数据库系统设计与开发

北京邮电大学软件学院 郭文明 2016.9
《数据库设计与开发》讲义
5.1.2 需求分析
• 实际上，系统的需求包括着多个层次，不同层 次的需求从不同角度与不同程度反映着细节问 题。没有一个清晰、毫无二义的‘需求’存在， 真正的‘需求’实际上在人们的脑海中。任何 文档形式的需求仅仅是一个模型，一种叙述。 • 需求分析文档要尽可能地从不同层次角度去描 述（有可能冗余），要注意描述的名词对用户、 分析者、设计者在理解上务必达成共识。 • 在此阶段，从多方面对整个组织进行调查，收 集和分析各个应用主要集中在对信息和处理两 方面的需求。
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5.1.2 需求分析
–功能数据分析 反映系统全貌的数据流程图与数据、功能详细分 析完成后，为保证总的系统描述和细节情况相一致， 需要进行整理和审核，这一过程称为功能数据分析。 功能数据分析可以使用填写数据功能格栅图等方 法，如果完成某功能所需的数据不存在，需在数据 字典中添加项目；如果数据字典中的数据没有任何 一个功能使用，那么它可能是多余的或者在功能分 析中有遗漏。 通过功能数据分析的最后大检验，使需求分析报 告中的内容祥实准确。用户需求的功能在需求分析 报告中有所描述，完成功能所需的数据在数据字典 中有所描述，为数据库的设计和应用程序的设计工 作打下坚实基础。
–检查文档资料：收集检查与目前系统相关的文档资 料、表格、报告、文件 –面谈：找出事实、确认事实、澄清事实 –观察业务处理：跟班作业
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5.1.2 需求分析
–研究：从计算机行业杂志、参考书和Internet上获 取其他人解决问题的信息，也可能直接得到相关问 题的解决方案或软件包。 –问卷调查：调查建议和意见，诸如：“当前使用什 么报表，是否存在问题”等等。
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5.1.2 需求分析
–分析系统数据，产生数据字典 d.数据存储：名称、输入、输出、数据量、存取 频率和存取方式(批处理或联机处理；查询或更新； 顺序或随机)。 e.处理过程：名称、输入、输出、频率、数据量、 处理逻辑说明和响应时间等。 –功能分析 数据库的设计是与应用系统的设计紧密结合的过 程，离开一定的功能，数据库就失去其存在价值。 数据库设计的一个重要特点是结构(数据)和行为(功 能)的结合。用户希望系统能提供的功能必须有一个 清晰的描述。
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5.1.2 需求分析
–分析系统数据，产生数据字典 仅仅有DFD并不能构成需求说明书，DFD只表示出系 统有哪几部分组成和各个部分之间的关系，并没有说 明各个成分的含义。数据字典提供对数据库时间描述 的集中管理，它的功能是存储和检索各种数据描述 (元数据Metadata)，数据字典是数据收集和数据分析 的主要成果，在数据库设计中占有很重要地位。 数据字典编写的基本要求是： a.对数据流程图上各种成分的定义必须明确，易理 解，唯一。 b.命名、编号与数据流程图一致。 c.符合一致性与完整性的要求，对数据流程图上的 成分定义与说明无漏项，无同名异义或异名同义。 d.格式规范，文字精炼，符号正确。
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5.1.3 概念设计
• 在进行数据库设计时，如果将现实世界 中的客观对象直接转换为机器世界中的 对象，注意力往往被转移到更多的细节 限制方面，而不能集中在最重要的信息 的组织结构和处理模式上。 • 通常将现实世界中的客观对象首先抽象 为不依赖任何机器的信息结构，这种信 息结构不是具体的DBMS的数据模型，而 是基于现实世界和机器世界的中间层次， 称为概念模型。逻辑设计再把概念模型 转换成具体DBMS支持的数据模型。
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5.1.2 需求分析
–功能分析 功能分析是对数据流程图中的处理过程作详细的 说明。用户的数据处理可以分为数据输入输出处理、 数学处理、逻辑判断三类。对输入输出处理要确定 输入输出的格式、输入输出方式；对数学处理要建 立处理的数学模型(公式及数值分析)；对逻辑判断 的描述通常采用决策树、决策表及自然语言或形式 语言等方法。在这三类用户数据处理的基础上进行 抽象和归纳，得出功能的层次体系结构。功能分析 可以采用软件结构图或模块图来表示系统的层次分 解关系、模块调用关系。 功能分析建立在用户需求和数据分析基础上，它 通常是系统模块划分和应用程序菜单设置的依据。
–1)原来系统概况。包括企业目标、规模、组织结构、 人员、设备、效益等。 –2)原来系统存在的主要问题和主要信息要求。 –3)待开发系统的总体方案（如前所述）。 –4)经济可行性分析包括系统的投资、运行费用、经 济效益及社会效益。 –5)技术可行性分析主要包括对技术的评估。 –6)系统可行性分析分析系统运行对管理思想、管理 体制和变革的要求，系统运行和有关法律法规的相 互作用。 –7)结论。对可行性研究的简要总结。
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5.1.1 规划
• 在数据库设计的规划阶段主要进行建立数据库 系统的必要性及可行性分析。 • 规划阶段必须完成下列任务：确定系统的范围， 任务陈述定义数据库应用程序的主要目标，每 个任务标识数据库必须支持的特定任务，确定 开发工作所需的资源，估计开发成本，确定项 目进度。 • 系统规划纲要内容包括：
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5.1.2 需求分析
–分析系统数据，产生数据字典 数据字典中通常包括数据项、数据结构、数据流、 数据存储、处理过程5个部分。 a.数据项：数据项是数据的最小组成单位，若干 个数据项可以组成一个数据结构，数据字典通过对 数据项和数据结构的定义来描述数据流以及数据存 储的逻辑内容。对数据项描述包括数据项名、含义、 别名、类型、长度、取值范围以及与其他数据项的 逻辑关系，必要时说明数据项的数值含义。 b.数据结构：数据结构名、含义及组成部分。 c.数据流：表示某一加工处理过程的输入或输出 数据，包括数据流名、说明、来源、去向、包含的 数据项或数据结构名称、单位时间传输次数(活动频 率)。
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5.1.2 需求分析
• 信息需求是指用户要从数据库获得的信息内容 和用户产生的信息内容，处理需求是指完成什 么处理功能及处理方式，处理需求即事务需求， 信息需求和处理需求组成用户视图。另外还有 安全性和完整性要求。对收集到的数据进行抽 象，抽取共同的本质特性，并用各种概念精确 地加以描述。 • 需求分析阶段的方法：
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5.1 数据库设计过程
必要性 可行性分析
第0步：规划 第1步： 需求分析 第2步： 概念设计 第3步： 逻辑设计
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确定存储哪些数 据，建立哪些应 用，常用的操作 及对象有哪些等。
对需求分析所得 到数据的更高层 的抽象描述。 将概念模型映射 为某个特定的 DBMS模式数据。
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5. 数据库设计
• 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，提供 一个确定最优模型与处理模式的逻辑设计，以及 一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计， 建立起既能反映现实世界信息和信息联系，满足 用户数据要求和加工要求，又能被某个数据库管 理系统所接受，同时能实现系统目标，并有效存 取数据的数据库。 5.1 数据库设计过程 5.2 实体联系模型 5.3 关系规范化
数据字典 数据流图
ER模型 ODL
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《数据库设计与开发》讲义
5.1 数据库设计过程
第4步： 物理设计
对已经确定的逻辑结构 选择适当的物理结构， 包括存储结构、存取路 径、存储分配等。
数据库应用程序 的设计、编码、 调试、运行 数据库的装入 数据库的试运行 数据库的运行维护
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• 需求分析阶段的工作分为六个步骤：
–分析用户活动，产生业务流程图 –确定系统范围，产生系统范围图 –分析用户活动所涉及的数据，产生数据流图 –分析系统数据，产生数据字典 –功能分析 –功能数据分析
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5.1.2 需求分析
–分析用户活动，产生业务流程图 了解用户当前的业务活动和职能，理清其处理流程。 把用户业务分成若干个子处理过程，使每个处理功 能明确、界面清楚，画出用户活动图(业务流程图)。 –确定系统范围，产生系统范围图 在和用户经过充分讨论的基础上，确定计算机所能 进行数据处理的范围，确定哪些工作由人工完成， 哪些工作由计算机系统完成，即确定人机界面。 –分析用户活动所涉及的数据，产生数据流图 深入分析用户的业务处理，以数据流图(Data Flow Diagram,DFD)形式表示出数据的流向和对数据所进行 的加工。DFD有四个基本成分：数据流、加工或处理、 文件、外部实体。DFD可以形象地表示数据流与各业 务活动的关系，它是需求分析的工具和分析结果的 描述手段。
5.1.1 规划
• 确定系统与外部环境的信息联系和接口； • 系统的主要功能和结构。
–2)系统运行环境描述：
• 管理思想及管理方法的设想（新的数据库系统的运行可能 是传统业务的彻底革新，新的思想、新的机制应当是完备 而可行的，并且是高效而经济的）； • 说明系统运行的基本要求及条件（如何收集数据、如何指 定格式、需要什么样的文档资料）； • 信息范围、信息标准（良好的信息标准为衡量系统质量和 训练职工提供基础）、信息来源、人力资源、设备资源。
–3)确定计算机系统选型要求：包括主机及外部设备 配置要求、性能指标、网络系统配置、系统软件配 置要求。 –4)系统开发进度计划（初步）。