第五章-系统设计-详细设计-数据库11.0汇总课件

1、第五章系 统 设 计精品文档数据库设计的重要性管理信息系统的本质：对大量的数据进行处理、分析为管理提供决策信息，这就意味着系统必须要存储和管理大量数据。因此建立一个良好的数据组织结构和数据库，使整个系统都可以迅速、方便、准确地调用和管理所需数据，是衡量信息系统优劣的主要指标之一。2精品文档数据库设计的目标建立一个合适的数据模型。这个数据模型要达到的要求：（1）满足用户要求（2）满足某个数据库管理系统的要求，能够实现。（3）具有较高范式。3精品文档数据库设计一、数据库概述二、数据库设计4精品文档一、数据库概述相关术语数据库DB 在计算机系统中按照一定的数据模型组织、存储的可共享的数据集合；数据库

2、管理系统DBMS软件，对数据库进行统一管理和控制。数据库由DBMS统一管理，多用户共享。数据库系统 带有数据库的整个计算机系统，包括数据库、数据库管理系统和人员。5精品文档数据库管理系统应用程序1应用程序2应用程序3应用程序n用户1用户2用户m数 据 库 系 统数据记录数据库数据库系统基本概念6精品文档银行数据库处理系统7精品文档二、数据库设计过程：把现实世界的个体及其特征用数据抽象的描述比如学籍管理系统中的学生、ERP系统里的产品、订单、发票8精品文档现实世界、信息世界和数据世界加工转换实体集 实体相关属性集合数据库 记录相关属性集合客观事物 事物相关属性集合认识选择描述现实世界信息世界 (

3、概念模型) 数据世界 (数据结构模型) 认识、抽象关系1(属性1，属性2，) ； 关系2()； 转换9精品文档数据库设计的步骤1.概念结构设计2.逻辑结构设计3.物理结构设计10精品文档概念模型的表示概念模型（信息世界）是按用户观点对数据和信息的建模。描述工具：E-R图 实体(Entity)属性关系/联系(Relationship)E-R图成分11精品文档数据抽象的三种基本方法分类定义某一概念作为现实世界中一组对象的类型，这些对象具有某些共同的特性和行为。聚类定义某一类型的组成部分。概括定义类性质之间的一种子集联系。12精品文档E-R图的基本概念实体(Entity)客观存在并可相互区分的事物。

4、如学生张三、职工李四、销售订单属性(Attribute)实体所具有的某一特性。一个实体可以由若干个属性来刻画。例如，学生可由学号、姓名、年龄、系、年级等组成域(Domain)：属性的取值范围。例如，性别的域为（男、女），月份的域为到12的整数。13精品文档E-R图的基本概念联系(Relationship)：实体之间的相互关联。如学生与老师间的授课关系，仓库与原材料的存放关系。联系也可以有属性，如学生与课程之间有选课联系，每个选课联系都有一个成绩作为其属性。联系有一对一、一对多、多对多三种不同类型。码(Key)：能唯一标识实体或联系的属性或属性组如学号是学生实体的码。同一实体集中任意两个实体的码

5、上的取值不能相同。14精品文档E-R图的基本符号学生选修课程学号姓名籍贯课程号课程名成绩m n15精品文档一对一联系16精品文档一对多联系17精品文档多对多联系18精品文档E-R模型实例（企业进销存系统E-R图）19精品文档概念结构设计的步骤（E-R图绘制方法）第一步：确定实体、属性及联系。确定依据：系统分析阶段数据字典。第二步：确定局部E-R图。第三步：集成完整E-R图。20精品文档数据库设计实例 工厂管理系统21精品文档1.数据需求描述 考虑一个机械制造厂的技术部门和供应部门。技术部门关心:产品性能参数、产品的零件组成、零件的耗用材料和耗用量等；供应部门关心:产品的价格、使用材料的价格和库

6、存量等。22精品文档2.概念设计标识实体集：产品、零件、材料、仓库标识联系集： 产品和零件：存在“组成”联系（M：N） 零件和材料：存在“消耗”联系（M：N） 产品和材料：存在“使用”联系（M：N） 材料和仓库：存在“存放”联系（M：N）标识属性集 实体属性 联系属性 23精品文档画出E-R图产品组成零件产品号产品名性能参数m n零件数零件号零件名耗用量材料名图1 技术部门的分E-R图设计各部门的E-R分图24精品文档仓库仓库号仓库名类别地点材料价格库存量材料号材料名产品产品号产品名价格n存放m 存放量使用m n耗用量图2 供应部门的分E-R图设计各部门的E-R分图25精品文档图3 集成的初始

7、E-R图库存量使用材料价格m n产品仓库仓库号仓库名n类别地点存放材料号材料名m 产品号产品名价格存放量耗用量性能参数组成零件零件号零件名m 零件数耗用量n消耗m n 集成E-R分图26精品文档图4 改进的E-R图材料价格产品仓库仓库号仓库名n类别地点存放材料号材料名m 产品号产品名价格存放量性能参数组成零件零件号零件名m 零件数耗用量n消耗m n 27精品文档数据库设计的步骤1.概念结构设计2.逻辑结构设计3.物理结构设计28精品文档逻辑结构设计将概念模型（E-R模型）转换为与选用的DBMS所支持的数据模型相符的逻辑数据模型。数据模型有三种：层次模型、网状模型、关系模型。目前，主要的数据模型

8、是关系模型。29精品文档关系模型用二维表格来描述实体与实体间的联系。学号姓名成绩等级备注00001王一86良好侨生00002丁二92优秀00003张三67及格30精品文档1.E-R模型转换为关系模型的策略 E-R模型中的实体和联系，用关系模型中的二维表来表示。 1) 一个实体用一个二维表来表示。 实体的属性就是表的属性； 实体的码就是表的码。 2) 一个m:n联系用一个二维表来表示。与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均成为此表的属性。表的码为联系相连的各实体的码的组合。31精品文档例学生选修课程学号姓名籍贯课程号课程名成绩m n学生(学号，姓名，籍贯)课程(课程号，课程名)选修(学号，

9、课程号，成绩)32精品文档3) 一个1:n联系并入n端实体 在n端实体的表中增加1端实体的码和联系的属性。转换策略(续)33精品文档例（1：n）学生属于班级学号姓名籍贯班级号班级名1 n班级(班级号，班级名)学生(学号，姓名，籍贯，班级号)外码34精品文档4) 一个1:1联系并入任一端实体 在一端实体的表中增加另一端实体的码和联系本身的属性。转换策略(续)35精品文档例（1:1）班主任负责班级职工号姓名性别班级号班级名1 1班级(班级号，班级名)班主任(职工号，姓名，性别，班级号)外码班级(班级号，班级名，职工号)外码36精品文档4) 三个以上实体间的多元联系;同一实体集的实体间的自联系 根据

10、相同的转换规则，按联系的不同类型进行相应的转换。转换策略(续)37精品文档 例：3个实体的联系课程(课程号，课程名)讲授课程课程号课程名m n教师职工号姓名性别教材书号书名p教材(书号，书名)教师(职工号，姓名，性别)讲授(课程号，书号，职工号)38精品文档例：同一实体集间的自联系n教师职工号姓名性别负责1教师(职工号，姓名，性别，系主任号)39精品文档思考转化成几个二维表？每个二维表的属性由什么组成？ n零件编号名称规格装配m40精品文档转换装配(零件号，子件号)零件(编号，名称，规格)n零件编号名称规格装配m41精品文档2.关系模型的改进 规范化理论42精品文档关系模型的规范化 规范化是关

11、系数据库设计的重要理论。 借助规范化方法来设计数据存储的结构，并力求简化数据存储的数据结构，提高数据的可修改性、完整性和一致性。 43精品文档关系模型规范化所有分量是不可分割的数据项。第一范式满足第一范式，且所有非主属性完全依赖于主码。第二范式满足第二范式，且任何一个非主属性都不传递依赖于任何主码。第三范式44精品文档(1) 第一范式 基本条件：每一个分量都必须是不可分割的数据项。记为1NF。 45精品文档例：1NF职工号姓名性别出生日期简历工作 日期 工作单位职务.不规范转换职工号姓名性别出生日期工作日期工作单位职务职工基本情况职工简明表关键字：职工号46精品文档满足1NF,且所有非主属性完

12、全函数依赖于主码，则称该数据结构是第二范式的，记为2NF。转化为第二范式的方法：必须确保所有的非主属性完全依赖于主码。即去掉部分依赖关系，把它分解成若干个都是2NF的数据结构。 （2）第二范式47精品文档例：1NF转为2NF材料 供应商 库存的关系如下：材料编号材料名称规格供应商名称供应商地址价格库存量库存占用资金关键字：材料编号+ 供应商名称材料名称、规格、供应商地址不完全依赖于主码，不是2NF48精品文档例：1NF转为2NF分解成三个2NF的数据结构材料编号*供应商名称*价格库存量库存占用资金材料编号*材料名称规格供应商名称*供应商地址1. 材料库存2. 材料3. 供应商49精品文档 （3

13、）第三范式数据结构符合2NF，且任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字，则称该数据结构是第三范式的，记为3NF。 A-B，B-C 则 A-(传递)C去掉传递依赖关系，就是3NF。50精品文档例：第二范式转为第三范式因为价格与库存量、库存占用资金都是非关键字，但库存占用资金依赖于价格和库存量，所以非3NF.材料编号*供应商名称*价格库存量库存占用资金材料编号*材料名称规格供应商名称*供应商地址1. 材料库存2. 材料3. 供应商51精品文档数据库设计实例 工厂管理系统52精品文档工厂管理系统数据库设计 本实例用E-R图进行数据库概念结构设计，并运用转换策略设计关系模式的过程。数据需求描述概念

14、设计逻辑设计53精品文档1.数据需求描述 考虑一个机械制造厂的技术部门和供应部门。技术部门关心:产品性能参数、产品的零件组成、零件的耗用材料和耗用量等；供应部门关心:产品的价格、使用材料的价格和库存量等。54精品文档2.概念设计标识实体集：产品、零件、材料、仓库标识联系集： 产品和零件：存在“组成”联系（M：N） 零件和材料：存在“消耗”联系（M：N） 产品和材料：存在“使用”联系（M：N） 材料和仓库：存在“存放”联系（M：N）标识属性集 实体属性 联系属性 55精品文档图4 改进的E-R图材料价格产品仓库仓库号仓库名n类别地点存放材料号材料名m 产品号产品名价格存放量性能参数组成零件零件号

15、零件名m 零件数耗用量n消耗m n 56精品文档产品号*产品名价格性能参数材料号*材料名价格仓库号*仓库名类别地点1. 产品3. 材料4. 仓库3.逻辑设计零件号*零件名2. 零件产品号*零件号*零件数5.组成零件号*材料号*消耗量6. 消耗材料号*仓库号*存放量7. 存放1NF57精品文档数据库设计的步骤1.概念结构设计2.逻辑结构设计3.物理结构设计58精品文档3.物理结构设计为逻辑数据模型选择一个最适合应用要求的物理结构。物理模型：数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。主要确定所有数据库文件的名称及所含字段的名称、类型和宽度。59精品文档60精品文档61精品文档62精品文档数据库设计的步骤1.概念结构设计2.逻辑结构设计3.物理结构设计63精品文档例三、销售部门子系统职工：职工号、姓名、地址和所在部门部门：部门所有职工、部门名、经理和销售的产品产品：产品名、制造商、价格、型号和产品内部编号制造商：制造商名称、地址、生产的产品名和价格部门有很多职工，职工仅在一个部门工作；部门销售多种产品，这些产品也