第1章設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)4

1、第1章 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù),（時(shí)間：1次課，2學(xué)時(shí)）,第1章 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù),1.1 工作場(chǎng)景導(dǎo)入 1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)概述 1.3 需求分析 1.4 概念模型設(shè)計(jì) 1.5 邏輯模型設(shè)計(jì) 1.6 物理模型設(shè)計(jì) 1.7 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行和維護(hù) 1.8 SQL Server 2008簡(jiǎn)介 1.9 回到工作場(chǎng)景 1.10 工作訓(xùn)練營(yíng),1.1 工作場(chǎng)景導(dǎo)入(1),要求創(chuàng)建 “學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)”。 數(shù)據(jù)包括：系、班級(jí)、課程、學(xué)生和成績(jī)。 實(shí)施步驟： 創(chuàng)建一個(gè)“成績(jī)”數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)并管理相關(guān)數(shù)據(jù)。 以“成績(jī)”數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，開發(fā)一個(gè)“學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)”應(yīng)用程序，通過窗體或?yàn)g覽器實(shí)現(xiàn)信息的查詢和修改等操作。,1.1 工作場(chǎng)景導(dǎo)入

2、(2),(1)數(shù)據(jù)庫(kù)是什么？它是如何發(fā)展的？ (2) 需求分析？ (3) 概念模型設(shè)計(jì)？ (4) 邏輯模型設(shè)計(jì)？ (5) 物理模型設(shè)計(jì)？ (6) 如何實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)？ (7) SQL Server 2008是什么？,1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)概述,1.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念 1.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展歷史 1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),1.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念（1）,數(shù)據(jù)是描述客觀事物的符號(hào)表示，包括：文字、圖形、圖像、聲音，等等。 數(shù)據(jù)庫(kù)(Database，DB)是數(shù)據(jù)的集合。 按照某種數(shù)據(jù)模型，這些數(shù)據(jù)被描述、組織并長(zhǎng)期存儲(chǔ)在某種介質(zhì)上。這些數(shù)據(jù)被統(tǒng)一管理，可供不同的用戶共享。 數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)有較

3、小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性。,1.2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念（2）,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(Database Management SystemDBMS)是統(tǒng)一管理和操縱數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件。 通過DBMS完成對(duì)所有數(shù)據(jù)的操作，以確保數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性。 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(Database AdministratorDBA)是專門負(fù)責(zé)管理和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的人。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(Database Systems，DBS)通常由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、用戶和應(yīng)用程序組成。,1.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展歷史,階段劃分： 人工管理階段（20世紀(jì)50年代） 紙帶、卡片、磁帶；沒有OS；數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用的

4、 。 文件系統(tǒng)階段（50年代后期60年代中期） 磁盤、磁鼓； OS的文件系統(tǒng)提供了對(duì)文件的管理和訪問方法，程序和數(shù)據(jù)之間有了數(shù)據(jù)存取的接口，程序可以通過文件名讀寫數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)不再是面向某個(gè)應(yīng)用，而是面向整個(gè)企業(yè)或整個(gè)應(yīng)用。,1.2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),三級(jí)模式結(jié)構(gòu)： 外模式 表示應(yīng)用程序能夠使用的那部分?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征，是用戶的數(shù)據(jù)視圖。 概念模式 表示全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、聯(lián)系、安全性和完整性，是完整的數(shù)據(jù)視圖。 內(nèi)模式 表示數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。,1.3 需求分析,1.3.1 需求分析的任務(wù) 1.3.2 需求分析的方法 1.3.3 需求分析的成果,1.3.1

5、需求分析的任務(wù),需求分析的內(nèi)容： 調(diào)研 收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 了解系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 明確用戶需求 確定新系統(tǒng)的功能 得到系統(tǒng)需求分析說明書,1.3.2 需求分析的方法,需求分析步驟： 了解用戶單位的組織機(jī)構(gòu)；調(diào)查用戶單位的日常業(yè)務(wù)流程；明確用戶的信息需求和系統(tǒng)概念需求，明確用戶對(duì)系統(tǒng)的性能和成本的要求，確認(rèn)數(shù)據(jù)項(xiàng)；產(chǎn)生系統(tǒng)需求說明書。 需求分析的調(diào)查方法包括： 跟班作業(yè)、開調(diào)查會(huì)、請(qǐng)專人調(diào)查、發(fā)放用戶調(diào)查表和查閱原系統(tǒng)有關(guān)記錄。,1.3.3 需求分析的成果,需求分析生成的結(jié)果包括： 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)流圖 判定表和判定樹,1.4 概念模型設(shè)計(jì),1.4.1 數(shù)據(jù)模型 1.4.2 概念模型 1.4.3 概念模型設(shè)

6、計(jì)的任務(wù) 1.4.4 概念模型設(shè)計(jì)的方法 1.4.5 概念模型設(shè)計(jì)的成果 1.4.6 實(shí)體-聯(lián)系模型,1.4.1 數(shù)據(jù)模型,數(shù)據(jù)模型 用來描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、數(shù)據(jù)的語(yǔ)義和完整性約束。 數(shù)據(jù)模型包括： 概念模型 邏輯模型 物理模型,1.4.2 概念模型,概念模型 描述事物及其相互之間的聯(lián)系，能滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求，是表示現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型。,1.4.3 概念模型設(shè)計(jì)的任務(wù),概念模型設(shè)計(jì)的任務(wù) 根據(jù)需求分析說明書對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，建立概念模型。,1.4.4 概念模型設(shè)計(jì)的方法,4種方法： 自頂向下是指先設(shè)計(jì)概念模型的總體框架，再逐步細(xì)化。 自底向上是指先設(shè)計(jì)局部概念模

7、型，再合并成總體。 逐步擴(kuò)張是指先設(shè)計(jì)概念模型的主要部分，再逐步擴(kuò)充。 混合策略是指將自頂向下和自底向上相結(jié)合，先設(shè)計(jì)概念模型的總體框架，再根據(jù)框架來合并各局部概念模型。,1.4.5 概念模型設(shè)計(jì)的成果,概念模型分類： 實(shí)體-聯(lián)系模型 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型 二元數(shù)據(jù)模型 語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型 函數(shù)數(shù)據(jù)模型,1.4.6 實(shí)體-聯(lián)系模型（1）,實(shí)體-聯(lián)系模型 用 E-R圖 來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。 實(shí)體-聯(lián)系模型中的基本概念： 實(shí)體：客觀對(duì)象或抽象概念 屬性：實(shí)體的特征 實(shí)體集（實(shí)體型） 聯(lián)系：11；1多；多多 鍵：區(qū)分不同實(shí)體的屬性或?qū)傩约?域：屬性的取值范圍,1.4.6 實(shí)體-聯(lián)系模型（2）,E-R圖

8、由實(shí)體型、屬性和聯(lián)系構(gòu)成。,屬性,實(shí)體型,聯(lián)系,1.4.6 實(shí)體-聯(lián)系模型（3）,采用實(shí)體-聯(lián)系模型做概念模型設(shè)計(jì)的步驟： 設(shè)計(jì) 局部E-R 模型。 設(shè)計(jì) 全局E-R 模型。 優(yōu)化 全局E-R 模型。,1.5 邏輯模型設(shè)計(jì),1.5.1 邏輯模型 1.5.2 關(guān)系模型概念 1.5.3 邏輯模型設(shè)計(jì)的任務(wù) 1.5.4 關(guān)系模型設(shè)計(jì)的方法,1.5.1 邏輯模型,邏輯模型 通常由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)完整性約束組成。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示與數(shù)據(jù)的類型和內(nèi)容有關(guān)的組織和描述。 數(shù)據(jù)操作是數(shù)據(jù)檢索和更新的含義、規(guī)則及實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)言。 數(shù)據(jù)的約束條件是數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所要遵守的完整性規(guī)則的集合。 邏輯模型分類： 層次模型

9、 網(wǎng)狀模型 關(guān)系模型。,1.5.2 關(guān)系模型概念（1）,關(guān)系：表 元組：表中的一行。關(guān)系中的元組不能重復(fù)，而且理論上沒有順序。 屬性：表中的一列。關(guān)系中的屬性值具有原子性，不可分解。 碼：表中可以唯一確定一個(gè)元組的屬性或者屬性組。 候選碼：表中所有可以唯一確定一個(gè)元組的屬性或者屬性組。 主碼：表中唯一確定一個(gè)元組的屬性或者屬性組。,1.5.2 關(guān)系模型概念（2）,外碼：本表中的屬性，同時(shí)也是另一表中的主碼。 域：屬性的取值范圍。 分量：一個(gè)元組中的某個(gè)屬性值。 關(guān)系模式：對(duì)關(guān)系的描述，寫成： 關(guān)系名（屬性1，屬性2， ，屬性n） 關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操作：查詢，插入，更新，刪除 關(guān)系模型的完整性分為

10、3類 實(shí)體完整性 參照完整性 用戶自定義完整性,1.5.3 邏輯模型設(shè)計(jì)的任務(wù),任務(wù) 把 概念模型 轉(zhuǎn)換為DBMS所支持的 邏輯模型,1.5.4 關(guān)系模型設(shè)計(jì)的方法,將實(shí)體-聯(lián)系模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的步驟分為3步： 將E-R圖 轉(zhuǎn)換 為關(guān)系模式集合。 對(duì)關(guān)系模式集合進(jìn)行規(guī)范化處理，滿足一定的范式。 優(yōu)化關(guān)系模式，定義數(shù)據(jù)完整性、安全性，評(píng)估性能。,1.6 物理模型設(shè)計(jì),1.6.1 物理模型設(shè)計(jì)的任務(wù) 1.6.2 物理模型設(shè)計(jì)的方法,1.6.1 物理模型設(shè)計(jì)的任務(wù),物理模型 它的設(shè)計(jì)是要選取一個(gè)最適合數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)記錄格式、存儲(chǔ)記錄安排和存取方法，使得數(shù)據(jù)庫(kù)具有良好的響

11、應(yīng)速度、足夠的事務(wù)流量和適宜的存儲(chǔ)空間。 它與系統(tǒng)硬件環(huán)境、存儲(chǔ)介質(zhì)性能和DBMS有關(guān)。,1.6.2 物理模型設(shè)計(jì)的方法,在關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)中，物理模型主要包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存放位置、存取方法、完整性、安全性和應(yīng)用程序。,1.7 實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù) 使用DBMS創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)、加載初始數(shù)據(jù)、編制和調(diào)試相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)用程序。 運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù) 使用已加載的初始數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行、制訂合理的數(shù)據(jù)備份計(jì)劃、調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性條件。 維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù) 對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問題，給出解決方案。,1.8 SQL Server 2008簡(jiǎn)介,1.8.1 SQL Ser

12、ver 2008產(chǎn)品性能 1.8.2 SQL Server 2008產(chǎn)品版本 1.8.3 SQL Server 2008管理工具,1.8.1 SQL Server 2008產(chǎn)品性能,SQL Server（Structured Quevy Language Server ） 是一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，最初是由Sybase公司開發(fā)的，后來被Microsoft買下并開發(fā)。 SQL Server 2008推出了許多新功能和新特性，改進(jìn)了包括T-SQL語(yǔ)句、數(shù)據(jù)類型和管理功能。 最新的版本是SQL Server 2012，已經(jīng)在2012年3月6日發(fā)布。,1.8.2 SQL Server 2008產(chǎn)品版本

13、,SQL Server依功能的不同 分為不同的版本： 企業(yè)版：適用于大型企業(yè)以及大型數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的服務(wù)器版本。 標(biāo)準(zhǔn)版：適用于一般企業(yè)的服務(wù)器版本。 工作組版：專為工作組或部門所設(shè)計(jì)，適用于較小規(guī)模的組織。 Web版：專為Web 服務(wù)器與Web Hosting所設(shè)計(jì) Express版：適用于小型應(yīng)用程序或是單機(jī)型應(yīng)用程序 Compact 3.5版：嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，可生成桌面和移動(dòng)設(shè)備的可靠應(yīng)用程序。,1.8.3 SQL Server 2008管理工具,SQL Server Management Studio Business Intelligence Development Studio SQL Server配置管理器 SQL Server Profiler 數(shù)據(jù)庫(kù)引擎優(yōu)化顧問 命令行工具,1.9 回到工作場(chǎng)景,創(chuàng)建一個(gè)學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)包括校內(nèi)所有的系、班級(jí)、學(xué)生、課程和學(xué)生成績(jī)。 根據(jù)教材 page15 E-R圖，轉(zhuǎn)換得到學(xué)生成績(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模式如下： 系(系編號(hào)，系名稱)。 班級(jí)(班級(jí)編號(hào)，班級(jí)名稱，專業(yè)，系編號(hào))。 學(xué)生(學(xué)生編號(hào)，姓名，班級(jí)編號(hào)，生日，性別，住址)。 課程(課程編號(hào)，課程名稱，課程類別，學(xué)分)。 成績(jī)(學(xué)生編號(hào)，課程編號(hào)，成績(jī))。,1.10 工作訓(xùn)練營(yíng),設(shè)計(jì)一個(gè)商品信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)，商品信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)