簡單數(shù)據(jù)庫設計實例

共10頁第10頁數(shù)據(jù)庫設計實例數(shù)據(jù)庫設計是數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計的一個組成部分，其核心是針對于特定的應用環(huán)境，設計合理的數(shù)據(jù)模型，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲和處理數(shù)據(jù)，以滿足用戶的應用需求。從實用角度出發(fā)，數(shù)據(jù)庫設計可分為如下幾個步驟：第一步：創(chuàng)建概念數(shù)據(jù)模型確定實體和關(guān)系確定屬性標準化數(shù)據(jù)第二步：生成物理數(shù)據(jù)模型第三步：驗證設計為便于學習者理解和掌握，下面結(jié)合具體的實例來講解和展示數(shù)據(jù)庫設計的詳細過程。假定我們要開發(fā)一個小型的ERP系統(tǒng)，以管理公司內(nèi)部資源，其應用業(yè)務場景描述如下：v512工作室由IT業(yè)界專業(yè)人士組成，在提供高端IT培訓業(yè)務的同時，還自主制作并免費發(fā)布大量公益性學習資源，工作室以公司形式運營，目前共擁有18名員工，這些員工分屬于4個部門，且員工之間存在上下級管理關(guān)系。方案將來根據(jù)業(yè)務的發(fā)展設立更多的部門，聘用更多的員工。為保證質(zhì)量，工作室對其成員的各項專業(yè)技能進行了級別評定。確定實體和關(guān)系1.確定高級別的活動要確定本ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計中的實體和實體間關(guān)系，首先應明確要基于該數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的高級別活動，這里所謂的高級別活動是指從用戶的視角出發(fā)，確定本數(shù)據(jù)庫設計中系統(tǒng)所涉及到的業(yè)務活動。比方，存儲和維護員工的個人信息等。在前述的應用業(yè)務場景中，v512工作室需要考慮的高級別活動包括：聘用新員工解雇現(xiàn)有員工維護員工的個人信息增設新部門裁撤現(xiàn)有部門維護部門信息維護工作室業(yè)務相關(guān)的技能信息維護各員工的業(yè)務技能掌握情況2.確定實體接下來要確定的是，針對上述的高級別活動需要記錄和維護有關(guān)哪些事物的信息，這些事物將被轉(zhuǎn)換為實體。其中，員工相關(guān)信息可抽象為“Employee”實體、部門相關(guān)信息可抽象為“Department”實體、技能相關(guān)信息抽象為“Skill”實體，為標準和方便起見，這些實體均采用英文命名，并盡量在名稱中體現(xiàn)其含義。3.確定關(guān)系進一步對上述高級活動進行分析，以確定實體間存在何種關(guān)系。具體包括：Employee-Department實體之間存在隸屬關(guān)系員工必須且只能隸屬于某一個特定的部門，一個部門可以包含0～多名員工，此為一對多關(guān)系。這種從兩個方向上對同一個關(guān)系的細化描述被稱為關(guān)系的角色，每個關(guān)系都對應兩種角色。Employee-Department實體之間存在管理關(guān)系每一名員工可以管理0～1各部門，每個部門必須由一名員工負責管理（其管理者不必須隸屬于本部門），此為一對一關(guān)系。Employee-Skill實體之間存在掌握關(guān)系每一名員工均應掌握1～多項業(yè)務技能，每項技能可能被0～多名員工掌握，此為多對多關(guān)系。Employee-Employee實體之間存在管理關(guān)系每位員工由0～1位上級員工負責管理，有的員工可能沒有上司（比方公司經(jīng)理），但有的話只能有一位直接上級。上級員工可以管理0～多位為下級員工。經(jīng)分析而得的上述實體間關(guān)系如圖8-14所示。圖8-14數(shù)據(jù)庫設計實例CDM之14.將多對多關(guān)系更改為實體前文中已講過，在多對多關(guān)系中，可能會出現(xiàn)有屬性與關(guān)系相關(guān)聯(lián)、而不是單純的與實體相關(guān)聯(lián)的情況，將這樣的屬性添加到任何一個實體中都是不合理的，此時應將該關(guān)系轉(zhuǎn)換為、或者說定義為實體。我們這里的Employee與Skill實體之間就存在這種情況——員工所掌握的技能項目及其評定等級信息就與兩個實體之間的多對多關(guān)系相關(guān)聯(lián)，因此將此多對多關(guān)系定義為“人力資源”（HR）實體，轉(zhuǎn)換后的實體-關(guān)系如圖8-15所示。圖8-15數(shù)據(jù)庫設計實例CDM之2在實際的數(shù)據(jù)庫應用設計中，更簡單而可行的處理原則是，將一切多對多關(guān)系均轉(zhuǎn)換為實體，而不必逐個對其進行細化分析，這樣可以很好地解決違背數(shù)據(jù)庫標準化第二范式的問題。5.分解活動接下來，需要對前述的高級別業(yè)務活動做進一步分析，看是否可以將其中的部分或全部項目分解為相對低級別、或者說更細致的業(yè)務活動，比方，其中“維護工作室業(yè)務相關(guān)的技能信息”這一高級別的活動可繼續(xù)分解為：添加新的技能項目刪除不再使用的技能項目維護/更新現(xiàn)有技能項目的詳細詳細最后一項高級活動“維護各員工的業(yè)務技能掌握情況”也可以進行類似的分解。需要說明的是高級業(yè)務活動的確定以及這里的細化分解并沒有一成不變的標準，這就好比實現(xiàn)某一預期功能的編程工作是沒有標準答案的（有的只是參考實現(xiàn)），其目的都是為后續(xù)的確定業(yè)務規(guī)則和實體屬性等步驟提供便利，如果業(yè)務邏輯不是很復雜的話也可以一步完成，具體由數(shù)據(jù)庫設計者自行把握即可。6.確定業(yè)務規(guī)則接下來要做的是，對前述業(yè)務活動進行再次分析，確定其應遵守的具體規(guī)則。比方，一名員工必須且只能隸屬于某一個部門就是一個業(yè)務規(guī)則。業(yè)務規(guī)則通常可以表示為一對一、一對多和多對多關(guān)系，或者相應的約束條件，這些規(guī)則將來會體現(xiàn)到數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)之中。本實例中相關(guān)的業(yè)務規(guī)則如下：員工必須隸屬于某一個部門員工編號一經(jīng)確定不得更改員工的姓名、性別、職務、所屬部門等其它個人信息可以更改員工所掌握的技能項目及其評定等級可以更改每個部門允許設置0～多部…和前述業(yè)務活動的確定及分解情況類似，業(yè)務規(guī)則的確定以滿足實際業(yè)務需要為準，注意不要搞得過于繁瑣而失去其實用價值，具體詳略程度需設計者根據(jù)經(jīng)驗自行把握，也可以待后續(xù)環(huán)節(jié)暴露出問題后再追溯回來，進行迭代處理。確定屬性首先，根據(jù)前述分析的業(yè)務活動的需要確定所有要記錄和維護的數(shù)據(jù)條目，然后再將這些數(shù)據(jù)條目做為屬性關(guān)聯(lián)到相應的實體或關(guān)系中，比方：員工實體 員工編號、員工姓名、性別、職務、上司工號、工資、出生日期、所屬部門部門實體部門編號、部門名稱、部門經(jīng)理、部門地址、號碼技能實體技能編號、技能名稱人力資源實體員工編號、技能編號、掌握程度設置屬性后的實體-關(guān)系如圖8-16所示。圖8-16數(shù)據(jù)庫設計實例CDM之3其中，帶有下劃線的屬性為所在實體的標識符。為實體或關(guān)系設置屬性時，應盡量采用標準的命名規(guī)則——屬性的名稱應體現(xiàn)其含義、且應遵循統(tǒng)一的命名格式，以便于將來的使用和維護，比方，假定部門編號使用縮略名稱dept_name，那么部門名稱等相應的其它屬性就不應該使用完整名稱，如department_name，而應是其名稱保持一致，如dept_name。在本階段，設計者只需根據(jù)自己的經(jīng)驗和判斷進行設計即可，而不必強求數(shù)據(jù)（屬性）與實體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系一定是正確或合理的，后續(xù)的環(huán)節(jié)還將對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型進行標準化處理，以發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并進行修正。標準化數(shù)據(jù)前文中已經(jīng)講過，標準化數(shù)據(jù)的目的在于避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余和操作異常，進而節(jié)省存儲空間并更好地確保數(shù)據(jù)的一致性，實際上就是對所設計的數(shù)據(jù)模型進行一系列的標準化測試（判斷其是否滿足指定的范式要求）、發(fā)現(xiàn)問題并進行整改的過程。在進行數(shù)據(jù)的標準化測試之前，應先簡單地羅列出各實體中的數(shù)據(jù)，并為每個實體確定一個唯一的標識符、以唯一地標識實體集中的每一個實體，標識符可以是一個屬性、也可以由多個屬性組合而成。實際上這一工作我們已經(jīng)完成了，參見圖8-16，其中，使用下劃線標記的即為標識符屬性，HR實體（多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換而成的實體）的標識符由其所依賴的兩個實體的標識符（emp_id和skill_id）組合而成。1.第一范式測試根據(jù)第一范式的要求，檢查各實體的屬性是否存在多值的情況，這里的“多值”指的是同一個屬性在同一個實體上可以有幾個不同的取值，如果有則應將這樣的屬性從其所屬的實體中刪除掉，并用這些刪除掉的屬性創(chuàng)建新的實體和關(guān)系。在我們的設計實例中，假定一個部門可以有0～多個號碼，則Department實體中的phone屬性就存在多值的情況，解決方法是，將phone屬性從Department實體中刪除，并創(chuàng)建一個單獨的Phone實體（嚴格來說是實體集）。此時，Department實體和Phone實體間存在一對多的關(guān)聯(lián)關(guān)系——每個部門可以有0～多個號碼，每個號碼必須也只能隸屬于某一個特定的部門。修正后的實體-關(guān)系如圖8-17所示。圖8-17數(shù)據(jù)庫設計實例CDM之42.第二范式測試第二范式要求各實體中所有非標識符屬性都必須完全依賴于實體的標識符，如果存在非標識符屬性部分依賴（而不是完全依賴）于該實體的標識符的情況，則應從當前實體中刪除這些屬性、并將之參加到適合的實體中，其相關(guān)原理分析及具體做法前文中已有詳細講解。實際上，由于單個屬性做為標識符的實體中不可能出現(xiàn)非標識符屬性對標識符部分依賴的情況，我們只需檢查那些由多個屬性聯(lián)合組成標識符的實體。本設計實例中，只有HR實體中存在兩個屬性（emp_id和skill_id）組合構(gòu)成標識符的情況，而其skill_level屬性的確完全依賴于這二者，故本設計已符合第二范式的要求。3.第三范式測試第二范式要求實體中的屬性間不得存在傳遞依賴，即所有的非標識符屬性必須完全依賴于標識符、且不得依賴于實體中的其它（非標識符）屬性，如果存在傳遞性依賴的情況，則應從當前實體中將相關(guān)屬性刪除，有必要的話，也可以將這些屬性添加到適合的其它實體中。經(jīng)逐個分析，前述各實體的屬性之間均不存在傳遞性依賴，故本設計已符合第三范式的要求。生成物理數(shù)據(jù)模型在確定概念數(shù)據(jù)模型并完成了數(shù)據(jù)庫的標準化之后，數(shù)據(jù)庫設計就基本完成了，接下來要做的是生成與前述概念數(shù)據(jù)模型相對應的物理數(shù)據(jù)模型。這個過程也稱作解析關(guān)系，因為其主要工作就是將模型中的實體轉(zhuǎn)換為表、并將實體間關(guān)系轉(zhuǎn)換為表間的外鍵關(guān)系。具體原則如下：1.將實體轉(zhuǎn)換為表實體中的標識符轉(zhuǎn)換為表的主鍵，實體中的屬性轉(zhuǎn)換為表中的字段，屬性的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換/具體化為特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)類型。2.解析關(guān)系概念數(shù)據(jù)模型中實體間關(guān)系最終將被轉(zhuǎn)換為物理數(shù)據(jù)模型中表的外鍵，具體可分為如下三種情況：解析一對多關(guān)系在解析一對多關(guān)系時，“一”方表中的主鍵字段（由其對應實體中的標識符轉(zhuǎn)換得來）將成為“多”方表中的外鍵字段。例如，圖8-18所示的CDM中，Department實體和Phone實體間存在一對多關(guān)系——一個部門可以擁有0～多部，但一部必須也只能隸屬于一個部門。圖8-18一對多關(guān)系CDM在轉(zhuǎn)換后的PDM中，Department表中的主鍵字段（dept_id）成為Phone表中的外鍵字段，具體如圖8-19所示。圖8-19一對多關(guān)系PDM解析一對一關(guān)系在解析一對一關(guān)系時，可以在其中任意一方（表中）設置外鍵。如果該一對一關(guān)系在一個方向是強制性的，而在另一方向是可選的，則應在可選的一方設置外鍵。例如，圖8-20所示的CDM中，Department實體和Employee實體間存在一對一關(guān)系——一個部門必須也只能由一名員工（部門經(jīng)理）負責管理，此為強制性關(guān)系；一名員工至多可以管理一個部門，此為非強制性關(guān)系。圖8-20一對一關(guān)系CDM在轉(zhuǎn)換后的PDM中，Employee表中的主鍵字段（emp_id）成為Department表中的外鍵字段，具體如圖8-21所示。圖8-21一對多關(guān)系PDM解析多對多關(guān)系對于多對多關(guān)系，應將之轉(zhuǎn)換為實體，以便于在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)，否則很容易出現(xiàn)違背數(shù)據(jù)庫標準化第二范式和第三范式的情況。例如，圖8-22所示的CDM中，Employee實體和Skill實體間存在多對多關(guān)系——每位員工均掌握一門以上的業(yè)務技能項目，此為強制性關(guān)系；每門業(yè)務技能項目可能被0～多名員工掌握（有的技能項目被為公司業(yè)務所需，但尚未招聘到掌握該技能項目的員工），此為非強制性關(guān)系。圖8-22多對多關(guān)系CDM上述的多對多關(guān)系可轉(zhuǎn)換為實體，具體如圖8-23所示。圖8-23多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體CDM這實際上是將一個多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換成了兩個一對多關(guān)系。轉(zhuǎn)換而得的HR實體集中的每個實體都必須在Employee、Skill實體集中各存在一個對應的實體（兩個強制關(guān)系），因為員工對技能項目的掌握關(guān)系只有在與一個特定的員工和特定的技能項目實體相關(guān)聯(lián)時才有意義。換句話說，新建的HR實體既依賴于Employee實體、同時又依賴于Skill實體，后兩者中的標識符組合起來則可以唯一地標識HR實體集中的一個實體，HR實體集方框兩側(cè)小圓圈和鳥爪狀標記中間的三角形就是用來標明這種依賴性的。將多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體后更適合其相關(guān)屬性信息在數(shù)據(jù)庫中的存儲，這樣可以很好地避免數(shù)據(jù)冗余。比方，如果需要記錄員工對技能項目的掌握程度，則可以在新實體HR中添加相應的屬性（skill_level），確定屬性后的CDM如圖8-24所示。圖8-24多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體CDM之二說明，被依賴的Employee實體和Skill實體中的標識符將自動成為HR實體的聯(lián)合標識符，以唯一標識每一個HR實體，由于在當前的CDM中已使用三角形標記標明了這種依賴關(guān)系，因此不需要HR實體集方框中再顯式添加emp_id和skill_id屬性。基于圖8-24所示的CDM而生成的PDM如圖8-25所示。圖8-25多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體PDM多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體后，需要再對所得到的新實體和兩個一對多關(guān)系進行標準化檢查，最可取的做法是在創(chuàng)建概念數(shù)據(jù)模型階段就將多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體，以避免到生成物理數(shù)據(jù)模型階段進行關(guān)系解析時的迭代標準化處理。比方，在本設計實例中，由于在前述步驟（創(chuàng)建概念數(shù)據(jù)模型->確定實體和關(guān)系）中已經(jīng)將多對多關(guān)系轉(zhuǎn)換為實體，因此這里已不存在待解析的多對多關(guān)系。物理數(shù)據(jù)模型與特定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)相關(guān)，比方表中字段的數(shù)據(jù)類型會隨數(shù)據(jù)庫種類和版本號而存在差異，基于Oracle11g數(shù)據(jù)庫，圖8-17所示的概念數(shù)據(jù)模型所轉(zhuǎn)換成的物理數(shù)據(jù)模型如圖8-26所示，本數(shù)據(jù)庫設計滿足數(shù)據(jù)庫標準化第三范式的要求。圖8-26數(shù)據(jù)庫設計實例PDM驗證設計結(jié)果在實施上述設計結(jié)果之前，需要對齊進行最后的驗證、以確保該設計能夠滿足應用開發(fā)的需要。具體來說，就是再次檢查在設計過程之初確定的各項業(yè)務活動，以確保基于當前的數(shù)據(jù)庫設計可以訪問和操作業(yè)務活動所需要的全部數(shù)據(jù)。比方，是否可以滿足應用開發(fā)中聘用新員工、解雇現(xiàn)有員工、維護員工的個人信息等業(yè)務活動對數(shù)據(jù)的訪問和操作要求，在本設計中，答案是肯定的。例如：如果經(jīng)驗沒有問題，那么就可以實施本設計結(jié)果了。這里所謂的“實施”，具體來說就是根據(jù)先前的物理數(shù)據(jù)模型設計結(jié)果，運用目標數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）所支持的數(shù)據(jù)語言、客戶端或服務器端工具、以及應用開發(fā)宿主語言（如Java），在目標數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中創(chuàng)建各種數(shù)據(jù)庫對象，編制與調(diào)試應用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進行調(diào)試運行?；贠racle11g數(shù)據(jù)庫，實施本數(shù)據(jù)庫設計的最終結(jié)果（圖8-26所示的PDM）的對應SQL腳本文件如下：--丟棄已創(chuàng)建數(shù)據(jù)表（供調(diào)試之用）DROPTABLEhr;DROPTABLEskill;DROPTABLEphone;DROPTABLEdepartmentCASCADECONSTRAINTS;DROPTABLEemployee;--創(chuàng)建部門信息表CREATETABLEdepartment(dept_idVARCHAR2(20)PRIMARYKEY,mgr_idVARCHAR2(20),dept_nameVARCHAR2(30),addressVARCHAR2(50));--創(chuàng)建員工信息表CREATETABLEemployee(emp_idVARCHAR2(20)PRIMARYKEY,emp_nameVARCHAR2(20),sexchar(4),jobVARCHAR2(20),mgr_idVARCHAR2(20),salaryNUMBER(8,2),birthDATE,hiredateDATE,dept_idVARCHAR2(20));--創(chuàng)建部門信息表CREATETABLEphone(phone_codeVARCHAR2(20)PRIMARYKEY,dept_idVARCHAR2(20));--創(chuàng)建技能項目信息表CREATETABLEskill(skill_idVARCHAR2(20)PRIMARYKEY,skill_nameVARCHAR2(30));--創(chuàng)建員工技能等級評定信息表CREATETABLEhr(emp_idVARCHAR2(20),skill_idVARCHAR2(20),skill_levelNUMBER(2),CONSTRAINThr_pkPRIMARYKEY(emp_id,skill_id));--添加外鍵約束ALTERTABLEhrADDCONSTRAINTShr_emp_id_fkFOREIGNKEY(emp_id)REFERENCESemployee(emp_id);ALTERTABLEhrADDCONSTRAINTShr_skill_id_fkFOREIGNKEY(skill_id)REFERENCESskill(skill_id);ALTERTABLEphoneADDCONSTRAINTSphone_dept_id_fkFOREIGNKEY(dept_id)REFERENCESdepartment(dept_id);ALTERTABLEdepartmentADDCONSTRAINTSdepartment_mgr_id_fkFOREIGNKEY(mgr_id)REFERENCESemployee(emp_id);ALTERTABLEemployeeADDCONSTRAINTShr_dept_id_fkFOREIGNKEY(dept_id)REFERENCESdepartment(dept_id);ALTERTABLEemployeeADDCONSTRAINTShr_mgr_id_fkFOREIGNKEY(mgr_id)REFERENCESemployee(emp_id);

本科生學位論文論多媒體技術(shù)在教學中的應用姓名：指導教師：專業(yè)：教育管理專業(yè)年級：完成時間：

論多媒體技術(shù)在教學中的應用[摘要]多媒體不再是傳統(tǒng)的輔助教學工具，而是為構(gòu)造一種新的網(wǎng)絡教學環(huán)境創(chuàng)造了條件，特別是對于教育社會化來說，多媒體網(wǎng)絡是一種更理想的傳播工具。多媒體本身具有：融合性、非線性化，無結(jié)構(gòu)性、相互交涉性、可編輯性、實時性等特點；同時運用在教育教學上又有其特長：利于信息的存儲利用、是培養(yǎng)發(fā)散性思維的工具、促使學習個別化的實現(xiàn)。多媒體在教學中的應用有著多種的形式，它在提高學生學習興趣上有著積極的作用，同時它還能促進學生知識的獲取與保持、對教學信息進行有效的組織與管理、建構(gòu)理想的學習環(huán)境，促進學生自主學習等多方面的效果。立足未來發(fā)展，利用多媒體網(wǎng)絡技術(shù)，開展教學試驗。[關(guān)鍵詞]多媒體網(wǎng)絡教學系統(tǒng)資源共享多媒體技術(shù)主要指多媒體計算機技術(shù)，加工、控制、編輯、變換，還可以查詢、檢索。人們借助于多媒體技術(shù)可以自然貼切地表達、傳播、處理各種視聽信息，并具有更多的參與性和創(chuàng)造性。當今多媒體已成為廣泛流傳的名詞，但人們對于它的認識，特別是對于它在教育教學方面如何更好應用，未知的因素還很多。

一、多媒體的教育特長任何一種媒體不管其怎樣先進，它只能是作為一種工具被應用到教育領域，能不能促進教育的改革，。。。。。。應當吸取教訓，加強理論研究，充分認識多媒體的特性及其教育特長，以便更好地在教育領域開發(fā)應用多媒體。

1、多媒體的特性

（1）融合性多種符號系統(tǒng)的融合是多媒體的特性之一，多媒體的這一特性區(qū)別于過去媒體符號系統(tǒng)的單一性或復合性。也就是說多媒體技術(shù)不是將符號系統(tǒng)疊加，而是具有整體性的融合。

（2）非線性化，無結(jié)構(gòu)性因為多媒體是在超文本、，其組合結(jié)構(gòu)是固定的、不變的。

（5）實時性多媒體信息中的聲音、活動視瀕、動畫于時間有密切聯(lián)系，對它們進行呈現(xiàn)、交互等集成處理是實時的。在顯示某一主體內(nèi)容時，其視聽信息具有同步性。

2、多媒體的教育特長

（1）信息的存儲利用便利多媒體特別是多媒體WWW網(wǎng)絡信息的存儲、提取、雙向傳輸非常便利，它應用于教育，更利于教學信息傳播機制的建立。

（2）發(fā)散性思維的工具在培養(yǎng)學習者發(fā)散性思維方面…………或創(chuàng)造性思維的基礎。

（3）促使學習個別化的實現(xiàn)多媒體WWW網(wǎng)絡有利于個別化的實現(xiàn)。因為學習者各人需求、學習經(jīng)驗、認知程度等不同，學習方法也有差異，由于多媒體教學信息的多角度多層次性，不具有固定的學習目標和既定學習路徑，學習者可以自定學習路徑選擇自己需要的學習內(nèi)容。

四、迎接信息時代，運用多媒體技術(shù)，