第5章数据库设计与ER模型.ppt
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1、第五章 数据库设计和ER模型,本章重要概念,(1)DBS生存期及其7个阶段的任务和工作,DBD过程的输入和输出。 (2)概念设计的重要性、主要步骤。逻辑设计阶段的主要步骤。 (3)ER模型的基本元素,属性的分类,联系的元数、连通词、基数。采用ER方法的概念设计步骤。 (4)ER模型到关系模型的转换规则。采用ER方法的逻辑设计步骤。 (5)ER模型的扩充:弱实体,超类和子类。,主要内容和学习要求,5.1 数据库设计概述(了解) 5.2 数据库设计的全过程(领会) 5.3 ER模型(综合应用) 5.4 ER模型到关系模型的转换(综合应用) 5.5 ER模型实例分析(理解) 5.6 ER模型的扩充(
2、理解),5.1 数据库设计概论之一,软件工程 人们认为,应该用科学知识、工程方面的纪律指导软件开发的过程,以提高软件质量和开发效率,降低开发成本 。 软件生存期 从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护,直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。 数据库工程 数据库系统生存期 数据库应用系统从开始规划、设计、实现、维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间。 数据库设计的输入输出,软件生存期,数据库生存期,数据库设计的输入输出,主要内容,5.1 数据库设计概述 5.2 数据库设计的全过程 5.3 ER模型 5.4 ER模型到关系模型的转换 5.5 ER模型实例分析 5.6 ER模型的扩充
3、,5.2.1 规划阶段,进行建立数据库的必要性和可行性分析,确定数据库系统在组织中和信息系统中的地位。 任务:确定系统的范围;确定开发工作所需的资源(人员、硬件和软件);估算软件开发的成本;确定项目进度。 结果是可行性分析报告及数据库规划纲要,内容包括信息范围、信息来源、人力资源、设备资源、软硬件环境、开发成本估算、进度计划、现行系统向新系统过渡计划等。 规划阶段的三个步骤 系统调查: 对企业组织作全面的调查,画出组织层次图,以了解企业的组织结构 可行性分析 从技术、经济、效益、法律等各方面对建立数据库的可行性进行分析;写出可行性分析报告;组织专家进行讨论其可行性 确定数据库系统的总目标和制定
4、项目开发计划,这一阶段是计算机人员 (系统分析员) 和用户共同收集数据库所需要的信息内容和用户对处理的要求,加以规格化和分析,以书面形式确定下来,作为以后验证系统的依据。在分析用户要求时,要确保用户目标的一致性。,5.2.2 需求分析,需求分析阶段的输入和输出如图5-7所示: 信息需求指目标系统涉及的所有实体、属性、以及实体间的联系等,包括信息的内容和性质,以及由信息需求导出的数据需求。 处理需求指为得到需要的信息而对数据进行加工处理的要求,包括处理描述,发生的频度、响应时间以及安全保密要求等。,图5-7,1 需求分析阶段的输入和输出,分析用户活动产生,产生业务流程图 确定系统范围,产生系统范
5、围图 分析用户活动涉及的数据,产生数据流图 分析系统数据,产生数据字典,2 需求分析步骤,3 需求分析的主要工作,需求分析的工作包括: (1)问题识别 (problem recognition) (2)评价和综合(evaluation and synthesis) (3)建模 (modeling) (4)规格说明 (specification) (5)评审 (review),4 软件需求规格说明,软件需求规格说明是在对用户需求分析的基础上,把用户的需求规范化、形式化而写成的。目的是为软件开发提出总体要求,作为用户和开发人员之间相互了解和共同开发的基础。根据我国国家标准GB856D-88的规定,
6、软件需求规格说明的内容如下:,1. 引言 1.1 编写说明 1.2 背景 1.3 定义 1.4 参考资料 2. 任务概述 2.1 目标 2.2 用户的特点 2.3 假定与约束 3. 需求规定 3.1 对功能的规定 3.2 对性能的规定 3.2.1 精度 3.2.2 时间特性要求 3.2.3 灵活性,3.3 输入输出要求 3.4 数据管理能力要求 3.5 故障处理要求 3.6 其它专门要求 4. 运行环境规定 4.1 设备 4.2 支持软件 4.3 接口 4.4 控制,5 系统逻辑模型表示工具,在需求分析阶段,通常用系统逻辑模型描述系统必须具备的功能。系统逻辑模型常用的工具主要是: (1) 数据
7、流图 (2) 数据字典,(1) 数据流图,数据流图(Data Flow Diagram, 简记为DFD)是从“数据”和“对数据的加工”两方面表达数据处理系统工作过程的一种图形表示法, 具有直观、易于被用户和软件人员双方理解的特点。 数据流图采用自顶向下的逐步细化的结构化方法表示:,DFD有四种基本成分:数据流用箭头表示;加工或处理(process)用圆圈表示;文件或数据库用双线段表示;数据流的源点或终点用方框表示。 下面是一个简单的DFD图示例:,图5-12,图5-13,DFD可作为由顶向下逐步细化时描述对象的工具。顶层(0层)DFD的每一个加工都可以进一步细化为第1层、第2层.的DFD,直到
8、最底层的每一个加工已表示一个最基本的处理动作为止。 在DFD中并没有表示数据处理的过程逻辑(procedural logic),如是否要循环处理或根据不同的条件进行处理等。,了解用户的应用要求,使用信息流程图分析应用系统中的信息流。学生选课系统的简单的上下文信息流如下。,数据流程图示例,图5-14,(2) 数据字典,数据字典(Data Dictionary, 简记为DD)是各类数据描述的集合,通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和加工过程等五个部分。 因为DFD只表示出系统由哪几部分组成和各部分之间的关系,并没有说明各个成分(数据流,加工等)的含义。因此,仅有DFD还不足以描述用户的需求
9、,必须通过数据字典详细描述各类数据实体对象。,数据项:数据项是不可分的数据单位。数据项的描述通常包括以下内容: 数据项描述数据项名,含义,别名,数据类型,长度,取值范围,与其它数据项的逻辑联系 数据结构:数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据结构可以由若干数据项组成,也可以由若干数据结构组成。数据结构的描述通常包括以下内容: 数据结构描述数据结构名,含义,组成:数据项或数据结构,数据流:数据流是数据项或数据结构在系统内传输的路径。对数据流的描述通常包括以下内容: 数据流描述数据流名,说明,数据流来源,数据流去向,组成:数据结构或数据项,平均流量,高峰期流量 数据存储:加工过程中存储的数据,
10、通常是手工凭证、手工文档或计算机文件。也是数据流的来源和去向之一。对数据存储的描述通常包括以下内容: 数据存储描述数据存储名,说明,流入数据流,流出数据流,组成:数据结构或数据项,数据量,存取方式。 加工过程:在数据字典中一般只需要描述处理过程的说明性信息,通常包括以下内容: 加工过程描述加工过程名,说明,输入的数据流,输出的数据流,加工的简要说明,下图给出了某机器制造厂零配件采购子系统最概括层的数据流图。该子系统要处理的工作是:对生产部门提出的生产计划书根据零配件当前价格计算成本送主管部门进行审批,对已批准的生产计划制定采购计划,准备好定货单送给供应商。 为了反映系统更详细的处理过程,将图5
11、-16的处理过程分解为三个子过程,得到第一层的数据流图,如图5-17所示,其中每个子过程还可以再细分,得到第二层次的数据流图,此处不再给出。,图5-16 零配件采购子系统最概括层数据流图,数据流和数据字典描述示例,图5-17 零配件采购子系统第一层次数据流图,订货单数据流中,每张订货单有一个数据项为订货单号。对此数据项作以下描述: 数据项名:订货单号 说明: 标识每张订货单 类型: CHAR 长度: 7 别名: 采购单号 取值范围:1000000 9999999 对采购计划数据流作如下描述: 数据项名:采购计划 说明:由各产品所需零件数,选定的供应商,审核情况组成采购零配件计划。 来自过程:确
12、定采购计划 流至过程:编制订货单 数据结构:采购计划 采购细节 采购审核,数据字典中数据项描述:,在数据流的描述中记录了有关数据流的所有细节,在数据结构中“采购细节”,“采购审核”均是数据结构,下面给出“采购细节”的数据结构。 数据结构:采购细节 说明:作为采购计划的组成部分说明对某个产品,要采购哪些零件, 那种零件采购多少数量。 组成:零件号 数量 图中产品是一个数据存储,在数据字典中可如下描述: 数据存储: 产品 说明: 对每种产品的品名,规格的描述,并对每种产品做成本预算, 在核对生产计划书的成本时用。 输出数据流:预算 数据描述:产品号 产品名称 预算 数量: 每月30至40种 存取方
13、式: 随机存取,对上图第二个过程“确定采购计划”可作如下描述: 处理过程:确定采购计划 说明:对要采购的每一零件,根据零件库存量确定采购数量,再根据每位供应商的报价选择适当的供应商,制定采购计划。 输入: 供应商报价 零件库存 已批准生产计划 输出:采购计划 程序提要: 对已批准生产计划中每种零件,根据零件库存计算采购数量 对应采购的每种零件查找供应商报价表,选择报价最低的供应商号。 将此供应商号填入应采购零件表的相应列中。 处理完所有零件形成采购计划输出。,5.2.3 数据库概念设计,将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构,即概念模型的设计。 通过概念设计得到的概念模型是从现实世界的角度对所
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