数据库第5章《数据库设计讲义》PPT课件
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第5章 关系数据库设计PPT教学课件
• 对于例5-1，分解为三个新的关系模式：
学生-系（学号，姓名，系名） 学生成绩（学号，课程号，成绩）
系-系主任（系名，系主任名）
2020/12/11
5
• 那么如何判断分解后的三个关系模式是否是 “好”模式呢？
• 这就需要从理论上来解决这个关系数据库的 逻辑设计问题。
• 这个理论就是关系规范化理论，通过分解关 系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解 决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗 余问题。
• 关系数据库设计需要找到一个“好”的 关系模式，避免数据冗余、避免数据更 新时的各种异常。
2020/12/11
2
5.1 关系数据库设计中出现的问题
【例5-1】试分析以下关系模式是否存在问题。
学生信息（学号，姓名，系名，系主任名， 课程号，成绩），
该关系模式包含如下语义：书71页
通过分析，确定主键为（学号，课程号），但 这是一个“不好”的关系模式。该关系模式主 要存在以下问题：
2020/12/11
14
5.3关系模式的规范化
1、第一范式 定义8 如果一个关系模式R的所有属性都是不
可分的基本数据项，则R∈1NF。
2020/12/11
15
2、第二范式
定义11 如果R∈1NF，且每一个非主属性完全 函数依赖于候选码，则R∈2NF。
• 由定义可以看出2NF在1NF基础上消除了非主 属性对候选码的部分函数依赖。
• 因此，关系模式学生-系不属于第三范式。将
其投影分解，将传递依赖的属性分离出来。分 解为：
学生（学号，姓名，系名）
系（系名，系主任名）
2020/12/11
19
5.4 数据库设计过程
• 数据库设计是软件工程的一个部分，主 要包括6个阶段：需求分析阶段、概念 结构设计阶段、逻辑结构设计阶段、数 据库物理设计阶段、数据库实施阶段、 数据库运行和维护阶段。
学生-系（学号，姓名，系名） 学生成绩（学号，课程号，成绩）
系-系主任（系名，系主任名）
2020/12/11
5
• 那么如何判断分解后的三个关系模式是否是 “好”模式呢？
• 这就需要从理论上来解决这个关系数据库的 逻辑设计问题。
• 这个理论就是关系规范化理论，通过分解关 系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解 决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗 余问题。
• 关系数据库设计需要找到一个“好”的 关系模式，避免数据冗余、避免数据更 新时的各种异常。
2020/12/11
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5.1 关系数据库设计中出现的问题
【例5-1】试分析以下关系模式是否存在问题。
学生信息（学号，姓名，系名，系主任名， 课程号，成绩），
该关系模式包含如下语义：书71页
通过分析，确定主键为（学号，课程号），但 这是一个“不好”的关系模式。该关系模式主 要存在以下问题：
2020/12/11
14
5.3关系模式的规范化
1、第一范式 定义8 如果一个关系模式R的所有属性都是不
可分的基本数据项，则R∈1NF。
2020/12/11
15
2、第二范式
定义11 如果R∈1NF，且每一个非主属性完全 函数依赖于候选码，则R∈2NF。
• 由定义可以看出2NF在1NF基础上消除了非主 属性对候选码的部分函数依赖。
• 因此，关系模式学生-系不属于第三范式。将
其投影分解，将传递依赖的属性分离出来。分 解为：
学生（学号，姓名，系名）
系（系名，系主任名）
2020/12/11
19
5.4 数据库设计过程
• 数据库设计是软件工程的一个部分，主 要包括6个阶段：需求分析阶段、概念 结构设计阶段、逻辑结构设计阶段、数 据库物理设计阶段、数据库实施阶段、 数据库运行和维护阶段。
数据库设计课件
17
03 数据库概念设计
2024/1/27
18
概念设计的目标与任务
01
目标
02
确定组织或企业的数据和信息需求。
2024/1/27
03
建立一个反映这些需求的概念模型。
19
概念设计的目标与任务
为逻辑设计打下基础。
任务
进行需求收集和分析。
2024/1/27
20
概念设计的目标与任务
定义和描述应用领域涉及的数据对象。
灰盒测试
结合黑盒和白盒测试，对数据库进行全面测试
44
数据库的维护与管理
要点一
数据的备份与恢复
定期备份数据库，确保数据安全；在数据出现问题时，能 够及时恢复数据
要点二
数据库性能优化
通过对数据库性能进行监控和分析，找出性能瓶颈，进行 优化2024/1/2745数据库的维护与管理
• 数据库安全管理：加强对数据库的访问控制和安全审计，确保数据库安全
2024/1/27
测试数据库性能和稳定性
42
数据库的试运行与测试
2024/1/27
01
试运行的内容
02
对数据库进行各种操作，包括数据的增删改查等
03
模拟实际业务场景，进行压力测试和性能测试
43
数据库的试运行与测试
2024/1/27
黑盒测试
通过输入数据和预期结果，验证数据库功能的正确性
白盒测试
对数据库内部结构和代码进行测试，确保数据库的稳定性和性能
多对多联系
创建一个新的关系模式，将参与联系的实体的主 键作为新关系的属性，同时加入联系本身的属性
2024/1/27
30
数据模型的优化与调整
03 数据库概念设计
2024/1/27
18
概念设计的目标与任务
01
目标
02
确定组织或企业的数据和信息需求。
2024/1/27
03
建立一个反映这些需求的概念模型。
19
概念设计的目标与任务
为逻辑设计打下基础。
任务
进行需求收集和分析。
2024/1/27
20
概念设计的目标与任务
定义和描述应用领域涉及的数据对象。
灰盒测试
结合黑盒和白盒测试，对数据库进行全面测试
44
数据库的维护与管理
要点一
数据的备份与恢复
定期备份数据库，确保数据安全；在数据出现问题时，能 够及时恢复数据
要点二
数据库性能优化
通过对数据库性能进行监控和分析，找出性能瓶颈，进行 优化2024/1/2745数据库的维护与管理
• 数据库安全管理：加强对数据库的访问控制和安全审计，确保数据库安全
2024/1/27
测试数据库性能和稳定性
42
数据库的试运行与测试
2024/1/27
01
试运行的内容
02
对数据库进行各种操作，包括数据的增删改查等
03
模拟实际业务场景，进行压力测试和性能测试
43
数据库的试运行与测试
2024/1/27
黑盒测试
通过输入数据和预期结果，验证数据库功能的正确性
白盒测试
对数据库内部结构和代码进行测试，确保数据库的稳定性和性能
多对多联系
创建一个新的关系模式，将参与联系的实体的主 键作为新关系的属性，同时加入联系本身的属性
2024/1/27
30
数据模型的优化与调整
数据库设计ppt课件
– 教课信息：为本学期开课的所有课程保留一条信息
• 课程 • 开课教师 • 开课地点 • 选课学期
– 教室信息：教室号和座位数
学籍管理系统需求分析
• 数据完整性约束
– Id号唯一 – 注册的学生数目不能大于该课程的最大人数 – 在相同时间，不能为一个教员指派两门课程 – 相同的时间，一个教室不能有两门课程 – 若学生选修一门课程，若该课程有预备课程则学生
程序编码、 编译联结、 测试
Main( ) …… if…… then …… end
运 行 、 性能监测、转储/恢复
维护
数据库重组和重构
新旧系统转换、运行、维护（修正性、 适应性、改善性维护）
需求分析
• 需求分析就是分析用户的需要与要求
– 需求分析是设计数据库的起点 – 需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，
E-R集成冲突
• 两类命名冲突
– 同名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具 有相同的名字 例，局部应用A中将教室称为房间 局部应用B中将学生宿舍称为房间
– 异名同义（一义多名）：同一意义的对象在不同的 局部应用中具有不同的名字 例，有的部门把教科书称为课本 有的部门则把教科书称为教材
E-R集成冲突
3. 概括（Generalization）（子类）
– 它抽象了类型之间的“is subset of”的语义 – 概括有一个很重要的性质：继承性。
ER集成的两种方式
• 一次集成
• 一次集成多个分E-R图 • 通常用于局部视图比较简单时
• 逐步累积式（P224图6.25(b)）
• 首先集成两个局部视图（通常是比较关键 的两个局部视图）
• 混合策略
Байду номын сангаас
• 课程 • 开课教师 • 开课地点 • 选课学期
– 教室信息：教室号和座位数
学籍管理系统需求分析
• 数据完整性约束
– Id号唯一 – 注册的学生数目不能大于该课程的最大人数 – 在相同时间，不能为一个教员指派两门课程 – 相同的时间，一个教室不能有两门课程 – 若学生选修一门课程，若该课程有预备课程则学生
程序编码、 编译联结、 测试
Main( ) …… if…… then …… end
运 行 、 性能监测、转储/恢复
维护
数据库重组和重构
新旧系统转换、运行、维护（修正性、 适应性、改善性维护）
需求分析
• 需求分析就是分析用户的需要与要求
– 需求分析是设计数据库的起点 – 需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，
E-R集成冲突
• 两类命名冲突
– 同名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具 有相同的名字 例，局部应用A中将教室称为房间 局部应用B中将学生宿舍称为房间
– 异名同义（一义多名）：同一意义的对象在不同的 局部应用中具有不同的名字 例，有的部门把教科书称为课本 有的部门则把教科书称为教材
E-R集成冲突
3. 概括（Generalization）（子类）
– 它抽象了类型之间的“is subset of”的语义 – 概括有一个很重要的性质：继承性。
ER集成的两种方式
• 一次集成
• 一次集成多个分E-R图 • 通常用于局部视图比较简单时
• 逐步累积式（P224图6.25(b)）
• 首先集成两个局部视图（通常是比较关键 的两个局部视图）
• 混合策略
Байду номын сангаас
数据库设计ppt课件
3
现实世界 认识抽象 信息世界 概念模型
转换 计算机世界 DBMS支持的某种数据模型
图9.1 概念设计和模型设计的关系
4
9.1.1 数据库的基本概念
1、数据库与数据库管理系统
数据库（DB）是长期储存在计算机内的、有组织 的、可共享的数据集合。数据库仅仅是一个概念 ，是对这种数据集合的统称。数据库由数据库管 理系统(DBMS)统一管理，以保证数据的安全性 、可靠性和提供多用户共享。因此，数据库管理 系统是对这一类软件的统称，如Access、SQL Server是微软公司开发的一个数据库管理系统， 类似的Foxpro、Mysql、Oracle等都分别是一种 数据库管理系统。
5
9.1.1 数据库的基本概念
2、数据模型
从数据库对数据管理的模式分类，数据库有层次 型、网状型和关系型。较常见的是关系模型。
3、数据处理与数据管理
数据处理是指对各种数据进行收集、存储、加工 和传播的一系列活动的总称。数据管理指的是对 数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护 等，它是数据处理的中心问题。
6
9.1.2 数据库设计的主要任务
管理信息系统中对于大量数据的存储与共享，一 般都会用到数据库的支持，即录入的大量数据或信 息需要以某种方式存储到数据库中，并在数据库管 理系统的支持下，对数据进行各种加工处理，以实 现查询、统计等功能。因此，管理信息系统开发过 程中，对于数据库的设计是一种重要的任务。
如何将实体、信息转化为相应的数据，并以与数 据库相适合的模式存到数据库中，以实现数据共享 ，这是数据库设计的中心任务。因此，数据库设计 的主要任务包括实体的代码设计、实体概念模型到 数据模型的转换以及对数据存储结构的规范化处理 。
7
现实世界 认识抽象 信息世界 概念模型
转换 计算机世界 DBMS支持的某种数据模型
图9.1 概念设计和模型设计的关系
4
9.1.1 数据库的基本概念
1、数据库与数据库管理系统
数据库（DB）是长期储存在计算机内的、有组织 的、可共享的数据集合。数据库仅仅是一个概念 ，是对这种数据集合的统称。数据库由数据库管 理系统(DBMS)统一管理，以保证数据的安全性 、可靠性和提供多用户共享。因此，数据库管理 系统是对这一类软件的统称，如Access、SQL Server是微软公司开发的一个数据库管理系统， 类似的Foxpro、Mysql、Oracle等都分别是一种 数据库管理系统。
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9.1.1 数据库的基本概念
2、数据模型
从数据库对数据管理的模式分类，数据库有层次 型、网状型和关系型。较常见的是关系模型。
3、数据处理与数据管理
数据处理是指对各种数据进行收集、存储、加工 和传播的一系列活动的总称。数据管理指的是对 数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护 等，它是数据处理的中心问题。
6
9.1.2 数据库设计的主要任务
管理信息系统中对于大量数据的存储与共享，一 般都会用到数据库的支持，即录入的大量数据或信 息需要以某种方式存储到数据库中，并在数据库管 理系统的支持下，对数据进行各种加工处理，以实 现查询、统计等功能。因此，管理信息系统开发过 程中，对于数据库的设计是一种重要的任务。
如何将实体、信息转化为相应的数据，并以与数 据库相适合的模式存到数据库中，以实现数据共享 ，这是数据库设计的中心任务。因此，数据库设计 的主要任务包括实体的代码设计、实体概念模型到 数据模型的转换以及对数据存储结构的规范化处理 。
7
数据库设计课件
第二节 需求分析
➢调查了解用户的需求后，还需要进一步分析和抽象用户的需 求，使之转换为后续各设计阶段可用的形式。
➢在众多分析和表达用户需求的方法中，结构化分析 (Structured Analysis，SA)是一个简单实用的方法。
➢SA方法采用自顶向下，逐层分解的方式分析系统，用数据 流程图(Data Flow Diagram，DFD)、数据字典(Data Dictionary，DD)来描述系统。
第三节 概念结构设计
➢例5.2 在银行应用中，有用户、员工和支行实体集。其中用 户实体集包括用户号、姓名、年龄、性别、住址属性，员工实 体集包括员工号、姓名、性别、岗位、工资属性，支行集实体 包括支行名、经理名、地址、联系电话属性。用户与员工之间 的联系是员工为用户提供服务，员工与支行的联系是支行聘用 员工。
S 总账目
E1客 D1付款 P1 D2明细 P2 D3账目 E2会
户
单 账务处理
打印账目
计
第二节 需求分析
➢元数据是描述数据的数据，通常由据精度、来源、产生时间、 使用范围、注解等。
➢数据字典是一种用户可以访问的、记录数据库和应用程序元 数据的集合，通常是用来解释数据表、数据字段等数据结构的 意义，数据字段的取值范围、数据值代表的意义等。
➢增加的弱实体集依赖于原实体集而存在，并增加一个联系， 且弱实体集与原实体集之间是一对一联系。
姓名
性别
1 员工
经历
n 员工简历
第三节 概念结构设计
➢多值属性变换。对于多值属性，如果在数据库的实施过程中 不作处理，将会产生大量冗余数据，并且有可能造成数据的不 一致。因此要对多值属性进行变换。
➢主要有两种变换方法，第一种变换方法是对多值属性进行分 解，即把原来的多值属性分解成几个新的属性，并在原E-R图 中用分解后的新属性替代原多值属性。
数据库设计PPT课件
2、数据库设计方法 主要包括： • 计算机科学的基础知识； • 软件工程的原理和方法； • 程序设计的方法和技巧； • 数据库的基本知识； • 数据库设计技术； • 应用领域的知识。
新奥尔良（New Orleans）方法。该方法把数 据库设计分为若干阶段和步骤。并采用一些辅 助手段实现每一过程。它运用软件工程的思想， 按一定的设计规程用工程化方法设计数据库。 新奥尔良方法属于规范设计法。规范设计法从 本质上看仍然是手工设计方法，其基本思想是 过程迭代和逐步求精。
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理设计 实施 运行维护
业务流程图，数据流程图 E-R图 功能模块说明，数据结构 存储方法说明 技术手册，用户手册
从严格意义上讲，后2步过程不属于 数据库设计。
在数据库设计开始之前，首先要选定参加设计 的人员，包括系统分析人员、数据库设计人员、系 统开发人员和部分用户代表。其中分析和设计人员 是数据库设计的核心人员，他们将自始至终参与数 据库设计，他们的水平一定程度上决定了数据库系 统的质量。
4、数据库设计各阶段的任务
需求分析 任务：明确用户的要求，提出新系统的处理方案。 文档：业务流程图，数据流程图，数据字典。
概念结构设计 任务：建立概念模型。 文档：E-R图。
逻辑结构设计 任务：建立数据模型。 文档：数据结构（表）。
物理结构设计 任务：确定存取策略。 文档轻重的，他们主 要参加需求分析和数据库的运行维护，他们的积极 参与（不仅仅是配合）不但能加速数据库设计，而 且也是决定数据库设计质量的重要因素。系统开发 人员（包括程序员和操作员）则在系统实施阶段参 与进来，分别负责建立数据库、编制程序和准备软 硬件环境。
在实际中，往往把数据库 设计的过程分为如下6步。
数据库的设计ppt课件PPT课件
提高数据存储效率
通过合理设计数据库结构，可以减少 数据冗余，提高数据存储效率。
保障数据安全性
数据库设计可以制定合理的数据访问 权限和控制策略，保障数据的安全性 。
支持业务应用
数据库是业务应用的基础，良好的数 据库设计可以支持业务应用的稳定运 行和扩展。
数据库设计目标与原则
满足用户需求
根据用户需求，设计符合业务逻辑和规则的数据库结构。
保障数据完整性
通过设定合理的约束条件，确保数据的完整性和准确性。
数据库设计目标与原则
• 提高系统性能：优化数据库性能，提高数据查询、插入、 更新等操作的速度和效率。
数据库设计目标与原则
一致性原则
保持数据库结构的一致性和标准化， 避免出现不一致或冲突的设计。
完整性原则
确保数据的完整性和准确性，设定必 要的约束条件和验证规则。
要点一
实时监控
要点二
历史数据分析
通过专业工具实时监控数据库性能指标，如响应时间、吞 吐量等。
对历史性能数据进行分析，找出性能瓶颈和优化方向。
数据库性能监控及调优措施
SQL优化
优化查询语句，提高查询效率。
VS
索引优化
合理创建和使用索引，减少数据库查询时 间。
数据库性能监控及调优措施
配置调整
调整数据库配置参数，如内存分配、连接池 大小等，以适应应用需求。
数据导入与导出策略
数据导入与导出策略
查询导出
根据特定条件查询并导出所需数据。
定期导出
设定定时任务，定期导出数据库中的数据。
格式转换
将数据转换为其他格式，如CSV、Excel等，以满足不同需求。
数据库备份与恢复方案
完全备份
2024版《数据库设计》ppt课件
《数据库设计》ppt课件目录•数据库设计概述•需求分析•概念结构设计•逻辑结构设计•物理结构设计•数据库实施与维护•案例分析与实战演练01数据库设计概述数据库设计定义与重要性定义数据库设计是指根据用户需求，运用数据库技术，设计数据库结构、建立数据库及其应用系统的过程。
重要性数据库设计是信息系统开发过程中的重要环节，直接影响系统的性能、可扩展性、可维护性等。
01目标02满足用户需求03保证数据的完整性、一致性和安全性提高数据的共享性和利用率降低数据冗余度，提高数据独立性用户参与原则让用户参与数据库设计全过程，确保设计满足用户需求。
综合性原则综合考虑数据结构、数据操作、数据完整性、安全性等多方面因素。
标准化原则遵循国际、国家和行业标准，提高设计的通用性和可移植性。
优化原则在满足用户需求的前提下，优化数据库性能，提高系统效率。
流程1.需求分析2.概念结构设计1 2 33. 逻辑结构设计4. 物理结构设计5. 数据库实施•数据库运行和维护步骤1.收集和分析用户需求，确定系统功能和性能要求。
2.选择合适的数据模型，设计概念结构，形成概念模式。
02030401 3. 将概念模式转换为逻辑模式，进行逻辑优化。
4. 选择物理存储结构，设计物理模式，进行物理优化。
5. 用DDL 定义数据库结构，组织数据入库，编制与调试应用程序。
6. 试运行数据库系统，进行性能和安全测试，对系统进行评估和调整。
02需求分析需求收集与整理与用户沟通了解用户的业务需求、数据需求和处理需求。
收集资料从现有系统、文档、报表等资料中收集相关信息。
整理需求将收集到的需求进行分类、归纳和整理，形成规范化的需求描述。
数据流图与数据字典数据流图用图形化方式描述系统中数据的流动和处理过程，包括外部实体、数据流、数据存储和处理过程等元素。
数据字典对数据流图中出现的所有元素进行定义和描述，包括数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑和外部实体等。
需求分析评审与确认需求分析评审组织专家和用户代表对需求分析结果进行评审，检查需求描述的完整性、准确性和一致性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
②数据字典（Data Dictionary） 数据字典是系统中各类数据描述的集合，它以特定的格
式记录系统中的各种数据、数据元素以及它们的名字、性质、 意义及各类约束条件，以及系统中用到的常量、变量、数组和 其他数据单位的重要文档。
数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储 和处理过程五个部分：
行为特性设计是指应用程序、事务处理的设计。
5.1.2数据库设计特点
数据库设计具有硬件、软件和管理界面相结合，结构设 计和行为设计相结合的特点。
数据库原理及应用
23.09.2020
5.2数据库设计步骤
数据库应用系统的开发是一项软件工程，开发过程应遵 循软件工程的一般原则和方法。按照规范设计的方法，考虑 数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六 个阶段：
数据流描述={数据流名，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}
其中“数据流来源”指该数据流来自哪个过程，“数据流去向” 指该数据流将到哪个过程去，“平均流量”是指在单位时间（每 天、每周、每月等）内的传输次数，“高峰期流量”是指在高峰 时期的数据流量。
数据库原理及应用
23.09.2020
①数据流图（Data Flow Diagram：DFD） 也称为数据流程图，是便于用户理解的系统数据流程的图形表示， 能精确地在逻辑上描述系统的功能、输入、输出和数据存储，表 达了数据和处理的关系。 数据流图一般由以下元素组成： ●数据流
：数据及其流动方向，直线上方标明数据流名称。 ●数据流的源点/终点
需求分析的任务是通过对现实世界要处理的对象(组织、部门、 企业等)进行详细调查，在充分了解原系统（手工系统或计算机系 统）运行概况的基础上，确定新系统的功能。
调查的重点是“数据”和“处理”，通过调查、收集与分析，获 得用户对数据库的如下要求：
●信息要求 指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。由信息要求
❖ 3.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，并对其进
行优化
❖ 4.数据库物理设计阶段 ❖ 为逻辑数据模型选区一个最适合应用环境的物理结构
❖ 5.数据库实施阶段
❖ 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，并进行试运行
数据库原理及应用
23.09.2020
●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 ●数据库运行与维护
数据库原理及应用
23.09.2020
❖ 1.需求分析阶段
❖ 进行数据设计首先必须准确了解与分析用户需求，是整个 设计过程的基础。
❖ 2.概念结构设计阶段
❖ 是整个数据库设计的关键，他通过对用户需求进行综合、归 纳与抽象，形成一个独立于具体dbms得概念模型
❖ 6.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到正式运行中，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。
❖ 设计一个完善的系统是不可能一蹴而就的，他往往是上述六 个阶段的不断反复
数据库原理及应用
23.09.2020
5.2.1 需求分析
需求分析是数据库设计的第一阶段，在进行数据库设计时， 首先必须准确了解与分析用户需求(包括数据与处理)。 （1）需求分析的任务
需求调查：跟班作业、开调查会、请专人介绍、询问、设计调 查表要用户填写和查阅记录。
在需求调查的过程中，往往需要用时采用上述多种方法相 结合，并强调用户的积极参与与配合，才能取得良好的效果。
（4）需求分析的结果 结果以标准化文档的形式写出来，之后必须要提交给用户，
征得用户的认可才行。需求分析的结果通常以需求说明、数据 流图和数据字典等方式表达。
数据库原理及应用
23.09.2020
●数据项
数据项是不可再分的数据单位。其描述格式通常为：
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，与其它数据项的逻 辑关系，数据项之间的联系}
其中，“取值范围”和“与其它数据项的逻辑关系” （如该数据项与其它数据项的大小、相等关系，或等于其 他几个数据项之和，之差等关系）定义了数据的完整性约 束条件。
可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据。 ●处理要求 指用户要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，
处理方式是批处理还是联机处理。 ●安全性与完整性要求
数据库原理及应用
23.09.2020
（2）需求分析的步骤 需求分析可以按照以下三个步骤来进行： ●需求收集 ●分析整理 ●评审
（3）需求分析的方法 为了准确的了解用户的实际要求，可以采用以下方法进行
：数据流的源点和终点，方框内标明相应的名称。 ●处理
：数据处理，圆圈内标明处理名称。 ●文件
：文件和数据存储，在其内标明相应名称。 ●外部实体
：代表系统之外的信息提供者或使用者。
数据库原理及应用
23.09.2020
数据流由一组确定的数据组成。数据流用带名字的箭头 表示,名字表示流经的数据，箭头则表示流向。 处理是对数据进行的操作或加工。处理包括两方面的内容：一 是变换数据的组成，即改变数据结构；二是在原有的数据内容 基础上增加新的内容，形成新的数据。 文件是数据暂时存储或永久保存的地方。 外部实体指独立于系统而存在的，但又和系统有联系的实体。
●数据结构
数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据结构可 以由若干个数据项，或由若干个数据结构，或由若干个数 据项和数据结构组成。其描述格式通常为：
数据结构描述={数据结构名，含义说明，组成：{数据 项或数据结构}}
数据库原理及应用
23.09.2020
●数据流
数据流是数据结构在系统内的传输路径。其描述格式通常为：
第5章 数据库设计
本章要点 ❖数据库设计的内容和特点 ❖数据库设计的步骤 ❖需求分析 ❖概念结构设计 ❖逻辑结构设计 ❖物理结构设计 ❖数据库的实施和维护
数据库原理及应用
23.09.2020
5.1 数据库设计概述
5.1.1 数据库设计内容
数据库设计包含两方面的内容：结构特性设计和行为特 性设计。
结构特性设计是指根据给定的应用环境进行数据库模式 或数据库结构的设计。
式记录系统中的各种数据、数据元素以及它们的名字、性质、 意义及各类约束条件，以及系统中用到的常量、变量、数组和 其他数据单位的重要文档。
数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储 和处理过程五个部分：
行为特性设计是指应用程序、事务处理的设计。
5.1.2数据库设计特点
数据库设计具有硬件、软件和管理界面相结合，结构设 计和行为设计相结合的特点。
数据库原理及应用
23.09.2020
5.2数据库设计步骤
数据库应用系统的开发是一项软件工程，开发过程应遵 循软件工程的一般原则和方法。按照规范设计的方法，考虑 数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六 个阶段：
数据流描述={数据流名，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}
其中“数据流来源”指该数据流来自哪个过程，“数据流去向” 指该数据流将到哪个过程去，“平均流量”是指在单位时间（每 天、每周、每月等）内的传输次数，“高峰期流量”是指在高峰 时期的数据流量。
数据库原理及应用
23.09.2020
①数据流图（Data Flow Diagram：DFD） 也称为数据流程图，是便于用户理解的系统数据流程的图形表示， 能精确地在逻辑上描述系统的功能、输入、输出和数据存储，表 达了数据和处理的关系。 数据流图一般由以下元素组成： ●数据流
：数据及其流动方向，直线上方标明数据流名称。 ●数据流的源点/终点
需求分析的任务是通过对现实世界要处理的对象(组织、部门、 企业等)进行详细调查，在充分了解原系统（手工系统或计算机系 统）运行概况的基础上，确定新系统的功能。
调查的重点是“数据”和“处理”，通过调查、收集与分析，获 得用户对数据库的如下要求：
●信息要求 指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。由信息要求
❖ 3.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，并对其进
行优化
❖ 4.数据库物理设计阶段 ❖ 为逻辑数据模型选区一个最适合应用环境的物理结构
❖ 5.数据库实施阶段
❖ 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，并进行试运行
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●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 ●数据库运行与维护
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❖ 1.需求分析阶段
❖ 进行数据设计首先必须准确了解与分析用户需求，是整个 设计过程的基础。
❖ 2.概念结构设计阶段
❖ 是整个数据库设计的关键，他通过对用户需求进行综合、归 纳与抽象，形成一个独立于具体dbms得概念模型
❖ 6.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到正式运行中，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。
❖ 设计一个完善的系统是不可能一蹴而就的，他往往是上述六 个阶段的不断反复
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5.2.1 需求分析
需求分析是数据库设计的第一阶段，在进行数据库设计时， 首先必须准确了解与分析用户需求(包括数据与处理)。 （1）需求分析的任务
需求调查：跟班作业、开调查会、请专人介绍、询问、设计调 查表要用户填写和查阅记录。
在需求调查的过程中，往往需要用时采用上述多种方法相 结合，并强调用户的积极参与与配合，才能取得良好的效果。
（4）需求分析的结果 结果以标准化文档的形式写出来，之后必须要提交给用户，
征得用户的认可才行。需求分析的结果通常以需求说明、数据 流图和数据字典等方式表达。
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●数据项
数据项是不可再分的数据单位。其描述格式通常为：
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，与其它数据项的逻 辑关系，数据项之间的联系}
其中，“取值范围”和“与其它数据项的逻辑关系” （如该数据项与其它数据项的大小、相等关系，或等于其 他几个数据项之和，之差等关系）定义了数据的完整性约 束条件。
可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据。 ●处理要求 指用户要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，
处理方式是批处理还是联机处理。 ●安全性与完整性要求
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（2）需求分析的步骤 需求分析可以按照以下三个步骤来进行： ●需求收集 ●分析整理 ●评审
（3）需求分析的方法 为了准确的了解用户的实际要求，可以采用以下方法进行
：数据流的源点和终点，方框内标明相应的名称。 ●处理
：数据处理，圆圈内标明处理名称。 ●文件
：文件和数据存储，在其内标明相应名称。 ●外部实体
：代表系统之外的信息提供者或使用者。
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数据流由一组确定的数据组成。数据流用带名字的箭头 表示,名字表示流经的数据，箭头则表示流向。 处理是对数据进行的操作或加工。处理包括两方面的内容：一 是变换数据的组成，即改变数据结构；二是在原有的数据内容 基础上增加新的内容，形成新的数据。 文件是数据暂时存储或永久保存的地方。 外部实体指独立于系统而存在的，但又和系统有联系的实体。
●数据结构
数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据结构可 以由若干个数据项，或由若干个数据结构，或由若干个数 据项和数据结构组成。其描述格式通常为：
数据结构描述={数据结构名，含义说明，组成：{数据 项或数据结构}}
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●数据流
数据流是数据结构在系统内的传输路径。其描述格式通常为：
第5章 数据库设计
本章要点 ❖数据库设计的内容和特点 ❖数据库设计的步骤 ❖需求分析 ❖概念结构设计 ❖逻辑结构设计 ❖物理结构设计 ❖数据库的实施和维护
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5.1 数据库设计概述
5.1.1 数据库设计内容
数据库设计包含两方面的内容：结构特性设计和行为特 性设计。
结构特性设计是指根据给定的应用环境进行数据库模式 或数据库结构的设计。