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数据库,第6讲 作业点评及习题课 深圳大学机电与控制工程学院 主讲人 程涛,电话: 26534809Email： 办公室：科技楼528,作业（1）,一、问答题 试述概念模型的定义和作用 数据库系统的三级模式结构有何区别和联系？ 数据库系统设计的主要步骤有哪些？每个设计阶段的主要任务是什么？ 二、选择题 数据库的概念模型独立于（） A. 具体的机器世界和数据库管理系统 B. E-R图 C. 信息世界 D. 现实世界,作业（2）,在数据库中产生数据不一致的根本原因是（） A. 数据存储量大 B. 没有严格保护数据 C. 为对数据完整性进行控制 D. 数据冗余 关系数据库用（）实现数据之间的联系 A. 关系 B. 指针 C. 表 D. 公共属性（外键） E-R图属于（） A. 信息模型 B. 层次模型 C. 关系模型 D. 网状模型 一位教师可以教多门课，一门课只能由一位老师来教，则在E-R数据模型中这种联系属于（） A. 1:1联系 B. 1:n联系 C. m:n联系 D. 无法确定,作业（3）,三、应用题 设有如下教学环境，一个班级有多名学生，一个学生只属于一个班。一个学生可以选修若干门课程，一门课程只有一位教师讲授。每位教师属于一个教研室，一个教研室有若干位教师。请用E-R图画出概念模型。 设产品出库量的计算方法是：当库存量大于等于提货量时，以提货量作为出库量；当库存量小于提货量而大于等于提货量的5%时，以实际库存量作为出库量；当库存量小于提货量的5%时，出库量为0（即提货不成功）。请表示出库量计算的判定树,作业点评（1）,第一题，问答题 一般包含两个层次，即简答和论述题 对于简答题要求，给出基本要点和队每个要点的简单解释 对于论述题目，则在给出主要要点的基础上，对每个要点进行具体较为详细的说明和阐述 而在同学们的作业中普遍存在的问题是：要点不全；较少给出各个要点的阐释,作业点评（2）,试述概念模型的定义和作用？ 答：概念模型也称信息模型，是对信息世界的管理对象、属性及联系等信息的描述形式。 它主要用于对现实世界建模，表达对象之间联系的语义。概念模型不依赖于计算机系统，和选用的机器及DBMS无关，是对现实世界真实而全面的反映，是现实世界到机器世界的一个中间层次，是数据库设计的有力工具，数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。概念模型通过E-R图中的对象、属性和联系对现实世界的事物及关系给出静态描述。概念模型通过需求分析得到，对概念模型数据化处理后即可转换为某一DBMS支持的数据库的数据模型。,作业点评（3）,数据库系统的三级模式结构有何区别和联系？ 答：数据库系统的模式是数据库全体数据的逻辑整体结构和特征的描述，它仅涉及到型的描述，而不涉及到具体值。数据库系统结构分为三级模式结构，包括以下三种数据模式： (1)逻辑模式，也称为模式(Schema)，是对数据库中所有数据的整体逻辑结构和特征的描述。它是一个对所有用户数据进行综合抽象而得到的全局公共数据视图，综合了所有用户的需求。逻辑用模式描述语言DDL来定义，描述的数据库中的实体和属性的名字及他们之间的关系，是个可以放进数据项值的框架，主要包括数据库的记录型、数据项的型（结构）、记录间的联系；数据安全性定义，保密方式、级别和使用权限；完整性约束；数据访问方式。 一个数据库系统只能有一个逻辑模式，实现数据共享、减少数据冗余。它是数据库系统模式结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。以逻辑模式为框架的数据库称为概念数据库。,作业点评（4）,(2)外模式，也称子模式（Subschema），是对各个用户或应用程序所涉及数据逻辑结构和数据特征的描述，是用户自己所关注局部数据的逻辑结构和特征的描述。用子模式DDL进行定义子模式的结构、数据域、数据构造规则及数据安全性和完整性的描述。 子模式是完全按照用户对数据的需要、站在局部的角度进行设计，数据库有多个用户，则可以有多个子模式。用户不必考虑与自己无关的数据，使得用户使用数据和设计程序的工作简化；用户只能对自己需要的数据进行操作，数据库的其它数据与用户隔离，有利于数据的安全和保密；同一模式可派生出多个模式，有利于数据的独立性和共享性；只有相同的数据视图的用户，共享一个子模式。一个子模式可以为多个用户使用，它是模式的逻辑子集，一个数据库可有多个外模式（子模式）。,作业点评（5）,(3)内模式，也称存储模式（Access Schema）或物理模式（Physical Schema），是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式或底层描述。用内模式DDL进行定义数据的数据项、记录、数据集、索引和存取路径的物理组织方式；数据的优化性能、响应时间和存储空间需求；数据的记录位置、块的大小与数据溢出区等。 一个数据库只有一个内模式。无论哪一级的模式都只能是处理数据的一个框架，而按照这些框架填入的数据才是数据库的内容（模型、模式、具体值是三个不同的概念）。其目的是将系统的全局逻辑模式组织成最有的物理模式，以提高存取效率，改善系统性能。以物理模式（内模式）为框架的数据库为物理数据库。 在数据库系统中只有物理数据库才是真实存在的（计算机外存的实际数据文件），概念数据库和用户数据库在计算机外存上是步存在的，概念数据库是物理数据库的逻辑抽象形式，物理数据库是概念数据库的具体实现，用户数据库是概念数据库的子集，也是物理数据库子集的逻辑描述,作业点评（6）,作业点评（7）,数据库系统设计的主要步骤有哪些？每个设计阶段的主要任务是什么？ 答：数据库设计，即是设计数据库结构特性、行为特性和物理模式，为特定应用环境构造出最优的数据模型。 数据库设计的基本步骤如下： (1)系统规划。包括确定系统范围、系统开发的目标功能和性能、系统所需资源；估计开发成本，确定实施计划和进度，分析可能的效益；确定系统设计的原则和技术路线；选择用户环境及网络结构；确定参加数据库设计的人员。 (2)需求分析阶段。用户需求的收集和分析，结果得到数据字典描述的数据需求和数据流图描述的处理需求。,作业点评（8）,(2)概念结构设计阶段。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的概念模型，可以用E-R图表示。 (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（例如关系模型），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）。 (5)数据库实施阶段。运用DBMS提供的数据语言（例如SQL）及其宿主语言（例如C），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。 (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。,作业点评（9）,第二题，选择题 数据库的概念模型独立于（） A. 具体的机器世界和数据库管理系统 B. E-R图 C. 信息世界 D. 现实世界 答案：A 知识点： 什么是概念模型 概念模型在数据库中的作用和地位 信息的三个世界 利用数据库系统解决实际问题的基本思想和方法,作业点评（10）,在数据库中产生数据不一致的根本原因是（） A. 数据存储量大 B. 没有严格保护数据 C. 为对数据完整性进行控制 D. 数据冗余 答案：D 知识点： 数据库的特点有哪些 数据库与传统的基于手工、文件的数据管理方式的优点 什么是数据冗余？会造成何种后果？,作业点评（11）,关系数据库用（）实现数据之间的联系 A. 关系 B. 指针 C. 表 D. 公共属性（外键） 答案: D 知识点： 什么是关系 什么是指针 什么是表（在数据库中表的含义），注意区分关系（型，是规范的二维表）与表（关系的实例） 什么是外键，它在数据库中不同关系（表）中起到何种作用,作业点评（12）,关系模型实际上可用“表”来描述，但不是一般意义上的表格,作业点评（13）,E-R图属于（） A. 信息模型 B. 层次模型 C. 关系模型 D. 网状模型 答案：A 知识点： E-R图的主要用途 概念模型与具体的数据模型间的区别 三种主要数据模型,作业点评（14）,一位教师可以教多门课，一门课只能由一位老师来教，则在E-R数据模型中这种联系属于（） A. 1:1联系 B. 1:n联系 C. m:n联系 D. 无法确定 答案：B 知识点： 什么是实体（实体型以及实体集）间的联系 联系有哪几种类型 联系对于描述现实世界对象或事物有何意义,作业点评（15）,第三题，应用题 设有如下教学环境，一个班级有多名学生，一个学生只属于一个班。一个学生可以选修若干门课程，一门课程只有一位教师讲授。每位教师属于一个教研室，一个教研室有若干位教师。请用E-R图画出概念模型。,作业点评（16）,第1题的要点及存在的问题 首先分析题目描述中出现哪些对象实体：班级、学生、课程、教师、教研室 其次，再分析这些对象之间存在何种关系：1:1、1:n还是n:m 知道用E-R图表达概念模型的基本要素和方法，之后，再用ER图画出来 如果题目进一步要求：为这些实体定义相关的属性 其实题目往往隐含对属性的要求，看到这个题目应该可以想象这是一个学生选课、老师授课的一个数据库系统的关系数据模型，试想你作为设计人员为实现对学生选课、老师授课的基本功能，需要定义哪些属性来描述这些对象实体，选择什么属性作为它们的主码或主键，外键又如何确定 进一步将整个E-R模型转换成关系模式，该如何转换？,作业点评（17）,作业点评（18）,存在的问题是将E-R图当成一般的框图，这是完全不同的两个概念，根本就不知道E-R图的基本元素和表达方法,作业点评（19）,E-R图 实体型，用矩形表示，矩形框内写明实体名 属性，用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来 联系 联系本身：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，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n） 联系的属性：联系本身也是一种实体型，也可以有属性。如果一个联系具有属性，则这些属性也要用无向边与该联系连接起来,学生,作业点评（20）,联系的表示方法,作业点评（21）,联系的表示方法,作业点评（22）,【典型例题1】将下面的E-R图转换为关系模型,作业点评（23）,解：转换为一组关系模式为 借书人（借书证号，姓名，单位） 图书（书号，书名，数量，位置，出版社名） 出版社（出版社名，机构代码，电话，邮编，地址） 借阅（借书证号，书号，借书日期，还书日期） 出版（书号，出版社名） 注意：关系模式的主码用下划线标注，外键则用下划波浪线标出,作业点评（24）,知识点 在E-R图中要用一个短线标注在实体与其主属性的连线上，以表明该实体的主码（主键） 如何区分实体和属性 实体与属性是相对而言的 一般原则 准则 属性不能再具有需要描述的性质，即属性必须是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成 准则2 属性不能与其他实体具有联系，联系只发生在实体之间 符合上述两条特性的事物一般作为属性对待 为了简化E-R图的处置，现实世界中的事物凡能够作为属性对待的，应尽量作为属性,作业点评（25）,E-R图向关系模型的转换 转换内容 E-R图由实体、实体的属性和实体之间的联系三个要素组成 关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合 将E-R图转换为关系模型： 将实体、实体属性和实体间联系转化为关系模式 转换原则 一个实体型转换为一个关系模式 实体型的属性关系的属性 实体型的码关系的码,作业点评（26）, 一个m:n联系转换为一个关系模式 关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性 关系的码：各实体码的组合 一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并 1) 转换为一个独立的关系模式 关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性 关系的码：n端实体的码 2) 与n端对应的关系模式合并 合并后关系的属性：在n端关系中加入1端关系的码和联系本身的属性 合并后关系的码：不变 可以减少系统中的关系个数，一般情况下更倾向于采用这种方法,作业点评（27）,将含有1:n联系的E-R图转换为关系模型。 方案1：联系形成的关系独立存在 仓库（仓库号，地点，面积）； 产品（产品号，产品名，价格）； 仓储（仓库号，产品号，数量）. 方案2：联系形成的关系与n端对象合并 仓库（仓库号，地点，面积）； 产品（产品号，产品名，价格，仓库号，数量）,作业点评（28）, 一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并 1) 转换为一个独立的关系模式 关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性 关系的候选码：每个实体的码均是该关系的候选码 2) 与某一端对应的关系模式合并 合并后关系的属性：加入对应关系的码和联系本身的属性 合并后关系的码：不变,作业点评（29）,将右图中E-R图转换为关系模型。 方案1：联系形成的关系独立存在 职工（职工号，姓名，年龄）； 产品（产品号，产品名，价格）； 负责（职工号，产品号）. 方案2：“负责”与“职工”两关系合并： 职工（职工号，姓名，年龄，产品号）； 产品（产品号，产品名，价格）； 方案3：“负责”与“产品”两关系合并： 职工（职工号，姓名，年龄）； 产品（产品号，产品名，价格，职工号）.,作业点评（30）, 三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式 关系的属性：与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性 关系的码：各实体码的组合 同一实体集的实体间的联系，即自联系，也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理 具有相同码的关系模式可合并 目的：减少系统中的关系个数 合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其中的同义属性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的次序,作业点评（31）,【典型例题2】将下图转换成关系模式。假设数量答，有如下常用的数据库操作 查询某顾客于某日所订货物清单 某顾客送来新订单 某顾客订单已执行或终止 查询某顾客的某订单的某项订货由哪个厂家供货 查询产品的库存量及单价 试建议一个数据库物理设计方案。设计时，不做代价比较、仅根据一般原则提出初步的物理设计方案，并可以根据需要做一些合理的假定。,作业点评（32）,作业点评（33）,解： 初步的物理设计方案如下： 顾客（顾客号，姓名，地址） 订单（订单号，顾客号，订货日期，交货日期，总金额） 订货项目（订单号，产品号，数量，估价） 产品（产品号，类别，单价，库存量） 生产厂（厂号，厂名，地址） 货源（厂号，产品号，出厂价，交货日期） 订货（顾客号，订单号） 订货产品（产品号，订单号）,作业点评（34）,为满足上述处理要求，根据一般物理设计原则，在每个关系的主键上建立索引 由操作可知，应对“订单”文件按“顾客号订货日期”建立索引 由操作可知，送来的新订单数据，可直接输入订单与订货项目文件中 由操作可知，订单已执行或终止，可在“订单”与“订货项目”中删去该份订单 如果要查询订单执行情况，可在订单文件中增加“执行情况”属性，其值可为：执行、未执行、终止,作业点评（35）,由操作可知，要实现这个处理，需要将“订单”、“订货项目”文件按“订单号”联结，然后再与“货源”文件中“产品号”进行联结，最后与“生产厂”文件联结得到具体厂名信息 由操作可知，只要查“产品”文件即可 用于大部分查询是按照“顾客号”进行的，所以这些顾客号相同的订单可考虑在物理上尽量聚簇在一起，以加快查询速度,作业点评（36）,设产品出库量的计算方法是：当库存量大于等于提货量时，以提货量作为出库量；当库存量小于提货量而大于等于提货量的5%时，以实际库存量作为出库量；当库存量小于提货量的5%时，出库量为0（即提货不成功）。请表示出库量计算的判定树,作业点评（37）,解：,作业点评（38）,知识点： 判定表（决策表）是采用表格方式表示处理逻辑的一种工具 它将所有的条件列在表中，通过条件的组合，表明应采取的策略。判定表特别适用于条件很多，而且每一个条件的取值有若干个，相应的动作也很多的情形 判定表的编制方法是：,作业点评（39）,列出所有的n个条件 列出所有的条件组合，条件组合数最多为2n个 按全部条件组合列出其对应的行动方案 整理方案。有些条件组合在实际中可能是矛盾或无意义的，需要将它们剔除；某些不同组合条件下的行动是相同的，需要将它们合并。,作业点评（40）,判定树/决策树 (Decision Tree) 判定树以图形方式描述加工逻辑，它结构简单，易读易懂 一般形式 决策树的左边为树根，从左向右依次排列各条件，左边的条件比右边的优先考虑。根据每个条件的取值不同，树可以产生很多分支，各分支的最右端(即树梢)为不同的条件取值状态下采取的行动(也称策略),作业点评（41）,作业点评（42）,【典型例题3】编写学校教学管理系统的数据字典。内容包括数据项、数据流、处理逻辑、数据存储、 外部实体等方面。 解：只需列出某一个数据项、数据流、处理逻辑、数据存储、 外部实体等中的某一个即可。 如 数据项： 数据项编号：J-01 数据项名称：学号 别 名：无 简 述：表示学生学籍的代号 类型及宽度：字符型，10位 取值范围 ：“0000000000”“9999999999”,作业点评（43）,知识点 数据字典及其用途 是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果 用来说明或描述系统中数据的静态组成结构的，是各类数据描述的集合，即元数据，而非数据本身 在数据库设计中占有很重要的地位，数据字典为设计人员和数据库管理员在数据设计、实现和运行阶段控制有关数据提供依据,作业点评（44）,数据字典的内容 数据库系统中所有数据的详尽描述，是各类数据属性的清单，主要包括： 数据项：数据的最小单位 数据结构：若干数据项有意义的集合 数据流：表示某一处理过程的输入或输出 数据存储：处理过程中存取的数据 处理过程：该过程的功能等 数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容，数据字典在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改充实、完善,作业点评（45）,学生学籍管理子系统的数据字典,作业点评（46）,作业点评（47）,作业点评（48）,【典型例题4】某工厂成品库管理的业务过程如下：成品库保管员按车间送来的入库单登记库存台帐。发货时，发货员根据销售科送来的发货通知单将成品出库，并发货，同时填写三份出库单，其中一份交给成品库保管员，由他按此出库单登记库存台帐，出库单的另外两联分别送销售科和会计科。试按此业务过程画出业务流程图,作业点评（49）,参考业务流程图,作业点评（50）,知识点 数据流 表示数据和数据流向， 由一组固定成分的数据组成，如“选课单”由“学号、姓名、课程编号、课程名”等成分组成 数据流可从加工流向加工，也可在加工与数据存储或外部项之间流动；两个加工之间可有多股数据流 数据流的命名 用名词，不要使用意义空洞的名词 尽量使用现实系统已有名字,作业点评（51）,数据流图的画法 数据流图(Data Flow Diagram，简称DFD) 是一种最常用的结构化分析工具，它从数据传递和加工角度，以图形的方式刻画系统内的数据运动情况，数据流图中具有四种基本成分，如下图所示,作业点评（52）,数据存储,或,数据流,或,数据源/终点名,或,数据处理(加工),数据流图的基本成分及其表达符号,作业点评（53）,数据流：用标有名字的箭头表示有流向的数据 数据处理（加工）： 用标有名字的圆圈表示对数据进行加工或变换 它的名字应能简明扼要地表明所完成的是什么加工 数据存储（文件）： 在数据流图中起着保存数据的作用，指向数据存贮的数据流可以理解为写数据，从数据存贮引出的数据流可以理解为读数据，双向数据流可以理解为修改数据 以类似书本的符号表示数据暂存的处所对数据文件进行的处理，可以用指向或离开的箭头表示 数据来源及终点： 用命名的方框表示，表明数据的来源或数据去向 表示图中出现数据的始发点或终止点，它在图中的出现仅仅是一种符号，并不需要以软件的形式进行设计和实现,作业点评（54）,在数据流图中，如果有两个以上数据流指向一个加工或从一个加工中引出，则这些数据流之间往往存在一定的关系，通常用下图所示符号表示这种关系,作业点评（55）,画数据流时需注意的问题 不要把控制流作为数据流， 如：下图中读下张卡属于控制流，不应画出 不要标出激发条件,作业点评（56）,加工 表示对数据进行的操作， 如“处理选课单” 、“产生发票”等 加工的编号，说明这个加工在层次分解中的位置 (分层DFD) 加工的命名 顶层的加工名就是整个系统项目的名字 尽量最好使用动宾词组，也可用主谓词组 不要使用空洞的动词,作业点评（57）,加工的命名 无意义的名字： 较好的命名：,作业点评（58）,数据存储 表示需要保存的数据流向， 如“ 学生档案”、“课程设置”等 数据存储与加工的方向 “读出 ”、“写入 ” 分层数据流程图中，数据存储一般局限在某一层或某几层 命名方法与数据流相似,作业点评（59）,几种错误,作业点评（60）,怎样画DFD 与程序流程图不同，DFD不表示程序的控制结构，只描述数据的流动 DFD分成多层(子图、父图概念)表示， 从而逐步展开数据流和功能的细节，DFD的分层表示如下图,作业点评（61）,数据流图的层次划分 把待解决的问题当作一个整体系统，找出其输入、输出和处理（即：外部项、处理功能、存储数据、数据流向），不考虑其中细节部分，画出第一层数据流图 遵循由上至下、逐步求精的原则，根据业务范围和处理功能，在第一层数据流图的处理框中进一步细划，找出其内部的业务处理关系和数据传输关系，画出第二层数据流图 根据问题的复杂程度按照上述方法逐步分层，直到所需表达的数据都显露出来,作业点评（62）,画分层DFD (1)先画出顶层DFD (2)自顶向下画出各层DFD 分解原则： 分解后的软件成分有相对独立功能 一次分解不要加入细节过多 由外向里画DFD (3)先考虑稳定状态，忽略系统的工作条件， 即怎么开始、怎么结束的 (4)忽略琐碎的枝节，如出错处理等 (5)随时准备重画,作业点评（63）,画分层DFD的指导原则 （1）父图-子图平衡 （2）局部数据存储 （3）编号 （4）分解的程度,作业点评（64）,父图-子图平衡 模型分解时必须保持父图的输入输出数据流和子图输入输出数据流相同,作业点评（65）,局部数据存储的使用 出现在加工之间的界面时，才画出来,作业点评（66）,加工编号 加工的编号原则： 子图图号为分解的父图中的加工号，同级子图在最后数字以序号区别,作业点评（67）,分解的程度 分解的深度与层次： 按功能情况定，一般设深度为3-5 如超过5个加工最好分解画，否则容易出错,图书馆管理系统DFD实例,实例：图书馆管理系统 购入新书 新书编卡片，包括：类目录号、 流水号(唯一)、书名、作者、内容摘要、价格、购书日期等信息 写入图书目录文件 读者借书 填借书单(包括：读者号、欲借图书分类目录号) 检查读者号有效性，无效，拒借 读者号有效，检查借书是否超数? 已达5本，拒绝借 未超，可借，登记图书分类目录号、读者号、借阅日期等，写回借书文件中,图书馆管理系统DFD实例（续）,读者还书 根据图书流水号，从借书文件中读出与该书相关的借阅记录， 查明借书日期，还书日期，求借书时间，再重写回借书文件中，超过期限罚款 图书注销 从借阅图书文件中删除相关记录 丢失图书时从图书文件中删除相关记录并罚款 查询统计 查询某读者情况 查询某图书借阅情况 统计图书借阅情况,图书馆管理系统DFD实例（续）,数据流程图 顶层数据流图,图书馆管理系统DFD实例（续）,0层数据流图,处理 查询,2,处理 要求,1,查询要求,图书管理要求,罚款单,统计表,图书情况,读,者,情,况,目录文件,借书文件,图书馆管理系统DFD实例（续）,一层数据流图 (a),图书馆管理系统DFD实例（续）,一层数据流图 (b),查询类 别处理,查询 要求,2.1,读者查询,2.2,统,查询的 读者情况,统计表,一层数据流图 (b),图书查询,借书文件,要,查询的图书情况,2.3,图书统计,2.4,计,求,读者文件,目录文件,读者情况,图书情况,图书馆管理系统DFD实例（续）,二层数据流图 (1.3),检查 借书单,借书单,1.3.1,审定借书限额,1.3.2,无效 借书单,借书文件,读者文件,有效 借书单,登记借书信息,1.3.3,合格 借书单,超额 借书单,图书馆管理系统DFD实例（续）,二层数据流图 (1.4),审定还书期限,还书单,1.4.1,修改借书信息,1.4.2,借书文件,未超期 还书单,计算超期罚款,1.4.3,还书单,超期 还书单,罚款单,图书馆管理系统DFD实例（续）,作业点评（68）,DFD的改进 检查正确性 提高易理解性 重新分解,作业点评（68）,检查正确性 分析员可以从以下几个角度来检查DFD的正确性： 数据守恒 数据存储的使用 父图和子图的平衡,作业点评（69）,数据守恒 数据不守恒的情况有两种： 一是，某个加工输出的数据并无相应的数据来源，可能是某些数据流被遗漏了 运动员名单=队名+ 姓名+ 项目 项目参加者=项目+ 姓名+ 运动员号 “运动员号”并无数据来源,作业点评（70）,二是，一个加工的输入并没有用到，这不一定是错误。可与用户进一步讨论，是否属于多余的数据流 订货单=单位名+ 货名+ 货号+ 数量 价目=货名+ 单价 发票=单位名+ 货名+ 数量+ 单价+ 总计 经商量，“货号”确属多余，故删去,作业点评（71）,数据存储的使用 判断：是否存在“只读不写”或“只写不读”的数据存储 （注意在所有的DFD中检查）,作业点评（72）,提高易理解性 简化加工之间的联系 应尽量减少加工之间输入输出数据流的数目。因为加工之间的数据流越少，各个加工的功能就越相对独立。例： 注意分解的均匀 即图中各个部分不均匀。一张图中，如果某些加工已是基本加工（细节），而另一些加工还可进一步分解成三、四层，则应考虑重新分解 适当地命名 名字的意义要明确，容易理解 如果难以为DFD图中的成分（数据流、加工等）命名，往往说明分解不当， 可考虑重新分解,作业点评（73）,重新分解 在画第N层时意识到在第N-1层或第N-2层所犯的错误，此时就需要对第N-1层、第N-2层作重新分解 (1)把需要重新分解的某张图的所有子图连接成一张 (2)把图分成几部分，使各部分之间的联系最少 (3)重新建立父图，即把第2)步所得的每一部分画成一个圆，而各部分之间的联系就是加工之间的界面 (4)重新建立各张子图，这只需把第2)步所得的图按各部分的边界剪开即可 (5)为所有的加工重新命名和编号,应用举例,某订货系统功能说明如下： 假设某一企业采购部门每天需要一张订货报表，报表按材料编号排序，报表中列出所有需要再次订货的材料。对于每种需要再次订货的材料应列出下列数据：材料编号、名称、订货数量、目前价格（或参考价格）、主要供应单位、第二供应单位等。材料入库或出库称为事务，通过放在仓库的CRT终端把事务报告给订货系统。当某种材料的库存数量少于库存量临界值时就应该再次订货。,应用举例(续),如何画出上述订货系统的数据流程图呢？ 考虑数据的源点和终点。从上面对系统的描述可以知道，仓库管理员通过终端把事务报告给订货系统，系统经过汇总处理，每天向采购部提供一张订货报表。所以，采购员是数据的终点，而仓库管理员是数据的源点。,应用举例(续),考虑处理。问题给出“采购部需要报表”，因此必须有一个用于产生报表的处理。输入事务的结果是改变材料库存量，然而任何改变数据的操作都是处理，因此对事务进行的加工是另一个处理。 考虑数据流。系统把订货报表送给采购部，因此订货报表是一个数据流；仓库需要将每笔事务输入到系统中，显然事务是另一个数据流。 考虑数据存储。从问题的阐述中，可以看出产生报表和处理事务这两个处理在时间上明显不匹配，每当有一个事务发生时就必须立即处理事务，而每天只产生一次订货报表。因此，用来产生订货报表的数据必须存放一段时间，也就是应该有一个数据存储。另外，“当某种材料的库存数量少于库存量临界值时就应该再次订货”，这个事实意味着必须在某个地方有材料库存量和库存量临界值这样的数据。因此，需要有一个保存清单的数据存储。,应用举例(续),一旦把数据流程图中的四种成份都分离出来之后，就可着手绘制系统的数据流程图了。数据流程图的绘制也是采用自顶向下的方法，由粗到细，逐层细化，最后形成一套完整的拟建系统的数据流程图。,应用举例(续),应用举例(续),应用举例(续),（1）数据存储条目,应用举例(续),（2）数据流条目,应用举例(续),（3）数据项条目,应用举例(续),（4）加工条目,应用举例(续),（5）外部项条目,应用举例(续),（5）外部项条目,课程设计,课程设计的目的 本课程设计是数据库课堂学习后的主要实践性教学环节之一，其目的在于巩固、加深对数据库系统基础理论和基本知识的理解，掌握以数据库为核心的信息系统分析、设计、开发、维护和管理的基本理论和基本方法，提高解决实际管理问题、开发信息系统的实践能力 课程设计充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式，以学生为认知主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力的培养。 是本课程的第一个实践环节，也是在学习完数据库系统设计后重要的一次课程实践,课程设计（续）,课程设计内容及要求 为了加强学生对Database知识应用能力的培养，安排不同内容和形式的课程设计，以锻炼学生的实践能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养学生团结协作的精神 此次课程设计是以数据库系统实验指导和习题解答P32页“实验一 数据库系统设计”的基本内容加以拓展而提出的,课程设计（续）,本次课程设计的主要内容是 要求学生结合各自在工作、学习和生活中对于信息系统所接触、了解和使用的实际情况，自选一个小型的实际数据库系统应用项目，进行系统分析和方案设计，进而开展数据库系统的开发和实现 根据课程设计时间选择适当规模大小的设计课题，以及选择合适的内容作为课程设计选题，如： “网上采购管理信息系统” “招标/投标系统” “企业合同管理系统” “企业合作伙伴评价选择系统” “酒店预定系统” “航空订票系统”,课程设计（续）,“生产设备管理系统” “库存管理系统” 如港口仓储管理、配送中心仓储等 “网络销售管理系统” “人事管理系统” 如工资、考评、绩效、考勤等 “绩效管理及考核系统” “配送中心物流管理信息系统” 如家电、服装等 “中小型企业购销存管理信息系统” “网上购物系统的设计与开发” 如书店、花店、小商品、废旧回收,课程设计（续）,“学生学籍及成绩管理信息系统” “教师教学科研管理信息系统” “院系教学科研管理信息系统” 如选课系统、网上课堂、网上作业等 “大学教学实验室管理信息系统” 如实验设备仪器管理、实验预约、 “图书管理信息系统”； 如图书采购、图书借阅等 “地方政府电子政务系统方案设计” “居民社区管理信息系统方案设计” 如社区安全监控系统、社区居民人员管理等 医院信息系统 如个人（病人）健康信息系统、医生信息及护士信息管理、疾病预防预警控制系统等,课程设计（续）,主要步骤,课程设计（续）,需求分析 就是分析用户的需要与要求 需求收集和分析，结果得到数据字典描述的数据需求和数据流图描述的处理需求,课程设计（续）,需求分析的任务 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）工作概况，明确用户的各种需求 收集支持系统目标的基础数据及其处理方法 在此基础上确定新系统的功能和边界。新系统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 需求分析方法 调查与初步分析用户需求 进一步分析和表达用户需求（自顶向下或自底向上的结构化设计方法，逐步扩张的设计方法，混合策略设计的方法） 数据流图(Data Flow Diagram，简称DFD),课程设计（续）,数据字典 用来说明或描述系统中数据的静态组成结构的，是各类数据描述的集合，在数据库设计中占有很重要的地位，数据字典为设计人员和数据库管理员在数据设计、实现和运行阶段控制有关数据提供依据 数据库系统中所有数据的详尽描述，是各类数据属性的清单，主要包括： (1)数据项：数据的最小单位 (2)数据结构：若干数据项有意义的集合 (3)数据流：表示某一处理过程的输入或输出 (4)数据存储：处理过程中存取的数据 (5)处理过程：该过程的功能等,课程设计（续）,概念结构设计 需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求，将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型 设计概念结构的几种方法 E-R图的画法： 抽象数据并设计局部视图 集成局部视图（合并、修改与重构），得到全局概念结构,课程设计（续）,数据库逻辑结构的设计 把概念数据库设计阶段产生的概念数据库模式变换为逻辑数据库模式 逻辑数据库设计依赖于逻辑数据模型和数据库管理系统 主要步骤 E-R图向关系模型的转换 向特定DBMS规定的模型进行转换 数据模型的优化 设计用户子模式,课程设计（续）,逻辑结构设计步骤示意图,课程设计（续）,数据库的物理设计 为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（数据库在物理设备上的存储结构与存取方法）的过程 数据库物理设计的步骤 选择物理数据库设计所需参数 确定数据库的物理结构：确定选择哪些存取方法；索引存取方法的选择和聚簇（Cluster）方法；确定数据的存放位置和存储结构；确定系统配置 对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率 如果评价结果满足原设计要求则可进入到物理实施阶段，否则，就需要重新设计或修改物理结构，有时甚至要返回逻辑设计阶段修改数据模型,课程设计（续）,数据库实施 数据库实施的工作内容 用DDL定义数据库结构 组织数据入库 编制与调试应用程序 数据库试运行,课程设计（续）,课程设计（续）