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大学数据库技术及应用-陈刚-课件PPT,大学,数据库技术,应用,利用,运用,陈刚,课件,ppt
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数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,1,第5章 数据库系统设计,本章重点内容 数据库结构的设计步骤 应用程序的结构设计 数据库系统技术文档的编写概念,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,2,5.1 数据库设计概述,5.1.1 数据库系统设计内容 数据库设计包含两方面的内容： 1结构特性设计 结构特性设计通常是指数据库模式或数据库结构设计，它应该具有最小冗余的、能满足不同用户数据需求的、能实现数据共享的系统。数据库结构特性是静态的，应留有扩充余地，使系统容易改变。 2行为特性设计 行为特性设计是指应用程序、事物处理的设计。,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,3,5.1.2 数据库设计特点 数据库设计是一项综合性技术。“三分技术，七分管理，十二分基础数据”是数据库建设的基本规律。数据库设计的特点是： 硬件、软件和管理界面相结合。 结构设计和行为设计相结合。,5.1 数据库设计概述,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,4,5.2 数据库设计步骤,按照软件工程要求的规范化设计方法，一般将数据库设计分为六个阶段，如下页图所示：,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,5,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,6,5.3 数据库结构设计,5.3.1 需求分析。 需求分析的目标是准确了解系统的应用环境，了解并分析用户对数据及数据处理的需求。 1收集需求信息 一般来讲，用户对数据库的要求如下： （1）信息需求 （2）处理需求 （3）安全性与完整性要求,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,7,5.3.1 需求分析 2分析整理 分析的过程是对所收集到的数据进行抽象的过程。 下面是“合同跟踪管理系统”的用户需求分析： 合同签订后信息的录入。 合同执行付款情况跟踪。 合同标的、质保金的增补情况录入。 合同类别维护（大类、中类、小类）。 进入系统的用户及权限管理（安全条件设置）。 合同执行情况各种报表。,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,8,5.3.1 需求分析 3数据流图 数据库设计中采用数据流图（DFD：Data Flow Diagram）来描述系统的功能。DFD一般由下面图素构成。 ：数据及其流动方向，直线上方标明数据流名称 ：数据处理，圆圈内标明处理名称 ：数据流的终点和源点，方框内标明相应的名称 ：文件和数据存储，在其内标明相应名称 发票查询系统数据流图：如下页所示,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,9,发票查询系统数据流图,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,10,4数据字典 数据字典（DD：Data Dictionary）用于记载系统中的各种数据、数据元素以及它们的名字、性质、意义及各类约束条件，记录系统中用到的常量、变量、数组及其他数据单位，是系统开发与维护中不可缺少的重要文件。数据字典是关于数据库中数据的一种描述，而不是数据本身。数据字典是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善的。 数据字典产生于数据流图，是对数据流图中的四个成分（数据流、数据项、文件和处理）描述的结果。其中： 数据流描述：定义数据流的组成，一般包含若干数据项，通常在数据流图的下方通过“说明”定义。,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,11,5.3.1 需求分析 数据存储描述：定义数据的组成以及数据的组织方式， 如付款信息数据可用下面方法描述： 付款信息=合同编号+付款次数+应付款金额+实付款日期+实付款金额 数据项描述：定义数据项，一般包括名称、类型长度、允许范围等。,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,12,表5-1 数据项描述条目,5.3.1 需求分析,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,13,5.3.1 需求分析 数据处理的描述 说明数据处理的逻辑关系，即输入与输出之间的逻辑关系。同时，也要说明数据处理的触发条件、错误处理等问题。,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,14,5.3.2 概念结构设计 概念结构的目标是将需求分析得到的用户需求抽象为数据库的概念结构，即概念模式。概念结构设计形成一个独立于具体DBMS的概念模型。描述概念模式的是ER图。 1局部ER模型设计 局部ER模型设计是从数据流图出发确定实体和属性，并根据数据流图中表示的对数据的处理、确定实体之间的联系。,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,15,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,16,5.3.2概念结构设计 2总体ER模型设计 将各个局部ER图加以综合，使同一个实体只出现一次，便可产生总体ER图。 如发票查询管理系统的E-R图,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,17,5.3.3 逻辑结构设计 数据库的逻辑结构设计的目标就是将概念结构转换成特定的DBMS所支持的数据模型，并对其优化的过程。逻辑设计阶段一般分三个过程进行： 将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型； 将由概念结构转换来的模型向所选用DBMS支持的数据模型转换； 对数据模型进行优化,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,18,5.3.3 逻辑结构设计 数据库的逻辑结构设计的目标就是将概念结构转换成特定的DBMS所支持的数据模型，并对其优化的过程。逻辑设计阶段一般分三个过程进行： 将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型； 将由概念结构转换来的模型向所选用DBMS支持的数据模型转换； 对数据模型进行优化,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,19,5.3.4 物理设计 数据库的物理设计目标是在选定的DBMS上建立起逻辑设计结构确立的数据库的结构。这项工作一般由系统程序员完成。数据库的物理设计通常分为两步进行。 1确定数据库的物理结构 在关系数据库中，确定数据库的物理结构主要指确定数据存放位置和存储结构，包括确定关系、索引、日志、备份等数据的存储分配合存储结构，确定系统配置等工作。 2对所确定的物理结构进行评价,5.3 数据库结构设计,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,20,数据库的应用程序设计和一般的应用程序设计方法基本相同。 应用程序的设计方法可以采用一般的程序设计方法。,5.4 应用程序设计,5.5 运行和维护,5.5.1 数据载入数据库 5.5.2 数据库系统试运行 在试运行阶段应当注意： 1数据的加载过程应先输入小部分数据进行试运行 2应注意数据库的转储和恢复工作。,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,21,5.5.3 数据库系统的运行和维护 在数据库系统正式运行阶段，对数据库的经常性维护工作是由DBA来实施的，他的工作主要包括： 1数据库的转储和恢复 2数据库的安全性和完整性控制 3数据库性能的监督、分析和改造 4数据库的重组与重构 （1）数据库的重组 （2）数据库的重构,5.5 运行和维护,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,22,数据库设计说明书（GB856788） 1 引言 1.1 编写目的 说明编写这份数据库设计说明书的目的，指出预期的读者。 1.2 背景 说明： a说明待开发的数据库的名称和使用此数据库的软件系统的名称； b列出该软件系统开发项目的任务提出者、用户以及将安装该软件和这个数据库的计算站（中心）。 1.3 定义 列出本文件中用到的专门术语的定义、外文首字母组词的原词组。,5.6 数据库系统设计国家标准,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,23,1.4 参考资料 列出有关的参考资料： a本项目的经核准的计划任务书或合同、上级机关批文； b属于本项目的其他已发表的文件； c本文件中各处引用到的文件资料，包括所要用到的软件开发标准。 列出这些文件的标题、文件编号、发表日期和出版单位，说明能够取得这些文件的来源。,5.6 数据库系统设计国家标准,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,24,2 外部设计 2.1 标识符和状态 联系用途，详细说明用于唯一地标识该数据库的代码、名称或标识符，附加的描述性信息亦要给出。如果该数据库属于尚在实验中、尚在测试中或是暂时使用的，则要说明这一特点及其有效时间范围。 2.2 使用它的程序 列出将要使用或访问此数据库的所有应用程序，对于这些应用程序的每一个，给出它的名称和版本号。 2.3 约定 陈述一个程序员或一个系统分析员为了能使用此数据库而需要了解的建立标号、标识的约定，例如用于标识数据库的不同版本的约定和用于标识库内各个文卷、记录、数据项的命名约定等。,5.6 数据库系统设计国家标准,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,25,2.4 专门指导 向准备从事此数据库的生成、从事此数据库的测试、维护人员提供专门的指导，例如将被送入数据库的数据的格式和标准、送入数据库的操作规程和步骤，用于产生、修改、更新或使用这些数据文卷的操作指导。如果这些指导的内容篇幅很长，列出可参阅的文件资料的名称和章条。 2.5 支持软件 简单介绍同此数据库直接有关的支持软件，如数据库管理系统、存储定位程序和用于装入、生成、修 改、更新数据库的程序等。说明这些软件的名称、版本号和主要功能特性，如所用数据模型的类型、允许 的数据容量等。列出这些支持软件的技术文件的标题、编号及来源。,5.6 数据库系统设计国家标准,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,26,3 结构设计 3.1 概念结构设计 说明本数据库将反映的现实世界中的实体、属性和它们之间的关系等的原始数据形式，包括各数据项、记录、系、文卷的标识符、定义、类型、度量单位和值域，建立本数据库的每一幅用户视图。 3.2 逻辑结构设计 说明把上述原始数据进行分解、合并后重新组织起来的数据库全局逻辑结构，包括所确定的关键字和属性、重新确定的记录结构和文卷结构、所建立的各个文卷之间的相互关系，形成本数据库的数据库管理员视图。 3.3 物理结构设计 建立系统程序员视图，包括： a 数据在内存中的安排，包括对索引区、缓冲区的设计； b 所使用的外存设备及外存空间的组织，包括索引区、数据块的组织与划分； c 访问数据的方式方法。,5.6 数据库系统设计国家标准,数据库原理及应用“十一五”国家级规划教材,27,4 应用设计 4.1 数据字典设计 对数据库设计中涉及到的各种项目，如数据项、记录、系、文卷、模式、子模式等一般要建立起数据字典，以说明它们的标识符、同义名及有关信息。在本节中要说明对此数据字典设计的基本考虑。 4.2 安全保密设计 说明在数据库的设计中，将如何通过
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