ch10-數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、第10章 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用與實(shí)踐,主編 賈鐵軍 谷偉副主編 俞小怡 王冠 萬(wàn)程 編者 戴春妮 王堅(jiān),國(guó)家“十三五”重點(diǎn)出版規(guī)劃項(xiàng)目上海高校優(yōu)秀教材獎(jiǎng)獲得者主編,上海市高校精品課程上海高校優(yōu)質(zhì)在線(xiàn)課程,—基于SQL Server2016（第3版 立體化.新形態(tài)）,目 錄,,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,教學(xué)目標(biāo),,教學(xué)目標(biāo)● 掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)及步驟● 掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中的需求分

2、析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)方法● 掌握數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行維護(hù)● 學(xué)會(huì)編寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)文檔和案例,重點(diǎn),重點(diǎn),上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述,【案例10-1】數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)極為重要且關(guān)鍵。 一個(gè)成功的信息應(yīng)用系統(tǒng)，是由約50% 的業(yè)務(wù)（含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息支持）加約 50% 的軟件所組成，而這50% 的成功軟件又有25%的數(shù)據(jù)庫(kù)加25%的數(shù)據(jù)庫(kù)等程序所組成，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的好壞是一個(gè)關(guān)鍵。如果將企業(yè)的

3、數(shù)據(jù)資源比做生命所必需的血液，那么數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)就是應(yīng)用中最重要的一部分。,,,10.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)任務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn),1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的概念數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指根據(jù)用戶(hù)及應(yīng)用系統(tǒng)需求,設(shè)計(jì)與構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程。 2.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)1）DB結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)和用戶(hù)需求， 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)模式設(shè)計(jì)和子模式(內(nèi)外)設(shè)計(jì)。 包括DB概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)。2）DB應(yīng)用程序設(shè)計(jì):對(duì)新系統(tǒng)功能性能等設(shè)計(jì)。3.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的

4、特點(diǎn)1）數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建是軟硬件和構(gòu)件(技術(shù)和界面)結(jié)合.2）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)DB結(jié)構(gòu)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合.,復(fù)習(xí),應(yīng)用程序-事務(wù)處理,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,企事業(yè)等用戶(hù),模塊,ER圖-概念設(shè)計(jì),表結(jié)構(gòu)-邏輯設(shè)計(jì),存儲(chǔ)安排,索引等-物理設(shè)計(jì),,,10.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述,著名新奧爾良(NewOrleans)法,目前公認(rèn)較完整和權(quán)威一種規(guī)范化設(shè)計(jì)方法,將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分4階段： 需求分析(用戶(hù)+系統(tǒng)需求)、概念設(shè)

5、計(jì)(ER圖-信息分析和定義), 邏輯設(shè)計(jì)(模式+結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))、物理設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)方式、索引等). 1.基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 步驟:根據(jù)業(yè)務(wù)需求確定實(shí)體-聯(lián)系-屬性-ER圖-轉(zhuǎn)換邏輯數(shù)據(jù)模型-設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)。*2.基于3NF的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 思想:在分析基礎(chǔ)上,確定屬性依賴(lài)關(guān)系， 組織單一模式再投影分解,消除3NF 約束條件,規(guī)范成幾個(gè)3NF關(guān)系模式。 3.計(jì)算機(jī)

6、輔助數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 步驟:需求分析,概念設(shè)計(jì),邏輯設(shè)計(jì),物理設(shè)計(jì) （實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)PD-PB）,,ER圖-概念設(shè)計(jì),表結(jié)構(gòu)-邏輯設(shè)計(jì),存儲(chǔ)安排,索引等-物理設(shè)計(jì),,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,PowerDesigner，PowerBuilder,,,,,,,,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(開(kāi)發(fā))六個(gè)階段,,面向問(wèn)題,面向?qū)崿F(xiàn)方法,,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,DB設(shè)計(jì)過(guò)程,10.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的步驟,

7、BD設(shè)計(jì)(開(kāi)發(fā))步驟:1）需求分析階段2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段4）物理設(shè)計(jì)階段5）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段6）運(yùn)行與維護(hù)階段,,BD設(shè)計(jì),,設(shè)計(jì)關(guān)鍵-綜合歸納抽象,準(zhǔn)確分析用戶(hù)及系統(tǒng)需求,數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型并優(yōu)化,索引,選取存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和方法,應(yīng)用系統(tǒng)--數(shù)據(jù)庫(kù),功能性能等-需求分析報(bào)告,DB設(shè)計(jì)報(bào)告,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.2 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì),10.2.1 系統(tǒng)需求分析1.需求分析的任務(wù)

8、需求分析的任務(wù)是通過(guò)詳細(xì)調(diào)研實(shí)際業(yè)務(wù)處理的對(duì)象，通過(guò)深入對(duì)原系統(tǒng)的工作情況的分析,明確用戶(hù)各種需求,在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能、性能、安全可靠性等。DB需求分析主要包括“數(shù)據(jù)(信息)”和“處理”兩個(gè)方面.調(diào)查、收集、分析、確定用戶(hù)及系統(tǒng)各種需求,編寫(xiě)文檔。2.需求分析的方法主要方法有自頂向下和自底向上兩種,其中結(jié)構(gòu)化分析方法(Structured Analysis, SA)是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。,應(yīng)用系統(tǒng)—業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),上海市高校精

9、品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,需求分析報(bào)告,數(shù)據(jù)報(bào)表、作業(yè)單、圖表等,,,10.2.1 系統(tǒng)需求分析,數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖（1）數(shù)據(jù)字典DD-業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)屬性(特征)的集合(清單)1）數(shù)據(jù)項(xiàng){數(shù)據(jù)項(xiàng)名,含義說(shuō)明,別名,數(shù)據(jù)類(lèi)型,長(zhǎng)度,范圍,聯(lián)系}2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu){數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名,含義說(shuō)明,組成:{數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}}3）數(shù)據(jù)流 {數(shù)據(jù)流名,說(shuō)明,數(shù)據(jù)流來(lái)源,去向,組成:{數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}}4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ){數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名,說(shuō)明,編號(hào),流入數(shù)據(jù)流,流

10、出,組成…}5）處理過(guò)程{處理過(guò)程名,說(shuō)明,流入,處理（功能）,輸出…}（2）數(shù)據(jù)流圖DFD數(shù)據(jù)流圖(Data Flow Diagram,DFD)描述數(shù)據(jù)與處理流程及其關(guān)系的圖形表示。常用DFD 2種：,處理,判斷,實(shí)體,數(shù)據(jù)源/譚,處理,文件,處理,實(shí)體,,,,數(shù)據(jù)+結(jié)構(gòu)-特征描述集,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將需求分析得到的用戶(hù)及

11、業(yè)務(wù)需求,抽象為信息結(jié)構(gòu)(概念模型-ER圖)的過(guò)程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：①易于理解(文圖表描述)，可用于和用戶(hù)交換意見(jiàn)，用戶(hù)的積極參與是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。②真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界,包括業(yè)務(wù)中各事物之間的聯(lián)系,能滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)處理要求.是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界(實(shí)際業(yè)務(wù))的一個(gè)真實(shí)模擬。③易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和業(yè)務(wù)及應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對(duì)概念模型修改和擴(kuò)充。④易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換(實(shí)現(xiàn))。,真實(shí)抽象表達(dá)-完整準(zhǔn)確模擬

12、-易理解修改-便實(shí)現(xiàn),上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):將用戶(hù)需求抽象為概念模型的過(guò)程(BD設(shè)計(jì)關(guān)鍵)1.概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法（1）自頂向下(右上圖)（2）自底向上(右下圖)（3）逐步擴(kuò)張(分解↓)（4）混合策略,,信息結(jié)構(gòu)E-R圖,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟（1）進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象,設(shè)計(jì)局部E-R模型（2）集成各

13、局部E-R模型,形成全局E-R圖3.數(shù)據(jù)抽象與局部E-R模型設(shè)計(jì)（1）數(shù)據(jù)抽象 設(shè)計(jì)局部E-R模型的關(guān)鍵是正確劃分實(shí)體和屬性。實(shí)體、聯(lián)系和屬性在形式上并無(wú)明顯區(qū)分的界限,通常是按照現(xiàn)實(shí)世界中事物的自然劃分來(lái)定義實(shí)體、聯(lián)系和屬性，進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象,調(diào)整后得到實(shí)體和屬性。,自底向上方法的設(shè)計(jì)步驟,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,事物,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),3.數(shù)據(jù)抽象與局部E-R模型設(shè)計(jì)（1）數(shù)據(jù)抽象①分類(lèi):定義某一

14、類(lèi)概念作為現(xiàn)實(shí)世界 中一組對(duì)象的類(lèi)型,將一組具有某些共 同特性和行為的對(duì)象抽象為一個(gè)實(shí)體， 對(duì)象和實(shí)體間是“is-member-of”關(guān)系。②聚集：定義某個(gè)類(lèi)型的組成成分。將對(duì)象的類(lèi)型的組成成分抽象為實(shí)體的屬性(特征)。抽象了對(duì)象內(nèi)部類(lèi)型和成分的“is-part-of”。③概括：定義類(lèi)型間一種子集聯(lián)系。 （2）局部E-R圖設(shè)計(jì) 選擇好一個(gè)局部(事物)應(yīng)用后,就要 對(duì)每個(gè)局部應(yīng)用逐一設(shè)計(jì)分E-R圖。,研究生,本科生,專(zhuān)科生

15、,中小學(xué)生,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)體和屬性是相對(duì)的,常要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要調(diào)整,在調(diào)整時(shí)要遵守兩條原則：①屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng),屬性不能再有需要描述的性質(zhì).②屬性不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系。聯(lián)系只發(fā)生在實(shí)體之間?！景咐?0-2】設(shè)有如下實(shí)體：學(xué)生：學(xué)號(hào)、系名稱(chēng)、姓名、性別、年齡、選修課程名課程：編號(hào)、課程名、開(kāi)課單位、任課教師號(hào)教師：教師號(hào)、姓名、性別、職稱(chēng)、講授課程編號(hào)

16、單位：?jiǎn)挝幻Q(chēng)、電話(huà)、教師號(hào)、教師姓名實(shí)體中存在如下聯(lián)系：（1）一個(gè)學(xué)生可選修多門(mén)課程,一門(mén)課程可為多個(gè)學(xué)生選修.（2）一個(gè)教師可講授多門(mén)課程,一門(mén)課程可為多個(gè)教師講授.（3）一個(gè)系可有多個(gè)教師，一個(gè)教師只能屬于一個(gè)系。,,,,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,原子性,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,學(xué)生選課局部E-R圖,教師任課局部E-R圖,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,?,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),4、全

17、局E-R模型設(shè)計(jì)各個(gè)局部視圖即分E-R圖建立好后,還要對(duì)其進(jìn)行合并,集成為一個(gè)整體的概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即全局E-R圖。 (1)一次集成法:一次集成多個(gè)簡(jiǎn)單局部E-R圖。(2)逐步累積式 任何方法,集成局部E-R圖都分為兩個(gè)步驟：（1）合并.解決各個(gè)局部E-R圖之間的沖突,將各個(gè)局部E-R圖合并起來(lái)生成初步E-R圖.E-R圖中沖突有3種:屬性沖突、命名沖突、結(jié)構(gòu)沖突.（2）修改與重構(gòu)：消除不必要的冗余,生成基本E-R圖.在形成

18、初步E-R圖后,消除冗余 聯(lián)系,便可得到基本E-R模型。,ER圖集成,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,生成初步E-R圖,【案例10-3】以教務(wù)管理系統(tǒng)中的兩個(gè)分E-R圖為例，說(shuō)明如何消除各分E-R圖之間的沖突，進(jìn)行分E-R模型的合并,從而生成初步E-R圖.（1）兩個(gè)分E-R圖中存在著命名沖突,學(xué)生選課局部Ｅ-Ｒ圖中的實(shí)體型“系”與教師任課局部Ｅ-Ｒ圖中的實(shí)體型“單位”,都是指“系”，即所謂的異名同義，合并后統(tǒng)一改為“系”

19、,這樣屬性“名稱(chēng)”和“單位名”即可統(tǒng)一為“系名”.（2）還存在著結(jié)構(gòu)沖突，實(shí)體型“系”和“課程” 在兩個(gè)不同應(yīng)用中的屬性組成不同，合并后這兩實(shí)體的屬性組成為原來(lái)分E-R圖中的同名實(shí)體屬性的并集。解決上述沖突后,合并兩分E-R圖,生成下圖所示的初步總E-R圖.,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,學(xué)生：學(xué)號(hào)、系名稱(chēng)、姓名、性別、年齡、選修課程名課程：編號(hào)、課程名、開(kāi)課單位、任課教師號(hào)教師：教師號(hào)、姓名、性別、職稱(chēng)、講授課程編號(hào)

20、單位：?jiǎn)挝幻Q(chēng)、電話(huà)、教師號(hào)、教師姓名,,優(yōu)化后的基本E-R圖,,,,,,,,,,,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,用分析法消除數(shù)據(jù)冗余生成基本E-R圖,在初步E-R圖中，“課程”實(shí)體型中的屬性“教師號(hào)”可由“講授”教師與課程之間的聯(lián)系導(dǎo)出，而學(xué)生的平均成績(jī)可由“選修”聯(lián)系中的屬性“成績(jī)”中計(jì)算出來(lái)，所以“課程”實(shí)體型中的“教師號(hào)”與“學(xué)生”實(shí)體型中的“平均成績(jī)”均屬于冗余數(shù)據(jù)。另外，“系”和“課程”之間的聯(lián)系“開(kāi)課”，可

21、以由“系”和“教師”之間的“屬于”聯(lián)系與“教師”和“課程”之間的“講授”聯(lián)系推導(dǎo)出來(lái)，所以“開(kāi)課”屬于冗余聯(lián)系。這樣，初步E-R圖在消除冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系后，便可得到基本的E-R圖。,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,初步的全局E-R圖,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)：概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)。為了能夠用DBMS實(shí)現(xiàn)用戶(hù)需求,還須將概

22、念結(jié)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為3個(gè)步驟 （1）將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)模型（關(guān)系、網(wǎng)狀、層次）。（2）將轉(zhuǎn)化的模型向特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。（3）對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化（結(jié)構(gòu)、規(guī)范化）。,庫(kù)表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (庫(kù)表邏輯結(jié)構(gòu)) (系統(tǒng)處理邏輯結(jié)構(gòu)),轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)換,優(yōu)化,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,√,√,規(guī)范化,表結(jié)構(gòu),,ER圖—基本表(二維),貨物,企業(yè),運(yùn)送,,生產(chǎn)儲(chǔ)存,銷(xiāo)售,

23、,課堂練習(xí),上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,2.初始化關(guān)系模式設(shè)計(jì)（1）轉(zhuǎn)換原則1）一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式(表結(jié)構(gòu))。2）一個(gè)m:n聯(lián)系(各實(shí)體/聯(lián)系)轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。3）一個(gè)1:n聯(lián)系(各實(shí)體)轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式.4）一個(gè)1:1聯(lián)系(各實(shí)體)轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立關(guān)系模式。5）三個(gè)或以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式.（2）具體做法1）將一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系.先分析實(shí)體

24、屬性,從中確定主鍵,然后再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式；2）把每個(gè)聯(lián)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式；3）三個(gè)或以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系在轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式時(shí),與該多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的主鍵及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換成為關(guān)系的屬性,轉(zhuǎn)換后所有得到的關(guān)系的主鍵為各實(shí)體鍵的組合。,,3.關(guān)系模式的規(guī)范化關(guān)系模型優(yōu)化常以規(guī)范化理論為基礎(chǔ)。方法：1.確定數(shù)據(jù)依賴(lài)，按需求分析階段所得的要求，分別寫(xiě)出每個(gè)關(guān)系模式內(nèi)部各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴(lài)，以及不同關(guān)系模式屬性之間數(shù)據(jù)依賴(lài)

25、。如 企業(yè)->產(chǎn)品,產(chǎn)品->價(jià)格2.優(yōu)化處理。對(duì)于各關(guān)系模式之間數(shù)據(jù)依賴(lài)進(jìn)行極小化處理,消除冗余的聯(lián)系。3.確定范式。按數(shù)據(jù)依賴(lài)的理論對(duì)關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析，考查是否存在部分函數(shù)依賴(lài)、傳遞函數(shù)依賴(lài)、多值依賴(lài)等，確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。如 企業(yè)->價(jià)格4.合并分解。按需求分析的各種應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，分析對(duì)此應(yīng)用環(huán)境模式是否合適，確定是否要進(jìn)行合并或分解。8.按需求分析的各種應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，對(duì)關(guān)系

26、模式進(jìn)行必要分解或合并,以提高數(shù)據(jù)操作效率和存儲(chǔ)空間利用率.,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,【案例10-4】職工管理系統(tǒng)全局E－R模型進(jìn)行關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,4.關(guān)系模式的評(píng)價(jià)與改進(jìn)（1）模式的評(píng)價(jià) 模式評(píng)價(jià)包括設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)和性能評(píng)價(jià)兩個(gè)方面。（2）數(shù)據(jù)模式的改進(jìn)1）分解關(guān)系模式的分解一般分為水平分解和垂直分解兩種.2）

27、合并具有相同主鍵的關(guān)系模式，且這些關(guān)系模式的處理主要常為多關(guān)系的查詢(xún)操作，對(duì)這些關(guān)系模式，可按照組合頻率合并。,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),二維表,,10.2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì),物理設(shè)計(jì)任務(wù)是為數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式(結(jié)構(gòu))選擇適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu),即確定有效地實(shí)現(xiàn)邏輯模式的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模式,確定在物理設(shè)備上所采用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、方法和運(yùn)行環(huán)境,然后對(duì)該存儲(chǔ)模式進(jìn)行性能評(píng)價(jià)、修改設(shè)計(jì)。 1.確定

28、物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)內(nèi)容包括記錄存儲(chǔ)模式、結(jié)構(gòu)、方法、路徑的設(shè)計(jì),及記錄索引等設(shè)計(jì)。（1）記錄存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)形式,涉及不定長(zhǎng)數(shù)據(jù)項(xiàng)表示。（2）關(guān)系模式的存取方法選擇 DBMS常用存取方法:B+樹(shù)索引方法,聚簇方法,HASH方法。,B+樹(shù)中節(jié)點(diǎn)表示一組有序元素和指針,,（后面）,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,1）索引方法索引存取方法主要內(nèi)容:對(duì)哪些屬性列建立索引,建立組合(復(fù)合)索

29、引或唯一索引。2）聚集（集簇）索引為了提高某屬性(組)查詢(xún)速度,將其屬性(稱(chēng)為聚簇碼)上具有相同值的元組(記錄)集中存放在連續(xù)的物理塊稱(chēng)為聚簇。聚簇用途極大提高按聚簇屬性進(jìn)行查詢(xún)的效率。*3）Hash方法 屬性出現(xiàn)等值連接/相等比較選擇條件；關(guān)系大小預(yù)知不變/提供動(dòng)態(tài)Hash存取法。2.評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu) 在確定了數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)后,要進(jìn)行評(píng)價(jià),重點(diǎn)是時(shí)間和空間的效率。如果評(píng)價(jià)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施,實(shí)際上常需要

30、經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試才能優(yōu)化物理設(shè)計(jì)。,物以類(lèi)聚,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì),,10.2.5 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施,數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施（實(shí)現(xiàn)）是指根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，在計(jì)算機(jī)上建立實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)(含表-視圖)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用程序,裝入數(shù)據(jù),進(jìn)行測(cè)試和試運(yùn)行的過(guò)程。 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施的內(nèi)容：用DDL定義數(shù)據(jù)庫(kù)及表結(jié)構(gòu)，組織數(shù)據(jù)輸入，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行。 1.建立數(shù)據(jù)庫(kù)及表結(jié)構(gòu)（索引）2.輸入數(shù)據(jù)（

31、+視圖）3.編制與調(diào)試應(yīng)用程序（Ch6）4.數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行8.整理文檔（2個(gè)報(bào)告:需求分析10.2.1、BD設(shè)計(jì)書(shū)10.3）,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu),,10.2.6 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù),數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行符合設(shè)計(jì)目標(biāo)后，數(shù)據(jù)庫(kù)就可真正投入運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)投入運(yùn)行標(biāo)志著開(kāi)發(fā)任務(wù)基本完成和維護(hù)工作的開(kāi)始，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整、修改與完善等維護(hù)工作是一個(gè)長(zhǎng)期的任務(wù)，也是新應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)和

32、升級(jí)提高過(guò)程。1.數(shù)據(jù)庫(kù)的功能、性能、安全可靠性2.監(jiān)視并改善數(shù)據(jù)庫(kù)性能及完整性3.數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織和重構(gòu)造,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)文檔,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)文檔即《數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》,根據(jù)GB8567-88軟件規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 1、引言（1）編寫(xiě)目的（2）背景（3）定義（4）參考資料2、外部設(shè)計(jì)（1）標(biāo)識(shí)符和狀態(tài)（2）使用它的程序（3）約定（4）專(zhuān)門(mén)指導(dǎo)（5）支持軟件3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1

33、）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、運(yùn)用設(shè)計(jì)（1）數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)（2）安全保密設(shè)計(jì),上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,10.4數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例,數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 通過(guò)高校教材征訂管理系統(tǒng)的具體案例，按照數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)步驟進(jìn)行系統(tǒng)需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)流程，SQL語(yǔ)句的使用和存儲(chǔ)過(guò)程的使用。 10.4.1 系

34、統(tǒng)需求分析 用戶(hù)及其有關(guān)信息 本系統(tǒng)是針對(duì)高校的教材管理管理，因此該系統(tǒng)的用戶(hù)包括系統(tǒng)管理員、教師和學(xué)生。主要涉及班級(jí)信息、任課教師信息、教材幾基本信息、征訂基本信息、統(tǒng)計(jì)信息等多種數(shù)據(jù)信息。,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,引言,,10.4.1 系統(tǒng)需求分析,1. 信息需求教師基本信息：使用本系統(tǒng)的教師的信息，包括教師工號(hào)、用戶(hù)名、密碼、聯(lián)系方式、提交狀態(tài)等。教材基本信息：教材的基本信息，包括教材名稱(chēng)

35、、教材作者、教材ISBN、教材定價(jià)、出版社、版次等信息。教材征訂信息：根據(jù)每學(xué)期教學(xué)計(jì)劃，確定教師需要訂購(gòu)的課程教材，包括教材相關(guān)信息，教材使用班級(jí)等信息。統(tǒng)計(jì)報(bào)表信息：對(duì)教師教材征訂的信息進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)等。 2. 功能分析 用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)的功能需求功能結(jié)構(gòu)圖如下圖所示,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,,（1）教材庫(kù)管理對(duì)教材信息進(jìn)行維護(hù)，包括增加、刪除、修改現(xiàn)有教材信息?？筛鶕?jù)教材名、ISBN、出版社等字段查

36、詢(xún)現(xiàn)有教材及庫(kù)存信息。（2）出版社管理對(duì)出版社信息進(jìn)行維護(hù)，包括增加、刪除、修改現(xiàn)有出版社信息。查詢(xún)現(xiàn)有出版社信息。（3）教材征訂管理實(shí)現(xiàn)各個(gè)學(xué)院獨(dú)立申請(qǐng)購(gòu)買(mǎi)教材的功能。對(duì)教材征訂的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理。查詢(xún)現(xiàn)有教材征訂信息。（4）系統(tǒng)管理對(duì)教材征訂周期、征訂狀態(tài)進(jìn)行管理。添加、刪除、修改管理員及普通用戶(hù)。通知公告管理、系統(tǒng)維護(hù)等。,10.4.1 系統(tǒng)需求分析,,,上海市高校精品課程國(guó)家十三五規(guī)劃項(xiàng)目,10.4.2

37、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),2. 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型3. 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2．存取方法和優(yōu)化方法3．功能實(shí)現(xiàn)4. 實(shí)施運(yùn)行和維護(hù)1．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施2．?dāng)?shù)據(jù)的載入3．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)試4．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù),,1. 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成獨(dú)立于具體DBMS的概念模型。,,本章小結(jié),本章講述了數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì)(開(kāi)

38、發(fā))過(guò)程，共分6個(gè)階段：需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施和運(yùn)行與維護(hù)。 可以通過(guò)跟班作業(yè)、開(kāi)會(huì)、調(diào)查、專(zhuān)人介紹、用戶(hù)填表、查閱記錄等方法調(diào)研用戶(hù)需求、通過(guò)編制組織機(jī)構(gòu)圖、業(yè)務(wù)關(guān)系圖、數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典等方法來(lái)描述和分析用戶(hù)需求。 (1)概念設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，是在用戶(hù)需求描述與分析的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)實(shí)世界（業(yè)務(wù)）的抽象和模擬，形成概念模型E-R圖。 (2)邏輯設(shè)計(jì)是在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將概

39、念模型轉(zhuǎn)換成所選用的具體的DBMS支持的數(shù)據(jù)模型的邏輯模式(庫(kù)表結(jié)構(gòu)+處理邏輯)。 (3)物理設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定有效實(shí)現(xiàn)邏輯模式的存儲(chǔ)模式,確定在物理設(shè)備上采用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法,然后進(jìn)行功能性能可靠性的評(píng)價(jià),修改完善，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)，最后得到一個(gè)性能較好的存儲(chǔ)模式。 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施過(guò)程包括數(shù)據(jù)載入、應(yīng)用程序編寫(xiě)與調(diào)試、數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行等步驟。 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)階段主要工作:數(shù)據(jù)庫(kù)功能性能及安全和完整性控制,DB轉(zhuǎn)儲(chǔ)和