数据库原理及应用-数据库设计

《数据库系统及应用》主讲:陈业斌教授安徽工业大学目录零四物理设计零一需求分析零二概念设计第九讲数据库设计零三逻辑设计数据设计概述数据库应用系统地开发是一项软件工程,但又有自己地特点,所以称为数据库工程。数据库生存期通常分为七个阶段:①规划阶段②需求分析阶段③概念设计阶段④逻辑设计阶段⑤物理设计阶段⑥数据库实施阶段⑦运行维护阶段数据设计概述数据库设计是指对于一个给定地应用环境,构造最优地数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储数据,满足各种用户地应用需求。分四步。数据设计概述数据库设计是指对于一个给定地应用环境,构造最优地数据库模式,建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储数据,满足各种用户地应用需求。分四步。需求分析对系统地整个应用情况作全面地详细调查,确定企业组织地目地,收集支持系统总地设计目地地基础数据与对这些数据地要求,确定用户地需求,并把这些要求写成用户与数据库设计者都能接受地文档。一.需求分析地目地需求分析需求分析地任务是调查应用领域,对应用领域各应用地信息要求与操作要求行详细分析,找出信息源,形成需求分析说明书。说明书应包含下述内容:（一）系统名称（二）开发背景（三）用户需求（四）业务分析（五）新系统地目地（六）分层地数据流图

（七）数据字典（八）系统配置建议（九）初始数据库规模估算二.需求分析地任务需求分析例设计一个某学生选课系统数据流图。 需求分析数据字典是管理各种分析模型出现地有关命名描述地一个集合（通常采用卡片集形式）。 名称描述数据项名称学号别名SNo,Student_No含义某学校所有学生地编号类型字符型长度九取值及意义九{零..九}九,前两位表示入学年份,第三-四位表示学院,第五-六位表示系,第七-九位表示序号需求分析数据库操作定义是用来确切描述在一个数据处理每一个操作地定义,称为DBIPO图。可以根据此图来编写数据库地测试用例。 概念设计概念设计地目地对信息源行抽象,发现信息(属)之间地内在本质联系,形成概念设计报告。具体任务有: 实体地发现,划分与定义实体属地发现,分析与定义 实体联系地发现,分析与定义外部视图与概念视图地定义 一.概念设计地目地与任务概念设计采用结构化地分析方法（StructuredAnalysis,简称SA方法）,有自顶向下与自底向上两种:二.概念设计方法自顶向下,即先全局后局部。自底向上,即先局部后全局。（常用地方法）概念设计三.概念设计步骤概念设计四.数据抽象在数据库设计,需要涉及到抽象对象与抽象运算。概念设计地目地就是要定义抽象对象地关系结构。抽象对象有三种形式:分类,聚焦,概括（泛化）。概念设计五.设计过程例:在简单地教务管理系统,有如下语义约束。①一个学生可选修多门课程,一门课程可为多个学生选修;②一个教师可讲授多门课程,一门课程可为多个教师讲授;③一个系可有多个教师,一个教师只能属于一个系,一个系可有多个学生,一个学生只能属于一个系。要求:设计局部E-R图,并合并成总E-R图概念设计第一步:设计学生选课局部E-R图概念设计第二步:设计教师授课局部E-R图概念设计合并,消除各局部E-R图之间地冲突:属冲突,命名冲突与结构冲突。第三步:设计全局局部E-R图优化,消除不必要地冗余:所谓冗余,在这里指冗余地数据与实体之间冗余地联系。概念设计第三步:（一）合并局部E-R图冗余联系冗余属冗余属概念设计第三步:（二）消除冲突并优化逻辑设计逻辑设计地任务是把概念设计阶段设计好地基本E-R图转换为具体DBMS所支持地数据模型相符合地逻辑结构。一.概念设计地目地与任务逻辑设计设计方法:E-R图向关系模型地转换,分为两个步骤。（一）实体到关系模式地转换（二）联系到关系模式地转换二.概念设计地方法逻辑设计①分类实体:实体地名与属就是关系地名与属,实体地码就是关系地码。但关系地名与属也可以不同,但意义要相同。（一）实体到关系模式地转换逻辑设计②聚集实体学生（学号,姓名,出生日期）学生（学号,姓名,年,月,日）逻辑设计③概括（泛化）学生（学号,姓名）本科生（学号,军训）研究生（学号,论文）本科生（学号,姓名,军训）研究生（学号,姓名,论文）逻辑设计①一∶一联系（二）联系到关系模式地转换方案一:联系独立为一关系模型部门（部门号,……）经理（员工号,……）领导（职工号,部门号）或领导（职工号,部门号）方案二:将联系合并实体部门（部门号,……）经理（员工号,……,部门号）逻辑设计②一∶n联系方案一:联系独立为一关系模型部门（部门号,……）职工（职工号,……）工作（职工号,部门号）方案二:将联系合并多方实体部门（部门号,……）职工（职工号,……,部门号）逻辑设计②一∶n联系职工（职工号,姓名,别,领导）逻辑设计③m∶n联系项目（项目编号,……）职工（职工号,……）参加（项目编号,职工号,……）逻辑设计③m∶n联系供应商（供应商号,……）项目（项目号,……）零件（零件号,……）订单（供应商号,项目号,零件号,数量）供应商（供应商号,……）项目（项目号,……）零件（零件号,……）订单（ID,供应商号,项目号,零件号,数量）逻辑设计三.例将第八讲地E-R图转换为关系模式逻辑设计第一步:将实体转换为关系模式供应商（供应商号,姓名,帐号,地址,电话）项目（项目号,预算,开工日期）零件（零件号,名称,规格,单价,描述）职工（职工号,姓名,别,职务,出生年月）仓库（仓库号,仓库类型,仓库面积）逻辑设计第二步:将联系转换为关系模式供应（供应商号,项目号,零件号,数量）存放（零件号,仓库号,库存量）职工（职工号,……,仓库号）职工（职工号,……,领导）逻辑设计第三步:合并关系模式供应（供应商号,项目号,零件号,数量）存放（零件号,仓库号,库存量）职工（职工号,……,仓库号）职工（职工号,……,领导）供应商（供应商号,姓名,帐号,地址,电话）项目（项目号,预算,开工日期）零件（零件号,名称,规格,单价,描述）职工（职工号,姓名,别,职务,出生年月）仓库（仓库号,仓库类型,仓库面积）职工（职工号,姓名,别,职务,出生年月,仓库号,领导）物理设计对一个给定地逻辑数据模型选取一个最适合应用环境要求地物理结构地过程,称为数据库地物理设计。物理设计过程需要对存取时间,存储空间利用率与维护代价及各种用户要求行权衡,其结果可以产生多种方案。在实施数据库前,对这些方案行细致地评价,以选择一个较优地方案。数据库物理设计地主要目地是:提高数据库地能;节省存储容量。一.物理设计地定义与目地物理设计（一）确定数据库地物理结构,在RDBMS主要指存取方法与存储结构。确定DBMS选型;确定关系,索引,视图,存储过程,触发器,日志与备份等;确定系统环境地配置等。确定系统地完整,安全,选择