数据库设计步骤.ppt

DatabaseDesign LiuXiufengInformationandtechnologyschool ObjectivesforStudents 1 GraspthebasicprocessesandmethodofDBdesign 掌握数据库设计的基本步骤和方法 2 Graspthemethodofrequirementsanalysis 掌握需求分析的方法 3 Graspthebasicprocessesandmethodofconceptualdesign 掌握概念结构设计的基本步骤和方法 LectureOutline BasicProcessesofDBDesign 2 7 1DBDesignOverview ThedefinitionofDBdesign TwopointsofDBDesign TheFeaturesofDBDesign 1 Basicrulesofconstructingdatabse 数据库建设的基本规律 三分技术 七分管理 十二分基础数据Management 管理 1 ManageDBASProjects2 ManagebusinessprocessofenterpriseBasicData 基础数据 1 collect store2 Update2 Combinedatadesignandoperationdesign 数据设计和处理设计相结合 结构和行为分离的设计 TheMethodofDBDesign TheMethodofDBDesign PreparationforDBDesign数据库设计的准备工作 DecidePeopleParticipatinginDBDesign 选定参加设计的人 1 系统分析人员 数据库设计人员 AnalyserandDesigner 自始至终参与数据库设计2 用户和数据库管理员 usersandDBA 主要参加需求分析和数据库的运行维护3 应用开发人员 Applicationprogrammers 在系统实施阶段参与进来 负责编制程序和准备软硬件环境 DBASLifeCycle DatabaseInitialstudy requirementanalysis Analysethecompanysituation defineproblemsandconstrains defineobjectives definescopeandboundariesDatabaseDesignCreatetheconceptualdesignCreatethelogicaldesignCreatethephysicaldesignImplementationandloadingInstallDBMS createthedatabase s loadinitialdata DBASLifeCycle DBASLifeCycle cont TestingandevaluationTestthedatabaseFine tune adjust thedatabaseEvaluatethedatabaseanditsapplicationprogramsOperationProducetherequiredinformationflowMaintenanceandevolutionIntroducechangesMakeenhancements 7 1 3数据库设计的基本步骤 数据库设计分6个阶段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实施数据库运行和维护需求分析和概念设计独立于任何数据库管理系统逻辑设计和物理设计与选用的DBMS密切相关 BasicprocessesofDBDesign BasicprocessesofDBDesign ConceptualDesignHighleveldescription oftendoneERmodel EntityRelationshipmodellingandnormalisationDBMSsoftwareselectionLogicaldesignTranslateERintoDBMSdatamodelEg translatemodelintodefinitionsfortables views SchemaRefinementconsistency normalizationPhysicaldesignStoragestructures optimizeperformanceDistributeddatabasedesign 数据设计和处理设计同时进行 图表 TwoKeypointsinDBDesign CombineDataDesignandManipulationDesignClosely SchemasinDBDesign 数据库设计不同阶段形成的数据库各级模式 SchemasinDBDesign数据库的各级模式 7 2RequirementsofAnalysis 需求分析 TasksofRA 需求分析的任务 1 Definingrequirements 详细调查现实世界要处理的对象 如组织 部门 企业 充分了解原系统 2 Analyzingrequirements 明确用户的各种需求 InputsOutputsProcessesDataStorage3 Decidethefunctionandboundariesofnewsystem 确定新系统的功能 同时充分考虑今后可能的扩充和改变 InstanceofA InputsIndexpageSearchstringClickingonlinksOutputsSearchresultsWebpageProcessesSearchdatabaseforsearchstringRetrievewebpageDataStorage KeypointsofRA需求分析的重点 TheCriticPointsofInvestigation Data Operation调查的重点是 数据 和 处理 GetUsers NeedsonDB 获得用户对数据库要求 InformationManagementRequirements 信息要求 OperationManagementRequirements 处理要求 SecurityandIntegrityRequirements 安全性与完整性要求 DifficultiesofRA Makefinalusers needsclear 确定用户最终需求 Reasons Userslackforcomputerknowledge 用户缺少计算机知识 Designerlackforusers professionalknowledge 设计人员缺少用户的专业知识 Solutions 解决方法 Designershouldkeeptheconstantanddeepcommunicationwithusers 设计人员必须不断深入地与用户进行交流 OftenUsedMethods 1 跟班作业 2 开调查会 3 请专人介绍 4 询问 5 设计调查表请用户填写 6 查阅记录 StructuredAnalysis 结构化分析方法 从最上层的系统组织机构入手自顶向下 逐层分解分析系统 StructuredAnalysis 结构化分析方法 1 AnySystemcanbeAbstractedtobeadiagrambelow StructuredAnalysis 结构化分析方法 2 DecomposeFunctionsandData 分解处理功能和数据 1 DecomposeFunctions将处理功能的具体内容分解为若干子功能 2 DecomposeData处理功能逐步分解同时 逐级分解所用数据 形成若干层次的数据流图 3 expressionmethods 表达方法 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3 GetConfirmationofusers将分析结果再次提交给用户 征得用户的认可 ProcedureofRA 需求分析过程 7 2 3DataDictionary 数据字典 1 PurposeofDataDictionary进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果2 ContentofDictionaryDataItem 数据项 DataStructure 数据结构 DataFlow 数据流 DataStorage 数据存储 ProcedureofOperation 处理过程 DataItem 数据项 Atomicitem 数据项是不可再分的数据单位 DescriptionofDataitem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 Datastructure 数据结构 Specifythedataitems srelationship 数据结构反映了数据之间的组合关系 Consistofseveraldataitemsordatastructure ortwothingstogether 一个数据结构可以由若干个数据项组成 也可以由若干个数据结构组成 或由若干个数据项和数据结构混合组成 DescriptionofDataStructure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 DataFlow 数据流 movingrouteofdatastructureinsystem 数据流是数据结构在系统内传输的路径 Description 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 DataStorage 数据存储 Placefordatatostayortobestored alsoinputandoutputdataflow 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 Description 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 Procedureofoperation 处理过程 DecisionDiagramorDecisionTreeusedtodealwithlogics 具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述 Description 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 RequirementsAnalysis 需求分析 分析用户活动产生 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涉及的数据 产生数据流图分析系统数据 产生数据字典 需求分析文档 SummaryforrequirementsAnalysis 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 7 3ConceptualDesignUsingtheERModel 用ER图进行概念结构设计 Designchoices Shouldaconceptbemodeledasanentityoranattribute Shouldaconceptbemodeledasanentityorarelationship Identifyingrelationships Binaryorternary NoteconstraintsoftheERModel Alotofdatasemanticscan andshould becaptured ButsomeconstraintscannotbecapturedinERdiagrams We llrefinethingsinourlogical relational design AbstractMethods 1 分类 Classification ismemberof EntitySet Student Teacher Course 2 聚集 Aggregation ispartof Attribute Student Sno Sname Ssex Sage 3 概括 Generalization issubsetof SuperclassSubclass Student undergraduate graduate ExampleofERModel EntitySet RelationshipSet Attribute CategorizationofAttibutes 属性的分类 基本属性和复合属性单值属性和多值属性多值属性的处理将原来的多值属性用几个新的单值属性来表示将原来的多值属性用一个新的实体类型表示导出属性 OperationonERModel ER模型上的操作 DesignoflocalERModel设计局部ER模式 确定属性的原则 属性应该是不可再分解的语义单位 实体与属性之间的关系只能是1 N的 属性分配的原则 当多个实体类型用到同一属性时 一般把属性分配给那些使用频率最高的实体类型 或分配给实体值少的实体类型 有些属性不宜归属于任一实体类型 只说明实体之间联系的特性 AnExampleofIntergrationofE RModel LocalERModelofstudentsLocalERModelofCoursesIntergrationofERModel WholeERModel 全局ER模式 无 全局ER模式设计 1 Attributeconflict2 Structureconflict3 Nameconflict OptimizationofWholeERModel全局ER模式的优化 Uniteentitysets 实体类型的合并 Eliminateredundantattributes 冗余属性的消除 Eliminateredundantrelationship 冗余联系的消除 A UniteEntities 合并实体 一般1 1联系的两个实体可以合并为一个实体如果两个实体在应用中经常需要同时处理 也可考虑合并例如病人和病历 如果实际中通常是查看病人时必然要查看病历 可考虑将病历合并到病人实体中减少了联接查询开销 提供效率 Flash B eliminateredundantAttributes 消除冗余属性 分ER图中一般不存在冗余属性 但集成后可能产生冗余属性例如 教育统计数据库中 一个分ER图中含有高校毕业生数 在校学生数 另一个分ER图中含有招生数 各年级在校学生数每个分ER图中没有冗余属性 但集成后 在校学生数 冗余 应消除 Flash LogicDBDesign ConvertingERtoRelationalFairlyanalogousstructureButmanysimpleconceptsinERaresubtletospecifyinrelations ERtoRelation Entitysetstotables CREATETABLEEmployees ssnCHAR 11 nameCHAR 20 lotINTEGER PRIMARYKEY ssn ssn name lot 123 22 3666 Attishoo 48 231 31 5368 Smiley 22 131 24 3650 Smethurst 35 RelationshipSetstoTables Intranslatingamany to manyrelationshipsettoarelation attributesoftherelationmustinclude 1 Keysforeachparticipatingentityset asforeignkeys Thissetofattributesformsasuperkeyfortherelation 2 Alldescriptiveattributes CREATETABLEWorks In ssnCHAR 1 didINTEGER sinceDATE PRIMARYKEY ssn did FOREIGNKEY ssn REFERENCESEmployees FOREIGNKEY did REFERENCESDepartments ssn did since 123 22 3666 51 1 1 91 123 22 3666 56 3 3 93 231 31 5368 51 2 2 92 Review KeyConstraints Eachdepthasatmostonemanager accordingtothekeyconstraintonManages Translationtorelationalmodel Many to Many 1 to 1 1 toMany Many to 1 TranslatingERwithKeyConstraints Sinceeachdepartmenthasauniquemanager wecouldinsteadcombineManagesandDepartments CREATETABLEManages ssnCHAR 11 didINTEGER sinceDATE PRIMARYKEY did FOREIGNKEY ssn REFERENCESEmployees CREATETABLEDept Mgr didINTEGER dnameCHAR 20 budgetREAL ssnCHAR 11 sinceDATE PRIMARYKEY did FOREIGNKEY ssn REFERENCESEmployees Vs budget did Departments Review ParticipationConstraints Doeseverydepartmenthaveamanager Ifso thisisaparticipationconstraint theparticipationofDepartmentsinManagesissaidtobetotal vs partial EverydidvalueinDepartmentstablemustappearinarowoftheManagestable withanon nullssnvalue lot name dname budget did since name dname budget did since Manages since Departments Employees ssn Works In ParticipationConstraintsinSQL Wecancaptureparticipationconstraintsinvolvingoneentitysetinabinaryrelationship butlittleelse CREATETABLEDept