01 基本概念与概念结构设计

数据库设计主讲：齐会娟

课程介绍性质:专业基础课 总学时:72学时 考核方式:卷考+大作业

课程目标 理解数据库的基本概念 掌握关系数据库的设计理论和方法 熟悉Microsoft Access和SQL Server的基本操作 创建数据库、表、检查约束 熟悉SQL语句和T-SQL程序 为Java、.NET数据库开发提供基础

第一讲

数据库分析与设计

本讲目标 理解数据的基本概念 熟识数据库的设计步骤 熟悉数据库的概念结构设计

一、数据库基本概念 数据(data):是指存储在某一种媒体上能够识别的 物理符号。 形态：数字、文字、图形图像、影像、动画、声音等。

数据库(DB):是被长期存放在计算机内、有组织 的、可以表现为多种形式的可共享的数据集合。 数据库管理系统(DBMS):对数据库进行管理的系 统软件。 职能： 有效的组织和存储数据； 获取和管理数据； 接受和完成用户提出的访问数据的各种要求。

一、数据库基本概念 数据库系统(DBS):拥有数据库技术支持的计算 机系统。 组成： 硬件：有足够大的内存；有足够大的直接存储设备； 有较高 的数据传输能力。 系统软件：操作系统、数据库管理系统、与数据接口的高级语 言及其编译系统。 应用程序 各类人员：数据库管理员、系统分析员、应用程序员、最终用 户

二、数据管理技术的发展计算机对数据的管理是指对数据的组织、分类、编 码、存储、检索和维护提供操作手段。 人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段

二、数据管理技术的发展 人工管理阶段硬件：没有直接存取设备。 软件：没有操作系统及管理数据的软件 数据：数据量小、数据无结构，由用户直接管理，且数 据间缺少逻辑组织，数据依赖于特定的应用程序，缺乏独 立性。

二、数据管理技术的发展 文件系统阶段硬件：直接存取设备 软件：通过文件系统，对文件中的记录进行存取，并 可以实现对文件的修改、插入、删除。 数据：数据共享性、独立性差且冗余度大。

二、数据管理技术的发展 数据库系统阶段硬件：出现大容量磁盘。 软件：数据库管理系统。 数据：共享性高，冗余度小，具有一定的程序与数据间 的独立性，并且实现了对数据进行统一的控制。

三、数据库设计步骤 按照规范设计的方法，数据库设计可以分为以下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； 物理结构设计阶段； 实施阶段； 运行和维护阶段。

1.需求分析阶段 需求分析的任务是通过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)工作的概况， 明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系 统的功能。在新系统的设计中必须充分考虑今后 可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来 设计数据库。

2.概念结构设计阶段 概念结构设计是整个数据库设计的关键，它通 过对用户需求的综合、归纳和抽象，形成一个独 立于具体的数据库管理系统的概念模型。概念结 构设计是按用户的观点对数据和信息建模，是现 实世界到信息世界的第一层抽象，是用户和数据 库设计人员交流的语言。在概念结构设计中一般 利用实体联系模型(简称E-R模型)来反映其关 系。

3.逻辑结构设计阶段 逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段 设计好的基本E-R模型转换为所选用的数据库管 理系统所支持的数据模型相符合的逻辑结构。通 常逻辑结构设计分为两个步骤: 第一步，将E-R模型按照数据模型转换的原则， 将其转化为数据库管理系统所能支持的数据模型； 第二步，对数据模型进行优化，以提高系统效 率。

4.物理设计阶段 为逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的 物理结构(包括存储结构和存取方法),它完全 依赖于给定的计算机系统。

5.实施阶段 在数据库实施阶段，设计人员运用数据库管 理系统所提供的数据语言，根据逻辑设计和物理 设计的结果创建数据库、编制与调试应用程序、 组织数据入库并进行试运行。

6.运行和维护阶段 数据库试运行合格之后，数据库开发工作就基 本完成，即可投入正式运行。数据库投入正式运 行则标志着开发任务的完成和维护工作的开始， 并不表示设计过程的结束。由于系统使用环境的 不断变化，数据库运行过程中物理存储也会不断 变化，因此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，也是设计工作的继 续和提高。

四、数据库概念结构设计现实世界(事物、事物性质)抽象化

信息世界数据化

概念模型描述

数据世界(记录、数据项)概念模型：人们对现实世界中事物及事物间联系的一种抽象描述。