第七數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)PPT課件

1、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造（設(shè)計(jì)）優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫邏輯模式和物理結(jié)構(gòu)，并據(jù)此建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲和管理數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。 目標(biāo)：為用戶和各種應(yīng)用系統(tǒng)提供一個信息基礎(chǔ)設(shè)施和高效率的運(yùn)行環(huán)境第1頁/共51頁7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟7.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式第2頁/共51頁7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特

2、點(diǎn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基本規(guī)律 三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 管理 數(shù)據(jù)庫建設(shè)項(xiàng)目管理 企業(yè)（即應(yīng)用部門）的業(yè)務(wù)管理 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 收集、入庫 更新新的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行為（處理）設(shè)計(jì)相結(jié)合 將數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)密切結(jié)合第3頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（續(xù)）現(xiàn)實(shí)世界概念模型設(shè)計(jì)子模式設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)建立數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析功能分析功能模型功能說明事務(wù)設(shè)計(jì)程序說明應(yīng)用程序設(shè)計(jì)程序編碼調(diào)試結(jié)構(gòu)和行為分離的設(shè)計(jì) 第4頁/共51頁7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫

3、設(shè)計(jì)方法7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟7.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式第5頁/共51頁7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法 手工與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合方法 設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平有直接關(guān)系 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行一段時間后常常不同程度地發(fā)現(xiàn)各種問題，增加了維護(hù)代價 規(guī)范設(shè)計(jì)法 基本思想：過程迭代和逐步求精第6頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法（續(xù)） 新奧爾良（New Orleans）方法將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為若干階段和步驟 基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法概念設(shè)計(jì)階段廣泛采用 3NF（第三范式）的設(shè)計(jì)方法邏輯階段可采用的有效方法 ODL（Obje

4、ct Definition Language）方法面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法第7頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法（續(xù)） 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ORACLE Designer 2000 SYBASE PowerDesigner第8頁/共51頁7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟7.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式第9頁/共51頁7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分6個階段 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 邏

5、輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù) 需求分析和概念設(shè)計(jì)獨(dú)立于任何數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)與選用的DBMS密切相關(guān)第10頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作：選定參加設(shè)計(jì)的人1.系統(tǒng)分析人員、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員 自始至終參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)2. 用戶和數(shù)據(jù)庫管理員 主要參加需求分析和數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行維護(hù)3.應(yīng)用開發(fā)人員（程序員和操作員） 在系統(tǒng)實(shí)施階段參與進(jìn)來，負(fù)責(zé)編制程序和準(zhǔn)備軟硬件環(huán)境 第11頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的過程(六個階段) 需求分析階段 準(zhǔn)確了解與分析用戶需求

6、（包括數(shù)據(jù)與處理） 最困難、最耗費(fèi)時間的一步第12頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 通過對用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨(dú)立于具體DBMS的概念模型第13頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型 對其進(jìn)行優(yōu)化第14頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段 為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）第15頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（

7、續(xù)）數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段 運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)庫語言（如SQL）及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果 建立數(shù)據(jù)庫 編制與調(diào)試應(yīng)用程序 組織數(shù)據(jù)入庫 進(jìn)行試運(yùn)行第16頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中必須不斷地對其進(jìn)行評價、調(diào)整與修改第17頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)） 設(shè)計(jì)一個完善的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)往往是上述六個階段的不斷反復(fù)（P202圖7.2） 把數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來 將這兩個方面的需求分析、抽象、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)在各個階

8、段同時進(jìn)行，相互參照，相互補(bǔ)充，以完善兩方面的設(shè)計(jì)第18頁/共51頁數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)各個階段的設(shè)計(jì)描述第19頁/共51頁7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述7.1.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法7.1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟7.1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式第20頁/共51頁7.1.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級模式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)不同階段形成的數(shù)據(jù)庫各級模式數(shù)據(jù)庫的各級模式 第21頁/共51頁第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述7.2 需求分析需求分析7

9、.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)7.6 數(shù)據(jù)庫實(shí)施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實(shí)施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié)第22頁/共51頁7.2 需求分析需求分析7.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)7.2.2 需求分析的方法需求分析的方法7.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典第23頁/共51頁7.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)v需求分析的任務(wù)v需求分析的重點(diǎn)v需求分析的難點(diǎn)第24頁/共51頁需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù) 詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等） 充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)） 明確用戶的各種需求 確定新系統(tǒng)的功能 充分考慮

10、今后可能的擴(kuò)充和改變第25頁/共51頁需求分析的重點(diǎn)需求分析的重點(diǎn) 調(diào)查的重點(diǎn)是“數(shù)據(jù)”和“處理”，獲得用戶對數(shù)據(jù)庫要求 信息要求 處理要求 安全性與完整性要求第26頁/共51頁需求分析的難點(diǎn)需求分析的難點(diǎn) 確定用戶最終需求 用戶缺少計(jì)算機(jī)知識 設(shè)計(jì)人員缺少用戶的專業(yè)知識 解決方法 設(shè)計(jì)人員必須不斷深入地與用戶進(jìn)行交流第27頁/共51頁7.2 需求分析需求分析7.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)7.2.2 需求分析的方法需求分析的方法7.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典第28頁/共51頁7.2.2 需求分析的方法需求分析的方法調(diào)查需求達(dá)成共識分析表達(dá)需求第29頁/共51頁調(diào)查用戶需求的具體步驟調(diào)查

11、用戶需求的具體步驟 調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況 調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動情況。 在熟悉業(yè)務(wù)活動的基礎(chǔ)上，協(xié)助用戶明確對新系統(tǒng)的各種要求。 確定新系統(tǒng)的邊界第30頁/共51頁常用調(diào)查方法常用調(diào)查方法(1)跟班作業(yè)(2)開調(diào)查會(3)請專人介紹(4)詢問(5)設(shè)計(jì)調(diào)查表請用戶填寫(6)查閱記錄第31頁/共51頁進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求 結(jié)構(gòu)化分析方法（Structured Analysis，簡稱SA方法）從最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手 自頂向下、逐層分解分析系統(tǒng)第32頁/共51頁進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求（續(xù)）進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求（續(xù)）1首先把任何一個系統(tǒng)都抽象為：數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)存儲信息

12、要求數(shù)據(jù)來源處理數(shù)據(jù)輸出處理要求第33頁/共51頁進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求（續(xù)）進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求（續(xù)）2分解處理功能和數(shù)據(jù) (1)分解處理功能 將處理功能的具體內(nèi)容分解為若干子功能 (2)分解數(shù)據(jù) 處理功能逐步分解同時，逐級分解所用數(shù)據(jù)，形成若干層次的數(shù)據(jù)流圖 (3)表達(dá)方法 處理邏輯：用判定表或判定樹來描述 數(shù)據(jù)：用數(shù)據(jù)字典來描述3將分析結(jié)果再次提交給用戶，征得用戶的認(rèn)可第34頁/共51頁需求分析過程需求分析過程需求分析過程 第35頁/共51頁7.2 需求分析需求分析7.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)7.2.2 需求分析的方法需求分析的方法7.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典第36頁/

13、共51頁7.2.3 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典的用途 進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結(jié)果 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容 數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲 處理過程第37頁/共51頁 數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的數(shù)據(jù)單位 對數(shù)據(jù)項(xiàng)的描述 數(shù)據(jù)項(xiàng)描述 數(shù)據(jù)項(xiàng)名，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說明，別名， 數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值含義，與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系 第38頁/共51頁 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。 一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，也可以由若干個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，或由若干個數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。 對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明， 組成:數(shù)

14、據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第39頁/共51頁 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?對數(shù)據(jù)流的描述 數(shù)據(jù)流描述 數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源， 數(shù)據(jù)流去向，組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 平均流量，高峰期流量第40頁/共51頁 數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲 數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，也是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一。 對數(shù)據(jù)存儲的描述 數(shù)據(jù)存儲描述數(shù)據(jù)存儲名，說明，編號，輸入的數(shù)據(jù)流 ，輸出的數(shù)據(jù)流 ，組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量，存取頻度，存取方式第41頁/共51頁 處理過程處理過程 具體處理邏輯一般用判定表或判定樹來描述 處理過程說明性信息的描述處理過程描述處理過程名，說明，輸入:數(shù)據(jù)流， 輸出:數(shù)據(jù)流，處理:簡要說

15、明第42頁/共51頁數(shù)據(jù)字典舉例數(shù)據(jù)字典舉例例：學(xué)生學(xué)籍管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。 數(shù)據(jù)項(xiàng)，以“學(xué)號”為例： 數(shù)據(jù)項(xiàng)：學(xué)號 含義說明：唯一標(biāo)識每個學(xué)生別名：學(xué)生編號 類型：字符型 長度：8 取值范圍：00000000至99999999取值含義：前兩位標(biāo)別該學(xué)生所在年級， 后六位按順序編號與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系：第43頁/共51頁處理過程（續(xù)）處理過程（續(xù)）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以“學(xué)生”為例“學(xué)生”是該系統(tǒng)中的一個核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：學(xué)生 含義說明：是學(xué)籍管理子系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 定義了一個學(xué)生的有關(guān)信息 組成：學(xué)號，姓名，性別，年齡，所在系，年級第44頁/共51頁處理過程（續(xù)）處理過程（續(xù)）數(shù)據(jù)流，

16、“體檢結(jié)果”可如下描述： 數(shù)據(jù)流：體檢結(jié)果 說明：學(xué)生參加體格檢查的最終結(jié)果 數(shù)據(jù)流來源：體檢 數(shù)據(jù)流去向：批準(zhǔn) 組成：平均流量：高峰期流量：第45頁/共51頁處理過程（續(xù)）處理過程（續(xù)）數(shù)據(jù)存儲，“學(xué)生登記表”可如下描述： 數(shù)據(jù)存儲：學(xué)生登記表 說明：記錄學(xué)生的基本情況流入數(shù)據(jù)流： 流出數(shù)據(jù)流： 組成： 數(shù)據(jù)量：每年3000張 存取方式：隨機(jī)存取 第46頁/共51頁處理過程（續(xù)）處理過程（續(xù)）處理過程“分配宿舍”可如下描述：處理過程：分配宿舍說明：為所有新生分配學(xué)生宿舍輸入：學(xué)生，宿舍輸出：宿舍安排處理：在新生報(bào)到后，為所有新生分配學(xué)生宿舍。 要求同一間宿舍只能安排同一性別的學(xué)生， 同一個學(xué)生只能安排在一個宿舍中。 每個學(xué)生的居住面積不小于3平方