數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、第一章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)基礎(chǔ)軟件工程系 許爽2009年8月22日章節(jié)脈絡(luò)1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用示例 1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 2009年8月22日1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用示例賬號 存款 余額 取款日期等賬戶信息顧客信息銀行業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)姓名 身份證號碼地址 電話 通信編碼等 2009年8月22日賬戶或余額的查詢； 賬戶數(shù)據(jù)的更新操作等同一時間內(nèi)保證一個賬戶并發(fā)操作不會出現(xiàn)錯誤 利用ATM系統(tǒng)故障，賬戶數(shù)據(jù)不會前后不一致等 1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用示例賬號存款余額取款日期00000001100.002000.002009/1/1000000021

2、900.00300.002009/3/300000003100.00100.002009/2/7姓名身份證號地址電話通信編碼張三210*大連西崗區(qū)0416*116021李四211*大連甘井區(qū)0416*116015王武222*大連中山區(qū)0416*116011顧客信息表2009年8月22日賬戶信息表數(shù)據(jù)：描述事物的符號記錄 形式：數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音 1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用示例（1）數(shù)據(jù)庫可管理大量相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)（2）存儲數(shù)據(jù)時需定義數(shù)據(jù)庫的各種架構(gòu)，例如表（3）數(shù)據(jù)存到數(shù)據(jù)庫后，用戶可使用其中數(shù)據(jù)（查詢）（4）可控制多用戶的訪問：不同的用戶只能執(zhí)行允許執(zhí) 行的操作；不同用戶之間的操作互不

3、影響（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：對收集到的大量數(shù)據(jù)進行整理、加工、歸并、分類、計算、存儲等操作 作用數(shù)據(jù)庫： 將數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小冗余度，較高數(shù)據(jù)獨立性和擴展性，用戶可共享的數(shù)據(jù)集合2009年8月22日1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用示例數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、 數(shù)據(jù)庫管理員和用戶組成見1.4節(jié)2009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介Oracle1Microsoft SQL Server2DB2和Informix3MySQL4Sybase ASE5Visual FoxPro7Microsoft Access6一、常見的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2009年8月

4、22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介Oracle是世界上最早商品化的關(guān)系型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫專業(yè)廠商Oracle公司的核心產(chǎn)品，當(dāng)前應(yīng)用最廣 泛、功能最強大、可用性最高的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) Oracle1 1996年 Oracle7 1997年 Oracle8 1999年 基于Internet數(shù)據(jù)庫Oracle8i 2001年 Internet電子商務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)Oracle9i2003年 Oracle Database 10g 集成式網(wǎng)絡(luò)計算架構(gòu)軟件2009年8月22日11995年 第一個SQL Server版本Microsoft SQL Server 6.022000年 Microsoft SQL

5、Server 20002005年12月 Microsoft SQL Server 2005，適用.net（安全性和可用性）1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介Microsoft SQL Server是一種典型的具有客戶機/服務(wù)器體系架構(gòu)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，用Transact-SQL語句在服務(wù)器和客戶機之間傳送請求和回應(yīng)。可在多種操作系統(tǒng)上運行，具可靠性、可伸縮性、可用性和可管理性等特點，為用戶提供了完整的數(shù)據(jù)庫解決方案Microsoft SQL Server22009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介DB2是IBM公司于1993年推出的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，2001年，IBM收購了Infor

6、mix公司的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，讓IBM在數(shù)據(jù)庫市場上的地位大幅度增強DB2提供所有主流UNIX、Linux和Windows平臺數(shù)據(jù)庫版本DB2和Informix32009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介MySQL是最流行的開放源碼（任何人都能使用和改變軟件，都能從Internet下載MySQL軟件，而無需支付任何費用）的SQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由MySQL AB公司開發(fā)、發(fā)布并支持MySQL具有良好的連通性、速度和安全性，適于訪問Internet上的數(shù)據(jù)庫MySQL42009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介Sybase公司開發(fā)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由Sybase SQL Server發(fā)展和

7、演變而來Sybase ASE52009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介Microsoft Office組件之一，是Windows環(huán)境下非常流行的桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Access無需編寫任何代碼，通過直觀的可視化操作即可完成大部分數(shù)據(jù)庫管理任務(wù)Microsoft Access62009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介小型關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，由微軟公司兼并Fox公司后推出的可視化數(shù)據(jù)庫編程工具Visual FoxPro72009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介二、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1、人工管理階段時間：20世紀50年代中期以前計算機應(yīng)用：科學(xué)計算（很大局限性）特點：數(shù)據(jù)不保存 沒

8、有對數(shù)據(jù)進行管理的軟件系統(tǒng) 沒有文件的概念 數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用2009年8月22日1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介2、文件系統(tǒng)階段時間：20世紀50年代后期到60年代中期計算機應(yīng)用：科學(xué)計算和數(shù)據(jù)管理特點：數(shù)據(jù)需要長期保存在外存上供反復(fù)使用 程序之間有了一定的獨立性 文件的形式已經(jīng)多樣化 數(shù)據(jù)的存取基本上以記錄為單位2009年8月22日v1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)簡介3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段時間：20世紀60年代后期計算機應(yīng)用：大規(guī)模的數(shù)據(jù)管理特點：數(shù)據(jù)共享 面向全組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化 數(shù)據(jù)獨立性 可控數(shù)據(jù)冗余度 統(tǒng)一數(shù)據(jù)控制功能2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)1、數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程的主要階段

9、概念數(shù)據(jù)建模邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)和維護數(shù)據(jù)需求實體關(guān)系圖（外模式和概念模式）數(shù)據(jù)庫模式內(nèi)模式可使用的數(shù)據(jù)庫2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)三級模式兩級映射示意圖2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)2、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程調(diào)查研究系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)維護問題描述，可行性研究系統(tǒng)需求和分析系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范可操作的系統(tǒng)反饋反饋反饋反饋2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)3、數(shù)據(jù)庫開發(fā)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)關(guān)系示意圖系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)庫開發(fā)實體關(guān)系圖表設(shè)計數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程模型 人機交互模型 原型 交互數(shù)據(jù)要求應(yīng)用程序要求可運行

10、的系統(tǒng)可運行的數(shù)據(jù)庫可運行的應(yīng)用程序2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)4、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)（1）單用戶數(shù)據(jù)庫應(yīng)用架構(gòu)：適用于個人計算機的單用 戶數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，統(tǒng)稱為桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)范圍：適用未聯(lián)網(wǎng)、移動等用戶使用（2）集中式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用架構(gòu)：采用大型主機和終端結(jié)合 的系統(tǒng)，將操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等數(shù) 據(jù)和資源都放在作為核心的主機上，連接主機的許 多終端只是作為主機的一種輸入輸出設(shè)備范圍：主機費用高，被取代 2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)（3）客戶機/服務(wù)器應(yīng)用架構(gòu)：客戶機提出請求，服務(wù) 器對客戶機的請求作出回應(yīng)，本質(zhì)在于通過對服務(wù) 功

11、能的分布實現(xiàn)分工服務(wù)（4）多層數(shù)據(jù)庫應(yīng)用架構(gòu)：有多個服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服 務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器，可處理大容量數(shù)據(jù)、復(fù)雜的業(yè) 務(wù)邏輯的數(shù)據(jù)庫2009年8月22日1.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)過程及系統(tǒng)架構(gòu)（5）Internet數(shù)據(jù)庫應(yīng)用架構(gòu)：將應(yīng)用程序安裝在服務(wù) 器端執(zhí)行，客戶機端只安裝作為前端運行環(huán)境的瀏 覽器。該架構(gòu)的核心是Web服務(wù)器，負責(zé)接收遠程 （本地）瀏覽器的超文本傳輸協(xié)議（HTTP）數(shù)據(jù)請 求，根據(jù)查詢條件到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取相關(guān)數(shù)據(jù)， 將結(jié)果翻譯成超文本標(biāo)記語言（HTML）文件傳送給 提出請求的瀏覽器2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計一、數(shù)據(jù)模型描述數(shù)據(jù)庫的三要素（1）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：研究存儲在數(shù)

12、據(jù)庫中的對象類型的集合 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述（2）數(shù)據(jù)操作：對數(shù)據(jù)庫中各種對象的實例允許執(zhí)行操 作的集合（增刪查改） 數(shù)據(jù)操作是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述（3）數(shù)據(jù)完整性約束：完整性規(guī)則的集合，用以限定符 合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證 數(shù)據(jù)的正確、有效和相容2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計二、概念模型及其表示方法概念模型是對現(xiàn)實世界的抽象反映，不依賴于具體的計算機系統(tǒng)，是現(xiàn)實世界到計算機的中間層次1、實體（Entity）：客觀存在并可相互區(qū)分的事物，形 式可以是具體的人或物，或抽象的概念或事物與事物 間的聯(lián)系例：學(xué)生的一次選課，某人在商店的一次購物等2009年8月22

13、日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2、屬性（Attribute） ：實體所具有的某一特性，是事 物的某一方面的特征的抽象描述3、關(guān)鍵字（Key）：是惟一標(biāo)識實體的屬性或?qū)傩越M合 候選關(guān)鍵字：惟一標(biāo)識實體的屬性或?qū)傩越M（也 稱次關(guān)鍵字） 主關(guān)鍵字：多個關(guān)鍵字中選出一個為主關(guān)鍵字候選關(guān)鍵字和主關(guān)鍵字關(guān)系：主關(guān)鍵字候選關(guān)鍵字2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計4、域（Domain）：某個（些）屬性的取值范圍例如：性別或成績5、實體集（Entity Set）：同型實體的集合例如：所有學(xué)生6、聯(lián)系（Relationship）：描述：事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系，反應(yīng)為 實體內(nèi)部之間的聯(lián)系和實體之間的關(guān)系例如：人和椅（

14、坐被坐），學(xué)生與老師（教與學(xué)）2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計聯(lián)系的種類分為：一元聯(lián)系 一對一聯(lián)系（1：1） 二元聯(lián)系 一對多聯(lián)系（1：n） 多對多聯(lián)系（m：n） 多元聯(lián)系注意：元指的是在關(guān)系中實體的個數(shù) 沒有多對一聯(lián)系 2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計一對一聯(lián)系（1：1）：描述：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至 多有一個實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A 與實體集B具有一對一聯(lián)系例如：教室和黑板，班級和班長2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計一對多聯(lián)系（1：n）：描述：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n 個實體（n0）與之聯(lián)系，反之實體集B中的每一 個

15、實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系， 則稱實體集A與實體集B有一對多聯(lián)系例如：導(dǎo)員和學(xué)生，班級和學(xué)生2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計多對多聯(lián)系（m：n）：描述：對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實 體（n0）與之聯(lián)系，反之對于實體集B中的每一 個實體，實體集A中也有m個實體（m0）與之聯(lián) 系，則稱實體集A與實體集B具有多對多聯(lián)系例如：學(xué)生和課程，教師與學(xué)生，圖書和書店2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計7、概念模型的表示方法實體-聯(lián)系模型（E-R圖）畫圖五要素：矩形表示實體集，框內(nèi)寫入實體名橢圓標(biāo)識實體屬性，無向邊連接實體和屬性菱形表示實體間的聯(lián)系，框內(nèi)寫入聯(lián)系名將對應(yīng)

16、聯(lián)系類型標(biāo)注在實體-聯(lián)系間的無向邊上將對應(yīng)的主碼（主關(guān)鍵字）標(biāo)出2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計三、數(shù)據(jù)模型概述：用計算機認識對數(shù)據(jù)進行建模的方法，成為建立 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型分三種：層次模型 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計1、層次模型：樹形結(jié)構(gòu)，樹中每結(jié)點代表一種實體類型要求：有且僅有一個結(jié)點無雙親，這個結(jié)點稱根節(jié)點 其他結(jié)點有且僅有一個雙親 優(yōu)點：數(shù)據(jù)模型較簡單，操作方便；實體間聯(lián)系 固定，性能較高；提供良好的完整性支持缺點：不適合于表示非層次性的

17、聯(lián)系；對插入和 刪除操作的限制比較多；查詢子女節(jié)點必 須通過雙親節(jié)點；層次命令趨于程序化大學(xué)院系教輔班級教研室2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2、網(wǎng)狀模型：要求：一個結(jié)點可以有多個雙親結(jié)點 有一個以上的結(jié)點沒有雙親結(jié)點學(xué)生選課學(xué)生選課學(xué)號+課程號優(yōu)點：能夠更為直接的描述現(xiàn)實世界； 具有良好性能，存取效率較高缺點：其DDL（數(shù)據(jù)定義語言）及其復(fù) 雜；數(shù)據(jù)獨立性較差；應(yīng)用程 序在訪問數(shù)據(jù)時要指定存取路徑2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計3、關(guān)系模型：二維表（關(guān)系表）形式組織數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)關(guān)系模型要求關(guān)系必須是規(guī)范化的，最基本的條件就是關(guān)系的每一個分量必須是一個不可分的數(shù)據(jù)項，即不允許表中有

18、表（1NF）學(xué)號姓名專業(yè)名性別出生日期總學(xué)分001101王林計算機男80-02-1050001102成名計算機男81-02-0150001105李芳芳計算機女79-12-3150001106黎明藝術(shù)男84-05-1250001109王艷藝術(shù)女82-11-1154優(yōu)點： 關(guān)系模型建立在嚴格的數(shù)學(xué)概念上，概念 單一，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，清晰；存儲路徑對 用戶來說是透明，具有更高的數(shù)據(jù)獨立性，同時數(shù)據(jù)具有更好的安全保密性 缺點：關(guān)系模型的查詢效率不如非關(guān)系數(shù)據(jù)模型 2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（1）關(guān)系模型相關(guān)概念：記錄：表中的每一行字段（屬性）：表中的每一列（列標(biāo)題字段名）關(guān)系模式：給每個關(guān)系

19、表取一個名字，有n個字段的關(guān) 系表的結(jié)構(gòu)可表示為： 表名(字段名1,字段名2,字段名n)碼：涵義與候選關(guān)鍵字差不多主碼：最體現(xiàn)本質(zhì)的碼 注意：在關(guān)系模式中一般要用橫線標(biāo)出主碼2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計學(xué)號姓名專業(yè)名性別出生日期總學(xué)分001101王林計算機男80-02-1050001102成名計算機男81-02-0150001105李芳芳計算機女79-12-3150001106黎明藝術(shù)男84-05-1250001109王艷藝術(shù)女82-11-1154學(xué)生信息表關(guān)系模式：學(xué)生（學(xué)號，姓名，專業(yè)名，性別，出生日期，總學(xué)分）2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計學(xué)號課程號成績00110110

20、180001101102780011011058900110210165001102105780011051018700110510569選課成績表關(guān)系模式：選課（學(xué)號，課程號，成績）2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（2）關(guān)系模型操作及完整性約束主要操作：查詢、插入、刪除和更新數(shù)據(jù)完整性約束： 實體完整性 參照完整性 用戶定義的完整性（域完整性）關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準操作語言：SQL語言注意：關(guān)系模型中的數(shù)據(jù)操作都是集合操作，操作對 象和操作結(jié)果都是關(guān)系2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計例1：設(shè)計一個銀行數(shù)據(jù)庫，包括顧客和賬戶信息。顧客 信息包括姓名、地址、電話、身份證號，賬戶信息 包括流水

21、號、類型（存款、支票）和余額。記錄擁 有賬戶的顧客。（1）繪制E-R圖（2）修改E-R圖，使得一個賬戶只能由一個顧客擁有； 使一個顧客只能由一個賬戶（3）將所有可能關(guān)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計例2：設(shè)計一個適合大學(xué)選課的數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫包括學(xué) 生、系、教授、課程、哪個學(xué)生選了哪門課、哪個 教授教哪門課、學(xué)生的分數(shù)，一個系提供哪些課程 等信息（1）繪制E-R圖（2）將所有可能關(guān)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2009年8月22日設(shè) 計階 段設(shè)計描述數(shù)據(jù)處理需 求分 析數(shù)據(jù)字典、全系統(tǒng)中數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲的描述數(shù)據(jù)流圖和判定表（判定樹）、數(shù)據(jù)

22、字典中處理過程的描述概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念模型（E-R圖）系統(tǒng)說明書：新系統(tǒng)要求、方案和概圖;新系統(tǒng)信息流的數(shù)據(jù)流圖邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計某種數(shù)據(jù)模型關(guān)系 非關(guān)系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(模塊結(jié)構(gòu))物理設(shè)計存儲安排；方法選擇；存取路徑建立模塊設(shè)計；IPO表數(shù)據(jù)庫實施階段編寫模式；裝入數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫試運行程序編碼；編譯聯(lián)結(jié)；測試數(shù)據(jù)庫運行和維護性能監(jiān)測、轉(zhuǎn)儲/恢復(fù)；數(shù)據(jù)庫重組和重構(gòu)新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、運行、維護1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計四、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的各過程階段：2009年8月22日需求分析階段概念結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計4123數(shù)據(jù)庫實施5數(shù)據(jù)庫運行與維護61.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計1、需求分析階段（1）需求分析的任務(wù)通過詳細調(diào)查現(xiàn)實世

23、界要處理的對象，充分了解原系統(tǒng)工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能重點：調(diào)查，收集和分析用戶在數(shù)據(jù)管理中的信息要求, 處理要求，安全性要求和完整性要求2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（2）需求分析的方法：調(diào)查組織機構(gòu)情況（組成及職能）調(diào)查各部門業(yè)務(wù)活動狀況（主要掌握相關(guān)數(shù)據(jù)形式）協(xié)助用戶明確對新系統(tǒng)的各種要求（包括信息，處理 及完整性的要求）確定新系統(tǒng)的邊界（功能的設(shè)定）2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（3）數(shù)據(jù)字典描述：數(shù)據(jù)字典是進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計中數(shù)據(jù)收集和分析所 獲得的各類數(shù)據(jù)描述的集合包括： 數(shù)據(jù)項 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲 處理過程注意：數(shù)據(jù)字典是關(guān)

24、于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述（即元數(shù)據(jù), 而不是對數(shù)據(jù)本身的處理2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)項：不可再分的數(shù)據(jù)單位數(shù)據(jù)項=數(shù)據(jù)項名，數(shù)據(jù)項含義說明，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)項的 邏輯關(guān)系例：數(shù)據(jù)項描述：學(xué)號 數(shù)據(jù)項：學(xué)號 含義說明：惟一標(biāo)識每個學(xué)生 別名：學(xué)生編號 類型：字符型 取值范圍：00000009999999 取值含義：12位表示年級，34位表示專業(yè)，5位表 示班級號，67位表示班級序號2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明，組成：數(shù)據(jù)項或數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)例：學(xué)生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：學(xué)生 含

25、義說明：學(xué)生管理子系統(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，出生日期，性別，家庭住址， 電話號碼，郵政編碼，入學(xué)成績2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂綌?shù)據(jù)流描述=數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流去向，組成：數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)，平均流量，高峰期流量例：“考試/考察課”數(shù)據(jù)流描述 數(shù)據(jù)流：平時成績，期中成績，期末成績 說明：測試學(xué)生學(xué)習(xí)程度和測量教師教學(xué)水平 數(shù)據(jù)源來源：考試/考查的卷面分數(shù) 數(shù)據(jù)流去向：課程最終評定分數(shù) 組成：學(xué)號，姓名，課程號，分數(shù)2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)存儲：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方（載體）數(shù)據(jù)存儲描述=數(shù)據(jù)存儲名

26、，說明，編號，流入的數(shù)據(jù) 流，流出的數(shù)據(jù)流，組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 數(shù)據(jù)量，存取方式例：學(xué)生登記表的數(shù)據(jù)存儲描述： 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：學(xué)號，姓名，出生日期，性別，家庭 住址，電話，郵編，入學(xué)成績 流出數(shù)據(jù)流：人數(shù)，年齡段，男女比例，平均成績 存取方式：隨機存取 數(shù)據(jù)量：記錄字節(jié)數(shù)*年級*標(biāo)準班人數(shù)*班級數(shù)2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計處理過程：數(shù)據(jù)字典中描述處理過程的說明性信息處理過程描述=處理過程名，說明，輸入：數(shù)據(jù)流， 輸出：數(shù)據(jù)流，處理：簡要說明例：教室安排的處理過程的描述： 處理過程：安排教室 說明：為所有班級按照課程規(guī)格分配教室 輸入：課程

27、號，課程類型，教室號，教師號，班號 輸出：教師安排表（課表） 處理：為所有班級分配授課教師，確定某一專業(yè)班 級數(shù)據(jù)和課程規(guī)格，給每一班安排授課教 師，要求同一教室只能安排同一班學(xué)生，同 一教師某一時間段只能安排在一個教室授課 2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2、概念模型設(shè)計（1）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法：自頂向下：首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架再逐步細化自底向上：先定義局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)再集成得全局逐步擴張：先定義最重要的核心部分再向外擴充混合策略：將自頂向下和自底向上結(jié)合，自頂向下策 略設(shè)計一個全局概念框架，再用自底向上 設(shè)計各局部概念結(jié)構(gòu)2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（2）數(shù)據(jù)抽象與局

28、部E-R圖設(shè)計根據(jù)需求分析的結(jié)果設(shè)計各個局部視圖即分E-R圖集成局部E-R圖 選擇局部應(yīng)用（在多層次中選擇適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖) 逐一設(shè)計分E-R圖（將每一部分局部應(yīng)用作E-R圖）注意：屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項 聯(lián)系只能發(fā)生在實體之間2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（3）局部E-R圖的優(yōu)化：即為集成過程，生成全局E-R 圖，進行合并，修改和重構(gòu)等工作合并局部E-R圖，生成初步E-R圖主要工作解決沖突：屬性沖突：主要是屬性域的問題例：有的價錢用元，有的用分表示命名沖突：同名異義或異名同義（班主任與教師）結(jié)構(gòu)沖突：同一對象在不同的應(yīng)用中具有不同的抽象 （如實體有可能被看作是屬性操作）例：成績看

29、成是屬性或?qū)嶓w2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計修改與重構(gòu)，生成基本E-R圖：將局部E-R圖進行歸并 后生成的是初步的E-R圖，可能存在冗余的數(shù)據(jù)和冗余 的實體間聯(lián)系去冗余有兩種方法：自我分析法關(guān)系規(guī)范化 1NF：表中不可套表（屬性最小單位不可分) 2NF：去除部分函數(shù)依賴 3NF：去除傳遞函數(shù)依賴2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計職工號姓名職稱工資扣除實發(fā)基本津貼職務(wù)房租水電86051陳平講師130512005016011222831NF:每個屬性的域都只包含單一的值2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計2NF：滿足第一范式，所有非主關(guān)鍵字屬性完全依賴于整個主關(guān)鍵字 學(xué)號姓名課程號成

30、績0801111王啟101672009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計3NF：滿足第二范式，任何一個非主屬性都不傳遞依賴于任何關(guān)鍵字 學(xué)號課程號成績學(xué)分08011111018942009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計3、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）E-R圖向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換原則：一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式 一個m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式 一個1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為獨立的關(guān)系模式，也可與 n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并 一個1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為獨立的關(guān)系模式，也可與 任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并 三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一 個關(guān)系模式 實體集的實體間的聯(lián)系（自連接） 相同關(guān)鍵字的關(guān)系模式可合并2009

31、年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計1：1聯(lián)系的E-R圖到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換a、聯(lián)系單獨對應(yīng)一個關(guān)系模式，則由聯(lián)系屬性，參與 聯(lián)系的各實體集的主碼屬性構(gòu)成關(guān)系模式注意：聯(lián)系的主碼可以選用任何一方的主碼舉例：班級（班級編號，院系，專業(yè)名，人數(shù)） 班長（學(xué)號，姓名） 屬于（學(xué)號，班級編號）或 屬于（班級編號，學(xué)號）2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計b、聯(lián)系不單獨對應(yīng)一個關(guān)系模式，聯(lián)系的屬性及一方 的主碼加入另一方實體集對應(yīng)的關(guān)系模式中舉例：班級（班級編號，院系，專業(yè)名，人數(shù)） 班長（學(xué)號，姓名，班級編號）或 班級（班級編號,院系,專業(yè)名,人數(shù),學(xué)號） 班長（學(xué)號，姓名） 2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計1：n聯(lián)系的E-R圖到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換a、聯(lián)系單獨對應(yīng)一個關(guān)系模式，則由聯(lián)系的屬性，參與聯(lián)系的各實體集的主碼屬性構(gòu)成關(guān)系模式注意：n端的主碼作為該關(guān)系模式的主碼舉例：班級（班級編號，院系，專業(yè)名，人數(shù)） 學(xué)生（學(xué)號，姓名，專業(yè)名，性別，出生時間， 總學(xué)分，備注） 屬于（學(xué)號，班級編號）2009年8月22日1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計b、聯(lián)系