ch10-數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設(shè)計

1、第10章 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設(shè)計,數(shù)據(jù)庫原理及應用與實踐,主編 賈鐵軍 谷偉副主編 俞小怡 王冠 萬程 編者 戴春妮 王堅,國家“十三五”重點出版規(guī)劃項目上海高校優(yōu)秀教材獎獲得者主編,上海市高校精品課程上海高校優(yōu)質(zhì)在線課程,—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家十三五規(guī)劃項目,教學目標,,教學目標● 掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務及步驟● 掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的需求分

2、析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計方法● 掌握數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)和運行維護● 學會編寫數(shù)據(jù)庫文檔和案例,重點,重點,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,10.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述,【案例10-1】數(shù)據(jù)庫設(shè)計極為重要且關(guān)鍵。 一個成功的信息應用系統(tǒng)，是由約50% 的業(yè)務（含業(yè)務數(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)庫加25%的數(shù)據(jù)庫等程序所組成，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的好壞是一個關(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)庫的設(shè)計就是應用中最重要的一部分。,,,10.1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計任務、內(nèi)容和特點,1.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指根據(jù)用戶及應用系統(tǒng)需求,設(shè)計與構(gòu)建數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及應用系統(tǒng)的過程。 2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務1）DB結(jié)構(gòu)設(shè)計指根據(jù)實際業(yè)務和用戶需求， 進行數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計和子模式(內(nèi)外)設(shè)計。 包括DB概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計。2）DB應用程序設(shè)計:對新系統(tǒng)功能性能等設(shè)計。3.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的

4、特點1）數(shù)據(jù)庫構(gòu)建是軟硬件和構(gòu)件(技術(shù)和界面)結(jié)合.2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計DB結(jié)構(gòu)與應用系統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合.,復習,應用程序-事務處理,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,企事業(yè)等用戶,模塊,ER圖-概念設(shè)計,表結(jié)構(gòu)-邏輯設(shè)計,存儲安排,索引等-物理設(shè)計,,,10.1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法簡述,著名新奧爾良(NewOrleans)法,目前公認較完整和權(quán)威一種規(guī)范化設(shè)計方法,將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分4階段： 需求分析(用戶+系統(tǒng)需求)、概念設(shè)

5、計(ER圖-信息分析和定義), 邏輯設(shè)計(模式+結(jié)構(gòu)設(shè)計)、物理設(shè)計(存儲方式、索引等). 1.基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法 步驟:根據(jù)業(yè)務需求確定實體-聯(lián)系-屬性-ER圖-轉(zhuǎn)換邏輯數(shù)據(jù)模型-設(shè)計數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)。*2.基于3NF的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法 思想:在分析基礎(chǔ)上,確定屬性依賴關(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3NF關(guān)系模式。 3.計算機

6、輔助數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法 步驟:需求分析,概念設(shè)計,邏輯設(shè)計,物理設(shè)計 （實現(xiàn)自動化設(shè)計PD-PB）,,ER圖-概念設(shè)計,表結(jié)構(gòu)-邏輯設(shè)計,存儲安排,索引等-物理設(shè)計,,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,PowerDesigner，PowerBuilder,,,,,,,,數(shù)據(jù)庫設(shè)計(開發(fā))六個階段,,面向問題,面向?qū)崿F(xiàn)方法,,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,DB設(shè)計過程,10.1.3 數(shù)據(jù)庫開發(fā)設(shè)計的步驟,

7、BD設(shè)計(開發(fā))步驟:1）需求分析階段2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段4）物理設(shè)計階段5）數(shù)據(jù)庫實施階段6）運行與維護階段,,BD設(shè)計,,設(shè)計關(guān)鍵-綜合歸納抽象,準確分析用戶及系統(tǒng)需求,數(shù)據(jù)模型—關(guān)系模型并優(yōu)化,索引,選取存儲結(jié)構(gòu)和方法,應用系統(tǒng)--數(shù)據(jù)庫,功能性能等-需求分析報告,DB設(shè)計報告,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,10.2 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設(shè)計,10.2.1 系統(tǒng)需求分析1.需求分析的任務

8、需求分析的任務是通過詳細調(diào)研實際業(yè)務處理的對象，通過深入對原系統(tǒng)的工作情況的分析,明確用戶各種需求,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”兩個方面.調(diào)查、收集、分析、確定用戶及系統(tǒng)各種需求,編寫文檔。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)是一種簡單實用的方法。,應用系統(tǒng)—業(yè)務數(shù)據(jù)庫,上海市高校精

9、品課程國家十三五規(guī)劃項目,,需求分析報告,數(shù)據(jù)報表、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)務數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)屬性(特征)的集合(清單)1）數(shù)據(jù)項{數(shù)據(jù)項名,含義說明,別名,數(shù)據(jù)類型,長度,范圍,聯(lián)系}2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu){數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名,含義說明,組成:{數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}}3）數(shù)據(jù)流 {數(shù)據(jù)流名,說明,數(shù)據(jù)流來源,去向,組成:{數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}}4）數(shù)據(jù)存儲{數(shù)據(jù)存儲名,說明,編號,流入數(shù)據(jù)流,流

10、出,組成…}5）處理過程{處理過程名,說明,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,實體,數(shù)據(jù)源/譚,處理,文件,處理,實體,,,,數(shù)據(jù)+結(jié)構(gòu)-特征描述集,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是將需求分析得到的用戶及

11、業(yè)務需求,抽象為信息結(jié)構(gòu)(概念模型-ER圖)的過程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點：①易于理解(文圖表描述)，可用于和用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計成功的關(guān)鍵。②真實、充分地反映現(xiàn)實世界,包括業(yè)務中各事物之間的聯(lián)系,能滿足用戶對數(shù)據(jù)處理要求.是對現(xiàn)實世界(實際業(yè)務)的一個真實模擬。③易于更改，當應用環(huán)境和業(yè)務及應用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充。④易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換(實現(xiàn))。,真實抽象表達-完整準確模擬

12、-易理解修改-便實現(xiàn),上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計:將用戶需求抽象為概念模型的過程(BD設(shè)計關(guān)鍵)1.概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法（1）自頂向下(右上圖)（2）自底向上(右下圖)（3）逐步擴張(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家十三五規(guī)劃項目,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,2.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟（1）進行數(shù)據(jù)抽象,設(shè)計局部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（1）數(shù)據(jù)抽象 設(shè)計局部E-R模型的關(guān)鍵是正確劃分實體和屬性。實體、聯(lián)系和屬性在形式上并無明顯區(qū)分的界限,通常是按照現(xiàn)實世界中事物的自然劃分來定義實體、聯(lián)系和屬性，進行數(shù)據(jù)抽象,調(diào)整后得到實體和屬性。,自底向上方法的設(shè)計步驟,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,事物,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,3.數(shù)據(jù)抽象與局部E-R模型設(shè)計（1）數(shù)據(jù)抽象①分類:定義某一

14、類概念作為現(xiàn)實世界 中一組對象的類型,將一組具有某些共 同特性和行為的對象抽象為一個實體， 對象和實體間是“is-member-of”關(guān)系。②聚集：定義某個類型的組成成分。將對象的類型的組成成分抽象為實體的屬性(特征)。抽象了對象內(nèi)部類型和成分的“is-part-of”。③概括：定義類型間一種子集聯(lián)系。 （2）局部E-R圖設(shè)計 選擇好一個局部(事物)應用后,就要 對每個局部應用逐一設(shè)計分E-R圖。,研究生,本科生,?？粕?/p>

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

16、單位：單位名稱、電話、教師號、教師姓名實體中存在如下聯(lián)系：（1）一個學生可選修多門課程,一門課程可為多個學生選修.（2）一個教師可講授多門課程,一門課程可為多個教師講授.（3）一個系可有多個教師，一個教師只能屬于一個系。,,,,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,原子性,,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,,,學生選課局部E-R圖,教師任課局部E-R圖,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,?,10.2.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,4、全

17、局E-R模型設(shè)計各個局部視圖即分E-R圖建立好后,還要對其進行合并,集成為一個整體的概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即全局E-R圖。 (1)一次集成法:一次集成多個簡單局部E-R圖。(2)逐步累積式 任何方法,集成局部E-R圖都分為兩個步驟：（1）合并.解決各個局部E-R圖之間的沖突,將各個局部E-R圖合并起來生成初步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家十三五規(guī)劃項目,,生成初步E-R圖,【案例10-3】以教務管理系統(tǒng)中的兩個分E-R圖為例，說明如何消除各分E-R圖之間的沖突，進行分E-R模型的合并,從而生成初步E-R圖.（1）兩個分E-R圖中存在著命名沖突,學生選課局部Ｅ-Ｒ圖中的實體型“系”與教師任課局部Ｅ-Ｒ圖中的實體型“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”和“單位名”即可統(tǒng)一為“系名”.（2）還存在著結(jié)構(gòu)沖突，實體型“系”和“課程” 在兩個不同應用中的屬性組成不同，合并后這兩實體的屬性組成為原來分E-R圖中的同名實體屬性的并集。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家十三五規(guī)劃項目,學生：學號、系名稱、姓名、性別、年齡、選修課程名課程：編號、課程名、開課單位、任課教師號教師：教師號、姓名、性別、職稱、講授課程編號

20、單位：單位名稱、電話、教師號、教師姓名,,優(yōu)化后的基本E-R圖,,,,,,,,,,,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,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”實體型中的屬性“教師號”可由“講授”教師與課程之間的聯(lián)系導出，而學生的平均成績可由“選修”聯(lián)系中的屬性“成績”中計算出來，所以“課程”實體型中的“教師號”與“學生”實體型中的“平均成績”均屬于冗余數(shù)據(jù)。另外，“系”和“課程”之間的聯(lián)系“開課”，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)系推導出來，所以“開課”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家十三五規(guī)劃項目,,初步的全局E-R圖,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計,1.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務和步驟邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務：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實現(xiàn)用戶需求,還須將概

22、念結(jié)構(gòu)進一步轉(zhuǎn)化為相應的數(shù)據(jù)模型。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計分為3個步驟 （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）對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化（結(jié)構(gòu)、規(guī)范化）。,庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計，應用程序設(shè)計 (庫表邏輯結(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家十三五規(guī)劃項目,√,√,規(guī)范化,表結(jié)構(gòu),,ER圖—基本表(二維),貨物,企業(yè),運送,,生產(chǎn)儲存,銷售,

23、,課堂練習,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計,,,2.初始化關(guān)系模式設(shè)計（1）轉(zhuǎn)換原則1）一個實體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式(表結(jié)構(gòu))。2）一個m:n聯(lián)系(各實體/聯(lián)系)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。3）一個1:n聯(lián)系(各實體)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式.4）一個1:1聯(lián)系(各實體)轉(zhuǎn)換為一個獨立關(guān)系模式。5）三個或以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式.（2）具體做法1）將一個實體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系.先分析實體

24、屬性,從中確定主鍵,然后再將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式；2）把每個聯(lián)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式；3）三個或以上實體間的一個多元聯(lián)系在轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式時,與該多元聯(lián)系相連的各實體的主鍵及聯(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，按需求分析階段所得的要求，分別寫出每個關(guān)系模式內(nèi)部各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴，以及不同關(guān)系模式屬性之間數(shù)據(jù)依賴

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

26、模式進行必要分解或合并,以提高數(shù)據(jù)操作效率和存儲空間利用率.,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計,,【案例10-4】職工管理系統(tǒng)全局E－R模型進行關(guān)系模型的轉(zhuǎn)化,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計,,4.關(guān)系模式的評價與改進（1）模式的評價 模式評價包括設(shè)計質(zhì)量評價和性能評價兩個方面。（2）數(shù)據(jù)模式的改進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)系的查詢操作，對這些關(guān)系模式，可按照組合頻率合并。,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.2.3 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計,二維表,,10.2.4 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計,物理設(shè)計任務是為數(shù)據(jù)庫邏輯模式(結(jié)構(gòu))選擇適合應用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu),即確定有效地實現(xiàn)邏輯模式的數(shù)據(jù)庫存儲模式,確定在物理設(shè)備上所采用的存儲結(jié)構(gòu)、方法和運行環(huán)境,然后對該存儲模式進行性能評價、修改設(shè)計。 1.確定

28、物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計內(nèi)容包括記錄存儲模式、結(jié)構(gòu)、方法、路徑的設(shè)計,及記錄索引等設(shè)計。（1）記錄存儲結(jié)構(gòu)的設(shè)計:設(shè)計存儲記錄結(jié)構(gòu)形式,涉及不定長數(shù)據(jù)項表示。（2）關(guān)系模式的存取方法選擇 DBMS常用存取方法:B+樹索引方法,聚簇方法,HASH方法。,B+樹中節(jié)點表示一組有序元素和指針,,（后面）,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,1）索引方法索引存取方法主要內(nèi)容:對哪些屬性列建立索引,建立組合(復合)索

29、引或唯一索引。2）聚集（集簇）索引為了提高某屬性(組)查詢速度,將其屬性(稱為聚簇碼)上具有相同值的元組(記錄)集中存放在連續(xù)的物理塊稱為聚簇。聚簇用途極大提高按聚簇屬性進行查詢的效率。*3）Hash方法 屬性出現(xiàn)等值連接/相等比較選擇條件；關(guān)系大小預知不變/提供動態(tài)Hash存取法。2.評價物理結(jié)構(gòu) 在確定了數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)后,要進行評價,重點是時間和空間的效率。如果評價結(jié)果滿足設(shè)計要求，則可進行數(shù)據(jù)庫實施,實際上常需要

30、經(jīng)過反復測試才能優(yōu)化物理設(shè)計。,物以類聚,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.2.4 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計,,10.2.5 數(shù)據(jù)庫實施,數(shù)據(jù)庫實施（實現(xiàn)）是指根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果，在計算機上建立實際的數(shù)據(jù)庫(含表-視圖)結(jié)構(gòu)及應用程序,裝入數(shù)據(jù),進行測試和試運行的過程。 數(shù)據(jù)庫實施的內(nèi)容：用DDL定義數(shù)據(jù)庫及表結(jié)構(gòu)，組織數(shù)據(jù)輸入，編制與調(diào)試應用程序，數(shù)據(jù)庫試運行。 1.建立數(shù)據(jù)庫及表結(jié)構(gòu)（索引）2.輸入數(shù)據(jù)（

31、+視圖）3.編制與調(diào)試應用程序（Ch6）4.數(shù)據(jù)庫試運行8.整理文檔（2個報告:需求分析10.2.1、BD設(shè)計書10.3）,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,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)庫運行和維護,數(shù)據(jù)庫試運行符合設(shè)計目標后，數(shù)據(jù)庫就可真正投入運行。數(shù)據(jù)庫投入運行標志著開發(fā)任務基本完成和維護工作的開始，對數(shù)據(jù)庫設(shè)計進行評價、調(diào)整、修改與完善等維護工作是一個長期的任務，也是新應用系統(tǒng)設(shè)計工作的基礎(chǔ)和

32、升級提高過程。1.數(shù)據(jù)庫的功能、性能、安全可靠性2.監(jiān)視并改善數(shù)據(jù)庫性能及完整性3.數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,10.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計文檔,數(shù)據(jù)庫設(shè)計文檔即《數(shù)據(jù)庫設(shè)計說明書》,根據(jù)GB8567-88軟件規(guī)范標準 1、引言（1）編寫目的（2）背景（3）定義（4）參考資料2、外部設(shè)計（1）標識符和狀態(tài)（2）使用它的程序（3）約定（4）專門指導（5）支持軟件3、結(jié)構(gòu)設(shè)計（1

33、）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（3）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計4、運用設(shè)計（1）數(shù)據(jù)字典設(shè)計（2）安全保密設(shè)計,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,,10.4數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設(shè)計案例,數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設(shè)計案例 通過高校教材征訂管理系統(tǒng)的具體案例，按照數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)步驟進行系統(tǒng)需求分析、數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計,使學生掌握數(shù)據(jù)庫應用軟件的開發(fā)流程，SQL語句的使用和存儲過程的使用。 10.4.1 系

34、統(tǒng)需求分析 用戶及其有關(guān)信息 本系統(tǒng)是針對高校的教材管理管理，因此該系統(tǒng)的用戶包括系統(tǒng)管理員、教師和學生。主要涉及班級信息、任課教師信息、教材幾基本信息、征訂基本信息、統(tǒng)計信息等多種數(shù)據(jù)信息。,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,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、用戶名、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

35、、教材作者、教材ISBN、教材定價、出版社、版次等信息。教材征訂信息：根據(jù)每學期教學計劃，確定教師需要訂購的課程教材，包括教材相關(guān)信息，教材使用班級等信息。統(tǒng)計報表信息：對教師教材征訂的信息進行匯總、統(tǒng)計等。 2. 功能分析 用戶對系統(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家十三五規(guī)劃項目,,（1）教材庫管理對教材信息進行維護，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、詢現(xiàn)有教材及庫存信息。（2）出版社管理對出版社信息進行維護，包括增加、刪除、修改現(xiàn)有出版社信息。查詢現(xiàn)有出版社信息。（3）教材征訂管理實現(xiàn)各個學院獨立申請購買教材的功能。對教材征訂的信息進行統(tǒng)計管理。查詢現(xiàn)有教材征訂信息。（4）系統(tǒng)管理對教材征訂周期、征訂狀態(tài)進行管理。添加、刪除、修改管理員及普通用戶。通知公告管理、系統(tǒng)維護等。,10.4.1 系統(tǒng)需求分析,,,上海市高校精品課程國家十三五規(guī)劃項目,10.4.2

37、數(shù)據(jù)庫設(shè)計,2. 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型3. 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計1．確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)2．存取方法和優(yōu)化方法3．功能實現(xiàn)4. 實施運行和維護1．數(shù)據(jù)庫的實施2．數(shù)據(jù)的載入3．數(shù)據(jù)庫的調(diào)試4．數(shù)據(jù)庫的運行和維護,,1. 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵，通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成獨立于具體DBMS的概念模型。,,本章小結(jié),本章講述了數(shù)據(jù)庫應用設(shè)計(開

38、發(fā))過程，共分6個階段：需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施和運行與維護。 可以通過跟班作業(yè)、開會、調(diào)查、專人介紹、用戶填表、查閱記錄等方法調(diào)研用戶需求、通過編制組織機構(gòu)圖、業(yè)務關(guān)系圖、數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典等方法來描述和分析用戶需求。 (1)概念設(shè)計是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的核心環(huán)節(jié)，是在用戶需求描述與分析的基礎(chǔ)上對現(xiàn)實世界（業(yè)務）的抽象和模擬，形成概念模型E-R圖。 (2)邏輯設(shè)計是在概念設(shè)計的基礎(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(庫表結(jié)構(gòu)+處理邏輯)。 (3)物理設(shè)計的任務是確定有效實現(xiàn)邏輯模式的存儲模式,確定在物理設(shè)備上采用的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法,然后進行功能性能可靠性的評價,修改完善，經(jīng)過多次反復，最后得到一個性能較好的存儲模式。 數(shù)據(jù)庫的實施過程包括數(shù)據(jù)載入、應用程序編寫與調(diào)試、數(shù)據(jù)庫試運行等步驟。 數(shù)據(jù)庫運行與維護階段主要工作:數(shù)據(jù)庫功能性能及安全和完整性控制,DB轉(zhuǎn)儲和