管理信息系统第07章-4 数据库设计

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数据库设计

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学习要点数据库设计的特点 数据库设计的基本步骤

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1 数据库设计概述数据库设计对于一个给定的应用环境构造最优的数据库模式

数据库应用系统使用数据库的各类系统

信息系统信息系统是提供信息，辅助人们对应用环境进行控制和进 信息系统是提供信息， 行决策的系统 数据库是信息系统的核心和基础

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数据库设计方法简述手工试凑法和技术人员水平和经验有关

规范设计法将数据库设计分阶段进行 E-R模型、关系范式理论等方法应用于设计的不同阶段 模型、 模型 本质上还是手工设计法，基本思想是设计过程迭代、逐步 本质上还是手工设计法，基本思想是设计过程迭代、 求精

自动数据库设计工具Design 2000(ORACLE), PowerDesigner(SYBASE) 数据设计和应用设计同时进行 很多计算机辅助软件工程( 很多计算机辅助软件工程(CASE,Computer Aided , Software Engineering)工具 )

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按照规范化设计的方法

数据库设计的基本步骤应用需求 (数据、处理 数据、 数据 处理) 转换规则、 转换规则、 DBMS功能、 功能、 功能 优化方法 应用要求 DBMS详细特征 详细特征 设计物理结构 需求收集和分析 设计概念结构 设计逻辑结构 数据模型优化

需求分析阶段 概念设计阶段

需求文档 数据字典 数据流图等 用E-R图描述 图描述 的概念模型

逻辑设计阶段

某种数据模型 并优化 存储安排 方法选择 存取路径建立 编写模式 数据装入 数据库试运行

物理设计阶段设计评价， 设计评价，性能预测 物理实现 试验性运行不满意 不满意

数据库实施阶段

使用、 使用、维护数据库

数据库运行维护阶段5 性能检测、转储 恢复 性能检测、转储/恢复 数据库重组和重构

过程迭代、 过程迭代、逐步求精的设计思想

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数据库结构设计阶段数据库的设计必须与数据处理的设计在每一各设计步骤中紧密 结合，相互参照，相互补充

设计阶段数据 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理设计 实施阶段 运行维护

设计描述处理 数据流图和判定树、数据字典 中处理过程的描述 系统说明书 (系统要求、方案、 概图、数据流图) 系统结构图(模块结构) 模块设计 程序编码、编译联结、测试 新旧系统转换、运行、维护6

数据字典、数据项、数据流、 数据存储的描述 概念模型(E-R图)、数据字典 某种数据模型(如关系) 存储安排、方法选择、存取路 径建立 编写模式、装入数据、数据库 试运行 性能监测、转储/恢复、数据库 重组和重构

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2 需求分析需求分析的任务：调查、收集、 需求分析的任务：调查、收集、分析用户对 数据库的要求信息要求需存储的数据

处理

要求要完成的功能、响应时间、 要完成的功能、响应时间、处理方式等

安全性与完整性要求用户管理、数据管理、 用户管理、数据管理、数据一致性等

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需求分析的过程

调查组织 机构总体 情况

熟悉 业务活动

明确 用户需求

确定 系统边界

概念 设计

用户

设计员

DD DFD

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3 概念结构设计概念结构将在需求分析阶段得到的应用需求抽象为信息世 界的结构，常用E-R模型来描述 界的结构，常用 模型来描述 独立于机器

概念结构的特点真实充分地反映客观世界 易于理解 易于更改 易于转换成为数据模型9

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概念结构设计的方法自顶向下首先定义全局概念结构的框架， 首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化

自底向上首先定义各局部应用的概念结构， 首先定义各局部应用的概念结构，然后集成

逐步扩张首先定义最重要的核心概念结构， 首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充

混合策略首先用自顶向下策略设计全局概念结构的框架， 首先用自顶向下策略设计全局概念结构的框架，再集成用 自底向上策略设计的各局部概念结构

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概念结构设计的步骤需求分析数据抽象 局部视图设计 用户反馈 直至满意 视图集成总E-R图 DD DFD

局部E-R图

逻辑结构设计

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数据抽象

数据抽象抽象出对客观世界中的概念、 抽象出对客观世界中的概念、对象的本质特性 用于在需求分析阶段将收集到的数据进行分类、 用于在需求分析阶段将收集到的数据进行分类、 组织(聚集 从而形成实体、实体的属性， 聚集), 组织 聚集 ，从而形成实体、实体的属性，标识实 体的码，确定实体间的联系类型，以便设计相应 体的码，确定实体间的联系类型， 的E-R图 图

三类数据抽象机制分类 聚集 概括12

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数据抽象机制之一分类 将一类具有共同特性和行为的对象定义为一种某类 模型中的实体型就是这种抽象， 型，在E-R模型中的实体型就是这种抽象，如学生， 模型中的实体型就是这种抽象 如学生， 课程 抽象了对象的值和型之间“is member of”语义 抽象了对象的值和型之间“ 语义实体型 学生 “is member of” 张英 王平 赵斌 C语言 数据库 语言 实体型 课程 “is member of” 操作系统13

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数据抽象机制之二聚集 定义某类型的组成成分，对应E-R模型中实体的属 定义某类型的组成成分，对应 模型中实体的属 性 抽象了对象类型和其成分之间的“ 抽象了对象类型和其成分之间的“is part of”语义 语义

实体型

学生 “is part of”

仓库

仓库号

面积

主任

属性 学号

姓名

专业

班级

姓名 年龄 性别 工资

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数据抽象机制之三 概括定义类型之间的

子集联系，形成超(父)类、子类 抽象了类型之间“is subset of”语义 概括的重要性质：继承，即子类集成超类的所有抽象 是E-R模型的抽象机制的扩充学号, 姓名, 学号 姓名 性别, 性别 年龄

超类 学生

“is subset of”子类专业， 专业， 综合排 名

本科生

研究生导师， 导师， 研究方向15

概括的E-R表示 表示 概括的

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概念设计的第一步利用抽象机制， 利用抽象机制，对需求分析阶段收集到的数据 进行分类、组织(聚集) 进行分类、组织(聚集) 形成实体 实体的属性，标识实体的码 实体， 形成实体，实体的属性，标识实体的码，确定 实体间的联系类型 联系类型. 实体间的联系类型 设计局部 局部E-R图 设计局部 图