第2章数据库设计.ppt
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1、 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 第 2 章 数据库设计 主要内容 l 数据库设计概述 l 需求分析 l 概念设计 l 逻辑设计 l 物理设计 1 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 2.1 数据库设计概述 2.1.1 数据库设计任务 数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构 的过程,具体地
2、说,是指对于一个给定的应用环 境,构造最优的数据库模式,建立数据库及其应 用系统,使之能有效的存储数据,满足用户的信 息要求和处理要求。 也就是把现实世界中的数据,根据各种应用 处理的要求,加以合理地组织,满足硬件和操作 系统的特性,利用已有的DBMS来建立能够实现系 统目标的数据库。 2 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 2.1.2 数据库设计的阶段 l需求分析阶段 l概念结构设计阶段 l逻辑结构设计阶段 l物理设计阶段 l数据库实施阶段
3、l数据库运行、维护阶段 2.1 数据库设计概述 3 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 22 需求分析 数据库设计是面向应用的设计,用户是最终 的使用者,为设计出满足要求的数据库,必须首 先进行用户需求调查、分析与描述。 这是数据库设计的第一步,是设计的基石。需 求分析是否全面、准确地表达用户要求,将直接 影响到后续各阶段的设计,影响到整个数据库设 计的可用性和合理性。 4 数据库技术与应用 Technique and Application
4、of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 221需求分析的内容和方法 需求分析的目的是获取用户的信息要求、处理 要求、安全性要求和完整性要求。 需求分析阶段的任务,一般又可大致分如下步 骤实施: (1)现行系统调研 (2)业务及需求分析 (3)综合、调整 (4)编写需求分析报告,以作为下一阶段设计的依 据 22 需求分析 5 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 222用
5、户要求的描述和分析 1数据流程图 数据流程图 (Data Flow Diagram,简称DFD) 是结构分析方法(Structured Analysis,SA)的 工具之一,它描述数据处理过程,以图形化方式 刻画数据流从输入到输出的变换过程。任何一个 系统都可以抽象为如图2-1所示的情况。 22 需求分析 6 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 222用户要求的描述和分析 2数据字典 数据字典(Data Dictionary,简称 DD)则 是
6、对系统中数据的详尽描述,是各类数据属性的 清单。对数据库设计来讲,数据字典是进行详细 的数据收集和数据分析所获得的主要结果。 数据字典是各类数据描述的集合,通常包括以 下五个部分: 数据项,是数据的最小单位。 数据结构,是若干数据项有意义的集合。 数据流,可以是数据项,也可以是数据结构。 数据存储,处理过程中存取的数据 处理过程。 22 需求分析 7 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 23概念设计 概念设计是对数据的抽象和分析,是在信息 要求
7、和处理要求初步分析的基础上进行,以数据 流程图和数据字典提供的信息作为输入,运用信 息模型工具,发挥开发设计人员综合抽象能力建 立概念模型。概念模型独立于数据逻辑结构,也 独立于DBMS和计算机系统,是对现实世界有效而 自然的模拟。其主要特点是: (1)能充分地反映现实世界。 (2)易于理解。 (3) 易于更动。 (4)易于向关系、网状或层次等数据模型转换。 8 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 231概念设计的方法和步骤 概念设计可采用两种
8、方法:自顶而下和自底而上。 图2-2自顶而下 的方法 图2-3 自底而上的方法 23概念设计 9 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 2.3.2 数据抽象与局部视图设计 1.E-R模型: E-R方法是“实体-联系方法”(Entity- Relationship Approach)的简称。它是描述现实 世界概念结构模型的有效方法。用E-R方法建立的 概念结构模型称为E-R模型,或称为E-R图。 23概念设计 实体1 联系名 实体2 1 1 (a)
9、1:1联系 实体1 联系名 实体2 m n (c)m:n联系 实体1 联系名 实体2 1 n (b)1:n联系 10 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 现实世界的复杂性导致实体联系的复杂性。表 现在E-R图上可以归结为以下几种基本形式: (1)两个实体之间的联系,如图2-6(a)所示 (2)两个以上实体间的联系,如图2-6(b)所示。 (3)同一实体集内部各实体之间的联系,这就构成了 实体内部的一对多的联系,如图2-6(c)所示。 23概念设
10、计 11 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database (a)两个实体之间的联系 系主任 领导 系 1 学生 属于 系 n 1 学生 选修 成绩 课程 n (c)实体集内部的联系 职工 领导 1n 供应商 供应 数量 零件项目 m nn (b)多个实体之间的联系 图2-6 实体联系类型 23概念设计 12 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Appli
11、cation of Database 2.数据抽象 E-R模型是对现实世界的一种抽象。所谓抽象 是对实际的人、物、事和概念的进行人为处理, 抽取人们关心的共同特性,忽略非本质的细节, 并把这些特性用各种概念精确地加以描述,这些 概念组成了某种模型。一般有如下三种抽象: (1)分类 (2)聚集 (3)概括 23概念设计 13 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 3、局部视图设计 概念结构设计的第一步就是利用上面介绍的 抽象机制对需求分析阶段收集到
12、的数据进行分类 、组织(聚集),形成实体、实体的属性,标识 实体的码,确定实体之间的联系类型(1:1,1: n,n:m),设计局部视图(也称局部E-R图)。 具体做法是: (1)选择局部应用 (2)逐一设计局部 E-R图 23概念设计 14 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 233视图集成 局部图 合并 (消除冲突 ) 消除冗余 集成视图 基本图 初步图 分析 规范化理 论 23概念设计 15 数据库技术与应用 Technique and A
13、pplication of Database 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 1合并 局部ER图中语法和语义都相同的概念,称 为对应。局部ER图之间的不一致称为冲突。合 并局部ER图就是尽量合并对应的部分,保留特 殊的部分,着重解决冲突的部分。各局部ER图 面向不同的局部应用,通常由不同开发设计人员 进行局部ER图设计,各个局部ER图间的冲突 是难免的。一般来讲冲突有以下几点: (1)命名冲突 (2)属性冲突 (3)结构冲突 23概念设计 16 数据库技术与应用 Technique and Application of Databa
14、se 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 2消除冗余 冗余包括冗余数据和实体间冗余的联系。冗 余数据指由其它数据导出的数据。冗余联系是指 是指由其他联系导出的联系。冗余数据和冗余联 系会破坏数据库的完整性,增加数据库管理的困 难,应该消除。 消除冗余后得到基本ER图。但并非所有的 冗余都应去掉,对于访问频率高的冗余数据应适 当保留,同时加强数据完整性约束,如设计触发 器等。 23概念设计 17 数据库技术与应用 Technique and Application of Database 数据库技术与应用 Technique and Ap
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