第三章数据库系统设计的步骤和方法..

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⑴ 需求分析阶段 ⑵ 概念结构设计阶段 ⑶ 逻辑结构设计阶段 ⑷ 物理结构设计阶段 返回
需求分析阶段(1)
需求分析阶段:利用数据库设计理论和方法,对现实 世界的对象(组织、部门、企业等),即用户的现行系 统进行详细调查,收集支持系统目标的基础数据及其 处理需求,其主要需求有: 信息需求,即数据库中应该存储哪些数据。 处理需求,即对数据库的动态性能需求,如响应时 间,处理方式等。 安全性和完整性方面的需求
2.分析整理
分析整理的工作主要有: 1、业务流程分析与表示
2、需求信息的补充描述
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业务流程分析与表示 业务流程分析与表示。通过业务流程分析,获得
业务流程及业务与数据联系的形式描述。一般采 用数据流分析法,分析结果以数据流图(Data Flow Diagram, DFD图)表示。DFD图描述了数据与处理 关系及其数据流动的方向。
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1.数据字典
(1) 数据字典:对数据库(DFD图)中数据性质的 描述,即元数据,而不是数据本身。它是对数
据流程图上各个元素作出详细的定义和说明。
⑵ 数据字典包括的内容:数据项、数据结构、
数据流、数据存储和处理过程。
数据项
数据项:数据的基本单元,即最小单位。数据项的 描述方法和内容是:
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}。
数据流
数据流:某一处理输入(输出)的数据项或者数据结构。 数据流的描述方法和内容是: 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} 其中: ① 数据流来源说明该数据流来自哪个处理过程。 ② 数据流去向说明该数据流将传送给哪个处理过程。 ③ 平均流量是指单位时间(每天、每周、每月等)的传输次 数。 ④ 峰期流量则是指在高峰时期的数据传输次数。 返回
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概念结构设计阶段
概念结构设计阶段:在需求分析的基础上, 通过对用户需求进行分析、归纳、抽象,形 成一个独立于具体DBMS和计算机硬件结构的 整体概念结构,即概念模式。
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逻辑结构设计阶段
逻辑结构设计阶段:在概念结构设计的基础 上,在一定的原则指导下将概念模式(E-R图) 转换为某个具体DBMS支持的数据模型相符合 的、经过优化的逻辑结构。
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需求分析
1. 需求分析的任务 2. 需求分析的步骤
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需求分析的任务
通过详细调查用户的现行系统 ( 手工系统或计算机 系统 ) 的工作情况,深入了解其数据的性质和数据的 使用情况,数据的处理流程、流向、流量等,并仔细 地分析用户在数据格式、数据处理、数据库安全性、 可靠性以及数据的完整性方面的需求,按一定规范要
求写出设计者和用户都能理解的文档——需求分析说 明书。
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需求分析的步骤
需求分析的任务可分解为以下三个步骤:
1 需求调查 2 分析整理 3 撰写需求分析说明书 4 评审
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1.需求调查
需求调查的目的 需求调查的内容
需求调查的方式
需求调查的策略
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
需求调查的目的
需求调查的目的:获得各个组织机构的业务 数据及其相互联系的信息,为分析整理工作 做好前期基础工作。
需求调查方式
① 个别交谈:仔细了解该用户业务范围的用户需求, 特点是调查时不受其它人员的影响。 ② 开座谈会:获得不同业务之间的联系信息,特点是 与会人员能互相启发。 ③ 发调查表:获得设计人员关心的用户需求问题。特 点是调查目的准确,但效果依赖于调查表设计的质量。 ④ 跟班作业:获得业务活动情况和用户需求。特点是 用户需求准确但比较费时。 ⑤ 查阅记录:获得具体的业务细节。 返回
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数据库运行与维护时期
数据库运行与维护时期:收集和登记数据库 运行的情况记录,用于评价并改善数据库系
统的性能。
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数据库设计的特点(1)
具有如下特点:
1、反复性 (Iterative); 2、试探性 (Tentative) ; 3、多步性 (multistage) ; 4、面向数据 (Data-Oriented) 。 返回
数据流图
思考题: 生产计划制定、生产作业过程记录、 按泊位吞吐量统计的数据流程图。
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需求信息的补充描述
需求信息的补充描述。除了用DFD图描述用户需求 外,还需要用一些规范化表格对其细节信息进行补充描 述。这些细节补充信息主要有:
⑴ 数据字典。
⑵ 业务活动清单:列出每一部门中最基本的工作任务, 包括任务的定义、操作类型、执行频度、所属部门涉及 的数据项以及数据处理响应时间要求。 ⑶ 其它需求清单:如完整性、一致性要求,安全性要 求以及预期变化的影响需求等。
发票行=书号+单价+数量+总价
文件名:各班学生用书表 别
组 组 备
名:
成:{系编号+专业和班编号+年级+{书号}} 织:按系、专业和班编号从小到大排列 注:
各班学生用书表={系编号+专业和班编号+年级+{书号}} 系编号=2{数字}2 专业和班编号=3{数字}3 年级=[F/M/J/S] 书名={字母}+{数字}
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数据库设计的特点(4)
多步性
多步性(multistage):数据库的设计常常由
不同的人员分阶段进行,其目的是进行技术分 工和分段把关,逐级审查,以保证设计的质量 和进度。
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数据库设计的特点(5)
面向数据 面向数据(Data-Oriented):在数据库设计中 实施以信息需求为主,兼顾处理需求的设计策略。 说明:计算机应用系统设计的有两种方法 ⑴ 信息需求为主,兼顾处理需求的方法称为面 向数据的方法(Data-Oriented Approach) ⑵ 以处理需求为主,兼顾信息需求的设计方法 称为面向过程的方法(Process-Oriented Approach)。 返回
学 生
购书 单
审查并 开发票
发票
开 领书 领书单 单
发书

学 生
无效书单 审查并 开发票 1 开 领书单 2
领书 单
学 生
购书 单
发 票
学 生
各班学生用书表
教材存量表
数据项目:年级 别 名: 取值及含义 F—freshman,一年级 M—sophomore,二年级 J—junior,三年级 S—senior,四年级 备 注:F、M、J、S可分别用 1,2,3,4代替 数据项目:书费合计 别 名: 名:购书量
数据项目:数量 别 取值:正整数 备 注:
取值:00.00~99.99
备 注:
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数据结构
数据结构:若干数据项组成的有意义的集合, 反映了数据之间的组合关系。 数据结构的描述方法和内容是:
数据结构描述={数据结构名,含 义说明,组成:{数据项名列表}}
存折格式
数据结构的描述
存折=户名+所号+帐号+开户日+性质+ (印密)+1{存取行}50
数据流图
数据流图中的主要图形元素
数据流图
学 生
购书 单
审查并 开发票
发票
开 领书 领书单 单
发书

学 生
无效书单 审查并 开发票 1 开 领书单 2
领书 单
学 生
购书 单
发 票
学 生
各班学生用书表
教材存量表
数据流图
例:办理取款手续的
数据流与数据加工之间的关系
分层的数据流图
为了表达数据处理过程的数据加工情况, 需要采用层次结构的数据流图。按照系 统的层次结构进行逐步分解,并以分层 的数据流图反映这种结构关系,能清楚 地表达和容易理解整个系统。
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物理结构设计阶段
物理结构设计阶段:为逻辑数据结构选取一 个最适合应用环境的物理结构,包括存储结 构和存取方法等。
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数据库实施时期
数据库实施时期:用 DBMS 提供的数据定义语 言(DDL)和其它实用程序将数据库逻辑结构设计
和物理设结构计结果用 DDL 严格描述出来,成
为 DBMS 可以接受的源代码,再经过调试产生 目标模式,最后将数据装入数据库。
数据库设计步骤(2)
2.数据库系统的生存期内各阶段的主要任务如下:
1、数据库规划时期 2、数据库设计时期 3、数据库实施时期 4、数据库运行与维护时期
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数据库规划时期
数据库规划时期:进行建立数据库的必要 性和可行性分析。通过评审的可行性分析 报告是这个时期的结束标记。
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数据库设计时期 这个时期一般分为如下的4个阶段:
数据库规划
1、数据库规划工作的重要性:直接关系到整个 数据库系统的成败,对一个企业或部门的信息 化建设进程都将产生深远的影响。 2、数据库规划时期的主要工作:确定数据库系 统在企业或部门的计算机系统中的地位以及各 个数据库之间的联系;分析企业的基本业务功 能,确定数据库支持的业务范围;回答是建立 一个综合的数据库,还是建立若干个专门的数 据库等问题,并对建立数据库的必要性和可行 性进行分析。
学 生
购书 单
审查并 开发票
发票
开 领书 领书单 单
发书

学 生
无效书单 审查并 开发票 1 开 领书单 2
领书 单
学 生
购书 单
发 票
学 生
各班学生用书表
教材存量表
数据流名:发票 别 组

名:购书发票 成:学名+姓名+{书号+单价+数量+总价}+书费合 注

发票=(学号)+姓名+{书号+单价+数量+总价}+书费合计 发票=学号)+姓名+{发票行}+书费合计
第三章
数据库系统设计的步 骤和方法
主要内容
数据库设计概述 数据库规划 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库的实施和维护
数据库设计概述
数据库设计步骤 数据库设计的特点
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数据库设计步骤(1)
1、数据库系统的生存期:数据库应用系统从开始规划、
分析、设计、实施、投入运行后的维护直到被新的系 统取代而停止使用的整个期间,它通常将包含 4 个时 期 ( 或 7 个阶段 ) ,即规划时期、设计时期 ( 需求分析、 概念设计、逻辑设计、物理设计)、实施时期和运行维 护时期。
需求调查的策略
① 对高层负责人:个别交谈方式。可获得有关企业高层 管理活动和决策过程的信息需求以及企业的运行政策、 未来发展变化趋势等与战略规划有关的信息。 ② 对中层管理人员:开座谈会、个别交谈或发调查表、 查阅记录的调查方式。可获得企业的具体业务控制方式 和约束条件,不同业务之间的接口,日常控制管理的信 息需求并预测未来发展的潜在信息需求。 ③ 对基层业务人员:发调查表、个别交谈、跟班作业或 召开小型座谈会的调查方式。可获得每项具体业务的输 入输出数据和工作过程、数据处理要求和约束条件等。 返回
数据结构的描述
符 号 含 义 举 例
= 被定义为 + 与 [...,...] 或 [...|...] 或 { ... }或 m{...}n 重复 (...) 可选 “...” 基本数据元素 .. 连结符
x = a+ b x = [a,b],x = [a|b] x = {a}, x = 3{a}8 x = ( a) x = “a” x = 1..9 返回
数据库设计的特点(2)
反复性
反复性(Iterative):数据库设计需要反复修
改,逐步完善。因为前阶段的设计是后阶段设
计的起点和基础,而后阶段设计也会向前阶段
反馈,提出新的要求。 返回
数据库设计的特点(3)
试探性 试探性(Tentative):由于设计过程中面
临各种各样的要求和制约因素,且这些因素 之间往往是矛盾的,导致数据库设计过程的 试探性和设计结果的不唯一性。
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需求调查的内容
① 组织机构情况:各个组织机构的组成,各部门的职 责,各部门管理工作存在的问题,各部门中哪些业务适 合计算机管理,哪些业务不适合计算机管理。 ② 业务活动现状:各部门输入和使用的数据,加工处 理这些数据的方法,处理结果的输出去向,输入/输出 数据的格式,以及数据库中需要存储的数据。 ③ 外部要求:调查数据处理的响应时间、频度和发生 的规则,以及经济性、安全性及完整性要求。 ④ 未来规划中对数据的应用需求等。 返回
分层的数据流图
分层的数据流图
在多层数据流图中,顶层流图仅包含一个 加工,它代表被开发系统。它的输入流是 该系统的输入数据,输出流是系统所输出 数据。 底层流图是指其加工不需再做分解的数据 流图,它处在最底层。 中间层流图则表示对其上层父图的细化。 它的每一加工可能继续细化,形成子图。
户名=2{字母}24 所号=“001”..“999” 帐号=“00000001”..“99999999” 开户日=年+月+日 性质=“1”..“6” 注:“1”表示普通户,“5” 表示工资户等 印密=“0” 注:印密在存折上不显示 存取行=日期+(摘要)+支出+存入+余额+操 作+复核
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