式
图 自顶向下需求分析与自底向上设计概念结构
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