第06章 数据库设计 1.0

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一个数据字典的例子3
处理过程“分配宿舍”可如下描述： 处理过程：分配宿舍 说明： 为所有新生分配学生宿舍 输入： 学生，宿舍 输出： 宿舍安排 处理： 在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。 要求同一间宿舍只能安排同一性别的学生， 同一个学生只能安排在一个宿舍中。 每个学生的居住面积不小于3平方米。 安排新生宿舍其处理时间应不超过15分钟。
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生成最终分E-体
对每个实体定义的属性如下： – 订单：{ 订单号，顾客号，订货项数，订货日期，交货日期， 工种号，生产地点 } – 订单细则：{ 订单号，细则号，零件号，订货数，金额 }
– 顾客：{ 顾客号，顾客名，地址，电话，信贷状况，账目余额 }
– 应收账款：{ 顾客号，订单号，发票号，应收金额，支付日期， 支付金额，当前余额，货款限额 }
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需求分析产物--- 数据字典
数据项:是不可再分的数据单位 1 数据项描述＝｛ 数据项名，数据项 含义说明，别名，数据类型，长度， 取值范围，取值含义，与其他数据项 的逻辑关系，数据项之间的联系 ｝
数据结构：可以由若干个 数据项或数据结构组成， 或由若干个数据项和数据 结构混合组成
数据存储：是数据结构停留或保存的地 方，也是数据流的来源和去向之一 数据存储描述＝｛数据存储名，说明， 编号，输入的数据流 ，输出的数据流 ， 组成:｛数据结构｝，数据量，存取频度， 存取方式｝ 4
– 产品描述：{ 产品号，产品名，单价，重量 }
– 折扣规则：{ 产品号，订货量，折扣 }
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视图的集成1
• 各个局部视图即分E-R图建立好后，还需要对它们进行合并， 集成为一个整体的数据概念结构即总E-R图 • 视图集成有2种方式： – 一次集成多个分E-R图 – 用累加的方式一次集成两个分E-R图
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逐一设计E-R图例子1
属性不能再具有需 要描述的性质
1. 联系只发生在实体之间 2. 确定实体之间的联系及 其类型（1:1，1:n，m:n）
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逐一设计E-R图例子2
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综合例子：销售管理子系统分E-R图的设计 • 销售管理子系统的主要功能： – 处理顾客和销售员送来的订单 – 工厂是根据订货安排生产的 – 交出货物同时开出发票 – 收到顾客付款后，根据发票存根和信贷情况进行应 收款处理 • E-R图设计： – ❶先设计各个功能的E-R图 --- 局部视图 – ❷最后组合在一起，形成“全局概念结构”
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思考
• 到目前为止，我们学会了建立数据字典 • 根据系统的数据流图分解，最终形成E-R图 • E-R如何转化成关系模式呢？
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Logic Structure Design 逻辑结构设计
逻辑结构设计
• 逻辑结构设计的任务
– 把概念结构设计阶段设计好的E-R图转换为与 DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构
第06章 数据库设计
数据库系统概论
课程内容
6.1 设计概念 6.2 需求分析
6.3 概念结构设计 6.4 逻辑结构设计 6.5 物理设计、维护、运行
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艺术是生活的升华，设计是艺术的呈现 ---佚名
Design Concept 设计概念
为何要设计？
山间小桥
杭州湾跨海大桥 归田园居 迪拜帆船酒店 央视大裤衩 苏州东方之门
概念设计1
• 定义：将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即 概念模型的过程 • 概念设计使用“4种”设计策略 • 概念设计的最终产物“E-R”图
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概念设计1
现实 世界
完成
需求分析
信息 世界
完成
概念设计 ❷自底向上
最终 生成 E-R图
计算机 世界
完成
物理设计 自顶向下+自底向上
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概念设计2
抽象 数据
数据流图 DFD
数据字典 DD
局部 E-R图
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初步 E-R图
总E-R图
局部视图设计1
• 局部视图设计分2步： – 选择局部应用 – 逐一设计分E-R图 • 例如：某工厂管理信息系统概念设计 ❶选择局部应用
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局部视图设计2
• ❷逐一设计分E-R图 • 任务：
– ①将各局部应用涉及的数据分别从数据字典中抽取出来 – ②参照数据流图，标定各局部应用中的实体、实体的属性、 标识实体的码 – ③属性不能与其他实体具有联系，联系只发生在实体之间 – ④确定实体之间的联系及其类型（1:1，1:n，m:n） • 两条准则： – 属性不能再具有需要描述的性质，即属性必须是不可分的 数据项，不能再由另一些属性组成 – 属性不能与其他实体具有联系，联系只发生在实体之间
2
2
数据结构描述＝｛数据结构 名，含义说明，组成:｛数 据项或数据结构｝｝
数据流：是数据结构在系统内传输路径 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｝，平均流量，高峰期流量｝ 3
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处理过程：用判定表或判定树来描述 处理过程描述＝｛处理过程名，说明， 输入:｛数据流｝， 输出:｛数据流｝， 处理:｛简要说明｝｝ 5
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数据库设计特点、基本规律
数据库 设计 干件 技术与管理的界 面俗称“干件” 软件 硬件
特点1
数据库 设计
结构 (数据) 设计
行为 (处理) 设计
特点2
基本规律：三分技术，七分管理，十二分基础数据
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从工程化视角看数据库设计
• 数据库设计按阶段分：6个阶段
概念设计
需求分析
准确了解、 分析用户需 求（包括数 据与处理）
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数据库各阶段设计描述
数据字典、全系统中数据项、数据流、数据存储描述
需求分析 概念结构设计
逻辑结构设计
物理设计
实施阶段 性能检测、转储、恢复、数据库重组、重构
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运行和维护
数据库各阶段设计描述
数据字典、全系统中数据项、 数据流、数据存储描述
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理设计
数据流图、判定表、数据字典中 处理过程的描述
• 从上面的数据流图，生成该分E-R图草图：
待确定
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生成最终分E-R图
• 参照第二层数据流图和数据字典，遵循两个准则，进行如 下调整： • (1) 订单与订单细节是1∶n的联系 • (2) 原订单和产品的联系实际上是订单细节和产品的联系 • (3) “发票主清单”是一个数据存储，不必作为实体加入 分E-R图 • (4) 工厂对大宗订货给予优惠 • (5) 生成最终分E-R图
数据流
数据存储
1
数据 输出
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处理逻辑：用判定表或判 定树来描述 数据：用数据字典来描述
处理
数据流
结果给用户确认
3
需求分析产物--- 数据字典
• 数据字典：进行详细的数据收集和数据分析所获得的 主要结果，是关于数据库中数据的描述，而不是数据 本身 • 内容包括：①数据项、②数据结构、③数据流、④数 据存储、⑤处理过程，是需求分析的产物
实施阶段
性能检测、转储、恢复、数据 库重组、重构
运行和维护
新旧系统转换、运行、维护
结构设计内容和产物
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行为设计内容和产物
问题
大体上了解数据库设计每个阶段的内容和任务 那么，究竟怎么样开展设计呢？
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Requirement Analysis 需求分析
需求
• 需求：用户对系统的需求、系统功能、今后可能的改变和扩充 • 需求分析重点：“数据”和“处理”，获得用户对数据库要求 （信息要求、处理要求、安全性与完整性要求） • 需求分析难点：用户缺少计算机知识，设计人员缺少用户的专 业知识 我是骨 • 解决方法：设计人员必须不断深入地与用户进行交流 灰级应
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视图的集成2
• 视图集成步骤： – ❶合并 – ❷修改与重构 1.各个分E-R图之 间必定会存在许多 不一致的地方 2.合理消除各分ER图的冲突 函数依赖的概念提 供了消除冗余联系 的形式化工具
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一个视图集成例子
销售管理 分E-R图
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一个视图集成例子
物质管理 分E-R图
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一个视图集成例子
1
2
对用户需求进行综合、 归纳与抽象，形成一 个独立于具体DBMS 的概念模型
逻辑设计
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4
物理设计
为数据模型选取 一个最适合应用 环境的物理结构 （包括存储结构 和存取方法）
1.将概念结构转换 为某个DBMS所支 持的数据模型 2.对其进行优化
实施
5
6
运行维护
运用DBMS提供的数据库语言, 根据逻辑设计和物理设计的结果： 投入正式运行，不断 建立数据库，编制与调试应用程 地对其进行评价、调 序，组织数据入库 整与修改
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总结
• 数据字典是关于数据库中数据的描述，是元数 据，而不是数据本身 • 数据字典在需求分析阶段建立，在数据库设计 过程中不断修改、充实、完善 • 设计人员应充分考虑到可能的扩充和改变，使 设计易于更改，系统易于扩充 • 必须强调用户的参与
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Concept Structure Design 概念结构设计
我是资深 数据库设 计大师
用大师
这个要 求简单
我要系统自 动生成报表
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沟通从心开始
需求分析方法
• 结构化分析方法（Structured Analysis，简称SA方法） (1)分解处理功能 – 从最上层的系统组织机构入手 将处理功能分解为若干子 – 自顶向下、逐层分解分析系统 功能 • 分三步走： 2 (2)分解数据 – ①把一个系统都抽象为如下模型， 处理功能逐步分解同时， 关注数据要求和处理要求 逐级分解所用数据，形成 若干层次的数据流图 – ②分解功能和数据 (3)表达方法 – ③分析结果再次提交给用户 数据要求 处理要求 数据 来源