《信息系統(tǒng)分析與設(shè)計》課件第9章：詳細(xì)設(shè)計中

第9章詳細(xì)設(shè)計中

數(shù)據(jù)庫設(shè)計●

概述●概念設(shè)計●邏輯設(shè)計●物理設(shè)計●安全性設(shè)計●

ROSE的數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程本章內(nèi)容一概述●數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的質(zhì)量將直接關(guān)系到信息系統(tǒng)開發(fā)的水平?！駭?shù)據(jù)庫設(shè)計是指根據(jù)業(yè)務(wù)需求、信息需求和處理需求，確定信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)一致性約束的過程?！駭?shù)據(jù)庫設(shè)計的基本過程：

圖9.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本過程二概念設(shè)計2.1

數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計的含義

●概念結(jié)構(gòu)也叫概念數(shù)據(jù)模型(ConceptualDataModel)，它應(yīng)該反映現(xiàn)實世界中組織的業(yè)務(wù)模式、信息結(jié)構(gòu)、信息間的相互制約關(guān)系，以及對信息存儲、查詢和加工的處理要求等。

●概念數(shù)據(jù)模型是對數(shù)據(jù)的抽象描述，它應(yīng)該獨(dú)立于具體的數(shù)據(jù)處理的細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

2.2概念設(shè)計步驟

①局部視圖設(shè)計：從各部門或用戶的角度設(shè)計出反映局部實體聯(lián)系的局部視圖(外模式)。財務(wù)概念數(shù)據(jù)人事概念數(shù)據(jù)物資概念數(shù)據(jù)科技概念數(shù)據(jù)設(shè)備概念數(shù)據(jù)2.概念設(shè)計步驟②全局視圖集成：把各局部視圖集成為能夠反映組織全貌的全局視圖(模式)。

財務(wù)概念數(shù)據(jù)人事概念數(shù)據(jù)物資概念數(shù)據(jù)科技概念數(shù)據(jù)設(shè)備概念數(shù)據(jù)系統(tǒng)全局概念數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)集成

2.3概念設(shè)計的描述

①實體聯(lián)系圖（ER圖）作為概念設(shè)計的工具，同時用ER圖描述概念數(shù)據(jù)模型。

②采用UML建模，則可以直接用系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計得到的類圖作為概念數(shù)據(jù)模型。

2.4基于業(yè)務(wù)對象模型的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計

1構(gòu)建業(yè)務(wù)對象模型

業(yè)務(wù)對象模型是在設(shè)計階段確定的由客觀實體構(gòu)成的類圖。這個類圖就是業(yè)務(wù)對象模型。

2優(yōu)化業(yè)務(wù)對象模型

為了數(shù)據(jù)庫設(shè)計的需要，在構(gòu)建的業(yè)務(wù)對象模型的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以便得到優(yōu)化的業(yè)務(wù)對象模型。

1)優(yōu)化業(yè)務(wù)對象模型的基本原則

●客觀原則構(gòu)建的業(yè)務(wù)對象模型一定要符合業(yè)務(wù)對象所描述的事物之間關(guān)系的實際。

●復(fù)雜度適中原則業(yè)務(wù)對象模型中的業(yè)務(wù)對象不能過于復(fù)雜,如果復(fù)雜就需要分解。

●遵循規(guī)范化理論原則業(yè)務(wù)對象模型應(yīng)該是規(guī)范的。

2)業(yè)務(wù)對象模型的優(yōu)化方法

●多元關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€二元關(guān)聯(lián)在業(yè)務(wù)對象模型中，所有的多元關(guān)聯(lián)，都可以轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€二元關(guān)聯(lián)。

2)業(yè)務(wù)對象模型的優(yōu)化方法

●多對多的二元關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€一對多的二元關(guān)聯(lián)

2)業(yè)務(wù)對象模型的優(yōu)化方法

●帶關(guān)聯(lián)類的一對多二元關(guān)聯(lián)去掉關(guān)聯(lián)類

2)業(yè)務(wù)對象模型的優(yōu)化方法

●復(fù)雜性化簡對于復(fù)雜的類，可以化簡為多個類。圖書訂單類的化簡三邏輯設(shè)計

3.1概述●邏輯設(shè)計的概念

將概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計成為特定DBMS的邏輯數(shù)據(jù)模式?！襁壿嫈?shù)據(jù)模式

被稱為邏輯模型或數(shù)據(jù)模式，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模式是關(guān)系模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫需把ER圖或類圖描述的概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為等價的關(guān)系模式及其約束。

●邏輯設(shè)計結(jié)果

一組關(guān)聯(lián)的規(guī)范關(guān)系，一系列經(jīng)過結(jié)構(gòu)化的業(yè)務(wù)規(guī)則，以及數(shù)據(jù)庫存取的安全性設(shè)計。

●邏輯設(shè)計的工作

①由概念數(shù)據(jù)模型導(dǎo)出關(guān)系模式；②規(guī)范化關(guān)系模式；③結(jié)構(gòu)化業(yè)務(wù)規(guī)則；④數(shù)據(jù)庫存取安全性設(shè)計。

3.2由概念數(shù)據(jù)模型導(dǎo)出關(guān)系模式

(1).關(guān)系模式的含義

關(guān)系模式的基本內(nèi)容是一組關(guān)聯(lián)的關(guān)系。關(guān)系的一般形式：R(A1,A2,…,An)。其中，R為一個關(guān)系，Ai為關(guān)系的屬性。

例如：職工(職工號，姓名，性別，年齡，崗位，住址，電話，權(quán)限，密碼)

關(guān)系R也可以用一個二維表來表示，二維表的列為R的屬性Ai，行為元組。例如：

(2)業(yè)務(wù)對象模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式●

類的轉(zhuǎn)換方法

把類圖中的每一個類轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，類的屬性作為關(guān)系的屬性。圖7.50類圖轉(zhuǎn)換的關(guān)系模式系主任(主任編號，姓名，性別，出生日期，職稱,從事專業(yè))

●

關(guān)聯(lián)關(guān)系的轉(zhuǎn)換

具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的類，所轉(zhuǎn)換而成的關(guān)系模式完全能夠反映類之間所存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

例1：系主任(主任編號,姓名,性別,出生日期,職稱,從事專業(yè))系(系名,概況,專業(yè),主任編號)例2：圖7.51三元關(guān)聯(lián)的關(guān)系模式

●

組成關(guān)系的轉(zhuǎn)換

組成關(guān)系是關(guān)聯(lián)關(guān)系的一種特例，組成關(guān)系可按照關(guān)聯(lián)關(guān)系的方法轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。例，圖7.52(a)中，“學(xué)?！迸c“系部”兩個類之間是組成關(guān)系，把這個類圖轉(zhuǎn)換成為圖(b)所示的關(guān)系模式，由“系部”中的“校名”屬性與“學(xué)校”建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系。圖7.52組成關(guān)系轉(zhuǎn)換的關(guān)系模式

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泛化關(guān)系的轉(zhuǎn)換

“一類一關(guān)系”的轉(zhuǎn)換方法。指把存在泛化關(guān)系類圖中的一個類轉(zhuǎn)變成為關(guān)系模式中的一個關(guān)系。轉(zhuǎn)換時需要在子類所轉(zhuǎn)換的關(guān)系中增加父類的關(guān)鍵屬性。例如：圖7.53泛化關(guān)系轉(zhuǎn)換的關(guān)系模式案例分析

書店書務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計

圖書（書號，ISBN，書名，作者，出版日期，版次，定價，類別編號，出版

社編號）圖書類別（類別編號，類別名稱）出版社（出版社編號，名稱，聯(lián)系地址，電話，郵編，郵箱，網(wǎng)址，聯(lián)系人，備注）圖書（書號，ISBN，書名，作者，出版日期，版次，定價，圖書類別，出版社編號）訂單圖書（書號,，冊數(shù)，計劃到貨日期，實際到貨日期）進(jìn)書圖書（書號，入庫單編號，進(jìn)書數(shù)量）架存圖書（書號，架位，架存數(shù)量，架存下限，架存上限）盤存圖書（書號，盤存單編號，實際數(shù)量，架存數(shù)量）報損圖書（書號，報損單編號，報損數(shù)量，報損原因）售出圖書（書號，會員編號，售出數(shù)量，折扣，售價）退回圖書（書號，會員編號，退回數(shù)量，退價，退書日期，退書原因）訂單圖書（書號，訂單編號，冊數(shù)，計劃到貨日期，實際到貨日期）進(jìn)書圖書（書號，入庫單編號，進(jìn)書數(shù)量）盤存圖書（書號，盤存單編號，實際數(shù)量，架存數(shù)量）報損圖書（書號，報損單編號，報損數(shù)量，報損原因）售出圖書（書號，售書單編號，售出數(shù)量，折扣，售價）退回圖書（書號，售書單編號，退回數(shù)量，退價，退回日期，退回原因）圖書訂單（訂單編號，出版社編號，訂單日期，到貨地點，工號，備注）入庫單（入庫單編號，入庫日期，工號,備注）盤存單（盤存單編號，盤存日期，工號,備注）報損單（報損單編號，報損日期，工號,備注）售書單（售書單編號，售書日期，工號,備注）訂單費(fèi)用（訂單編號，運(yùn)費(fèi)，稅費(fèi)，管理費(fèi)，其他費(fèi)用）職工（工號，姓名，崗位，密碼）職工信息（工號，性別，出生日期，家庭住址，手機(jī)，住宅電話，崗位，學(xué)歷，職稱，郵箱，郵編）個人會員（會員編號，姓名，地址，電話，工作單位，郵箱，注冊日期，累計分值,備注）圖書（書號，ISBN，書名，作者，出版日期，版次，定價，類別編號，出版

社編號）圖書類別（類別編號，類別名稱）出版社（出版社編號，名稱，聯(lián)系地址，電話，郵編，郵箱，網(wǎng)址，聯(lián)系人，備注）訂單圖書（書號,，冊數(shù)，計劃到貨日期，實際到貨日期）進(jìn)書圖書（書號，入庫單編號，進(jìn)書數(shù)量）架存圖書（書號，架位，架存數(shù)量，架存下限，架存上限）盤存圖書（書號，盤存單編號，實際數(shù)量，架存數(shù)量）報損圖書（書號，報損單編號，報損數(shù)量，報損原因）售出圖書（書號，會員編號，售出數(shù)量，折扣，售價）退回圖書（書號，會員編號，退回數(shù)量，退價，退書日期，退書原因）圖書訂單（訂單編號，訂單日期，到貨地點，工號，備注）入庫單（入庫單編號，入庫日期，工號,備注）盤存單（盤存單編號，盤存日期，工號,備注）報損單（報損單編號，報損日期，工號,備注）售書單（售書單編號，售書日期，工號,備注）訂單費(fèi)用（訂單編號，運(yùn)費(fèi)，稅費(fèi)，管理費(fèi)，其他費(fèi)用）職工（工號，姓名，崗位，密碼）職工（工號，性別，出生日期，家庭住址，手機(jī)，住宅電話，崗位，學(xué)歷，職稱，郵箱，郵編）個人會員（會員編號，姓名，地址，電話，工作單位，郵箱，注冊日期，累計分值,備注）

2．規(guī)范化關(guān)系模式●幾個概念▲異常：冗余和更新異常。

▲冗余：重復(fù)存儲同一數(shù)據(jù)的現(xiàn)象?！庐惓＃涸陉P(guān)系中插入、刪除、修改元組時出現(xiàn)不希望結(jié)果的現(xiàn)象。包括插入異常、刪除異常和修改異常。▲規(guī)范化：分解關(guān)系模式以消除異常的過程。▲范式：分解后的關(guān)系模式的規(guī)范形式(或者說把關(guān)系模式的分類標(biāo)準(zhǔn))。●規(guī)范化步驟

①確定規(guī)范級別

規(guī)范級別應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需要而定。在一般應(yīng)用中，如果僅有函數(shù)依賴，3NF比較適當(dāng)。

②實施規(guī)范化處理

根據(jù)確定的規(guī)范化級別，分析關(guān)系模式，以判斷是否滿足規(guī)范要求，對不滿足要求的關(guān)系進(jìn)行規(guī)范化處理。

特別注意1：

如果業(yè)務(wù)對象模型中的類已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)化，可以不必再對關(guān)系模式實施規(guī)范化。圖書（書號，ISBN，書名，作者，出版日期，版次，定價，類別編號，出版

社編號）出版社（出版社編號，名稱，聯(lián)系地址，電話，郵編，郵箱，網(wǎng)址，聯(lián)系人，備注）圖書訂單（訂單編號，訂單日期，到貨地點，工號，備注）訂單圖書（訂單編號，書號，計劃到貨日期，實際到貨日期）訂單費(fèi)用（訂單編號，運(yùn)費(fèi)，稅費(fèi)，管理費(fèi)，其他費(fèi)用）職工（工號，姓名，崗位，密碼）

特別注意2：如果處理兩個關(guān)系及其關(guān)聯(lián)約束所付出的代價超過了避免異常所帶來的好處，則不推薦使用規(guī)范化。稱之為反規(guī)范化。但是，反規(guī)范化必須在規(guī)范化的前提下進(jìn)行，否則將是盲目的。四物理設(shè)計

4.1數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的概念

數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計是在已確定的邏輯數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計出在限定應(yīng)用環(huán)境下，具有高效率、可實現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的過程。物理設(shè)計還應(yīng)該考慮操作約束、數(shù)據(jù)庫性能和數(shù)據(jù)安全性等問題。物理設(shè)計首先需要考慮數(shù)據(jù)庫的物理環(huán)境，包括所選擇的DBMS、數(shù)據(jù)存取設(shè)備、存儲組織和存取方法，設(shè)備分布等因素。

4.2物理設(shè)計的基本工作

(1)．表設(shè)計

●

表(Table)：是關(guān)系在DBMS中的描述形式，具有二維結(jié)構(gòu)。表與關(guān)系是一一對應(yīng)的，邏輯模型中的一個關(guān)系在DBMS中應(yīng)該有一張對應(yīng)的表。

●表設(shè)計：是將邏輯模型中的關(guān)系轉(zhuǎn)化成具體的DBMS中的表。表設(shè)計需要定義表名和表結(jié)構(gòu)。表的名字一般就取關(guān)系的名字。表的結(jié)構(gòu)需要確定一個表中的字段，包括每一個字段的名稱、類型、長度等。

案例分析

五數(shù)據(jù)庫安全性設(shè)計5.1數(shù)據(jù)庫安全性設(shè)計的等級

●用戶級

●DBMS級●數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)級●數(shù)據(jù)庫級●數(shù)據(jù)表及記錄級5.2用戶級安全性設(shè)計

通過用戶標(biāo)識與鑒別機(jī)制實現(xiàn)用戶級安全設(shè)計。例如：5.3DBMS安全性設(shè)計

通過存取控制的安全矩陣來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫存取安全性設(shè)計。

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