数据库课程设计.docx

数据库系统原理课程设计报告姓 名： 年 级： 专 业： 计算机科学与技术 学 号： 考核成绩： 河海大学文天学院2014年6月目录1 引言311 数据密集型应用特点312 数据库设计策略313 数据库设计方法314 数据库设计步骤315 课程设计任务42 需求分析 52. 1 需求分析的方法52. 2 学生信息管理数据库的需求分析53 概念数据模型设计54 逻辑数据模型设计85 物理设计模型设计86 数据库的实施和维护 107 课程设计总结 111 引言1.1 数据密集型应用特点数据库应用系统的数据种类繁多，其中包括事务数据、管理数据和决策数据等；数据的种类繁多，数据之间的关系也错综复杂，有数据元素之间的联系，数据集合之间的联系；系统中的数据要不断的增、删、改，而应用领域要同步更新，同时这些数据要在数据库中持久存储，可支持各项业务的实现，用于企业数据资源的管理，对人类生活十分重要；多个应用程序同时存取（更新）同一数据子集，例如，民航的售票系统。1.2 数据库设计策略数据库应用系统包含处理和数据部分，到底哪部分重要，自古至今有两个策略：以处理为中心和以数据为中心。其中，以处理为中心是根据处理功能设计数据文件，处理功能需要什么数据就创建什么数据文件。处理功能是主动的，数据结构是依赖的。势必导致数据的冗余存储，潜在数据的不一致性。它只适合科学计算，不适合数据密集型的事务处理系统。而以数据为中心适合数据库应用系统，只要应用领域内的业务内容不变，其信息结构是稳定，多变的是处理功能。主张设计稳定的数据结构，自动适应处理程序的多变性。1.3 数据库设计方法数据库设计方法主要有新奥尔良方法、基于E-R模型的数据库设计方法、3NF（第三范式）的设计方法、面向对象的数据库设计方法。其中，新奥尔良方法和基于E-R模型的数据库设计方法应用较多。新奥尔良方法是面向过程的方法，在弄清处理流程之后抽象出所有的数据集合，这种数据流模型是以处理为中心，这种方法长期使用会产生大量冗余，潜在数据的不一致性。而基于E-R模型的数据库设计方法是面向数据的方法，它在初步了解数据处理的基础上按照信息的性质不同区分出基本信息类和联系信息类，然后直接设计出应用领域的分、总E-R图，最后验证E-R模式的合理性。1.4 数据库设计步骤无论是哪种方法，数据库设计工程都要按照软件工程的原理实现，并且分为需求分析、概念结构设计、 逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据库运行与维护六个阶段。每个阶段都有任务、成果和成果认证，前一阶段的成果是下一阶段工作的依据，各阶段工作就像“瀑布”模型一样演译。各阶段的任务和成果如下：需求分析，认识事物种类与联系，形成问题领域的知识。研究对象是事物、特征及其联系。结果是需求分析报告。概念结构设计，抽象信息结构，为信息建模。研究对象是信息的类别、属性及其联系。结果是E-R模式。逻辑结构设计，转换数据结构，为数据建模。研究对象是数据的项与型、记录与型、项之间的联系、记录之间的联系等。结果是数据关系模型。物理结构设计，为给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构。研究对象是关系模式及其存取方式和存储结构。结果是物理结构。数据库的实施和维护，数据载入，应用程序编码调试，数据库试运行，数据库长期维护。研究对象是数据库语言（SQL语言）和源代码。结果是数据库长期维护。1.5 课程设计任务本次课程设计选取企业销售应用系统所涉及的数据库设计，经历数据库设计全过程的综合训练，具体任务与要求如下：需求分析，给出需求分析的方法，并获得企业销售数据库的基本信息类、联系信息类和再生信息类。概念数据模型设计，给出概念数据模型设计方法，写出分E-R模式和综合E-R模式以及各信息类所包含的属性集合描述，要在E-R图上体现实体关键属性、联系的关联方式和其参与的程度。逻辑数据模型设计，给出逻辑数据模型设计方法，对E-R图进行分析得出关系模式的集合，规范化最终结果，要求达到三范式的模式。物理数据模型设计，总结出物理数据模型设计方法，并给出企业销售数据库物理设计相关的表标识、类标识、类型、宽度、主键、外键等数据结构设计，要求设计一个表总结概括物理设计的过程。数据库的实施和维护，要求根据数据库物理设计建库实施，在设计报告中用数据实施的结果图展示出来。2 需求分析2.1 需求分析方法数据库设计方法主要有新奥尔良方法、基于E-R模型的数据库设计方法、3NF（第三范式）的设计方法、面向对象的数据库设计方法。其中，新奥尔良方法和基于E-R模型的数据库设计方法应用较多。新奥尔良方法是面向过程的方法，在弄清处理流程之后抽象出所有的数据集合，这种数据流模型是以处理为中心，这种方法长期使用会产生大量冗余，潜在数据的不一致性。而需求分析方法比较适用的基于E-R模型的数据设计方法，这种方法需要初步了解数据库基础，按照信息的性质区分出基本信息类、联系信息类。其中，基本信息类。其中，基本信息类：具有客观存在性、原始性、稳定性、独立性等性质，是需要存入数据库的信息资源；联系信息类：伴随生产活动在某些基本信息之间产生的关联信息，具有多变性、即时性、关联性等性质，也是需要存入数据库的信息资源。2.2 企业销售数据库需求分析企业销售数据库的业务功能主要包括商品存放管理业务，商品供货业务，商品出货业务。其中，商品存放管理业务产生商品、仓库基本信息类和存放联系信息类；商品供货业务产生商品、商家基本信息类和供应信息类；商品出货业务产生商品、店面基本信息类和出货单联系信息类。 3 概念数据模型设计在数据库应用系统中，按照以数据为中心的策略，要想设计出稳定的数据库关键在于稳定的信息模型。且以数据为中心策略是只要应用领域内的业务内容不变，其信息结构是稳定，多变的是处理功能。主张设计稳定的数据结构，自动适应处理程序的多变性。使用基于E-R数据库设计方法，先初步了解数据库基础，按照信息的性质区分出基本信息类和联系信息类，然后直接设计出应用领域的分E-R图、综合E-R图。透过业务，联系同类抽象出同类的信息类，比较容易抽象出信息的类别。在信息类别基础上，为信息类属性聚集，原则上属性应具有多值性、可利用性、原子性。在此基础上抽象出关键属性（有一个或多个组合的属性可以唯一标识一个数据库）。企业销售数据库应用系统，主要涉及哪些业务，各业务涉及哪些信息类，哪些是基础联系，根据各业务设计出分E-R模式和综合E-R模式。商品存放管理业务分E-R模式商品供货业务分E-R模式商品出货业务分E-R模式综合E-R模式商品信息类，它属于基本信息类，它的属性聚集为商品号、名称、大小、质量、生产日期等，其中商品号是关键属性。存放信息类，它属于联系信息类，它的属性聚集为商品号、数量、金额、单价、入库日期、出库日期、仓库号等，其中商品号和仓库号是关键属性。仓库信息类，它属于基本信息类，它的属性聚集为仓库号、地址、名称、面积等，其中仓库号是关键属性。供应信息类，它属于联系信息类，它的属性聚集为商品号、数量、日期、商家号等，其中商品号和商家号是关键属性。商家信息类，它属于基本信息类，它的属性聚集为商家号、名称、地址、联系电话、银行帐号等，其中商家号是关键属性。出货单信息类，它属于联系信息类，它的属性聚集为商品号、数量、发货日期、店面号等，其中商品号和店面号是关键属性。店面信息类，它属于基本信息类，它的属性聚集为店面号、名称、店址、联系电话、银行账号等，其中店面号是关键属性。地址名称商品号根据以上分析得到各业务的分E-R模式和综合E-R模式如图3-1所示。名称仓库号大小 存放仓库商品单价数量金额(a) 商品存放管理业务E-R模式地址名称商家号名称大小商品号 供应商家商品数量日期（b）商品供货业务E-R模式名称地址名称商品号 大小店面号 出货单单店面商品数量日期（c）商品出货业务E-R模式地址名称商品号仓库号大小名称 存放仓库商品数量单价数量金额供应地址名称店面号地址名称商家号日期数量日期店面出货单商家（d）综合E-R模式 图3-1 企业销售管理E-R模式根据设计企业销售管理数据库E-R图充分体现了信息类别及其联系。4 逻辑数据模型设计在数据库应用系统中，逻辑数据模型设计方法主要靠人工把E-R图转换成关系模式的集合，属性和联系在关系模式中继承下来。在E-R图转换成关系模式时应该坚持以下原则，基本实体和多对多联系必须转换成一个关系模式；一对一联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并；一对多联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与多端对应的关系模式合并；具有相同码的关系模式可合并。在转换之后还要借用关系规范化，对关系模式进行规范化，要求都达到3NF（三范式）。把企业销售管理E-R图直接转换成关系模式。商品（商品号*、名称、大小、质量、生产日期）此为商品实体对应的关系模式属于三范式；仓库（仓库号*、地址、名称、面积）此为仓库实体对应的关系模式属于三范式；店面（店面号*、名称、店址、联系电话、银行账号）此为店面对应的关系模式属于三范式；商家（商家号*、名称、地址、联系电话、银行账号）此为店面对应的关系模式属于三范式；存放（商品号*、仓库号*、数量、金额、单价、入库日期、出库日期）此为联系“存放”所对应的关系模式属于二范式；供应（商品号*、商家号*、数量、日期）此为联系“供应”所对应的关系模式属于三范式；出货单（商品号*、店面号*、数量、发货日期）此为联系“出货单”所对应的关系模式属于三范式。通过把企业销售管理数据库的E-R图转换成关系模式，充分体现了关系模式的原则性。5 物理数据模型设计针对某个DBMS为所有关系模式设计它的存储属性，例如对表的大小、列宽、行高、元组的存储方式的安排，在此基础上给出索引设计、聚簇设计、分区设计。确定表名、列名、表标识、列标识，应可能采用西文表示，不定长的字符用varchar，定长的字符用char，宽度尽可能保持统一，主键不允许null，非主键尽可能允许null。这样做是因为在数据库建好之后方便把原始数据导入数据库内。为了提高操作效率，在关系的主键属性上建立索引，在常用属性上建立索引。聚簇索引常用于多关系的表，分区索引不在此环境下使用所以不常用。企业销售管理数据库物理数据模型设计如表5-1所示。表5-1 企业销售管理数据库结构总表表标识列标识列中文名类型允许空值是否主键是否外键goodsgno商品号char(10)noyesnogoodsgname名称varchar（10）yesnonogoodsgsize大小varchar(10)yesnonogoodsgmass质量varchar(10)yesnonogoodsgdate生产日期char(10)yesnonostoragesno1仓库号char(10)noyesnostoragesaddress地址varchar(20)yesnonostoragesname名称varchar(10)yesnonostoragesarea面积varchar(10)yesnonostoresno2店面号char(10)noyesnostoresname名称varchar(10)yesnonostoresaddress店址varchar(20)yesnonostoresphone联系电话varchar(20)yesnonostoresaccount银行账号char(20)yesnonomerchantmno商家号char(10)noyesnomerchantmname名称varchar(10)yesnonomerchantmaddress地址varchar(20)yesnonomerchantmphone联系电话varchar(20)yesnonomerchantmaccount银行账号char(20)yesnonosavegno商品号char(10)noyesnosavesno1仓库号char(10)noyesnosavesnumber数量varchar(10)yesnonosavesmoney金额varchar(10)yesnonosavesunivalue单价varchar(10)yesnonosavesindate入库日期char(10)yesnonosavesoutdate出库日期char(10)yesnonosupplygno商品号char(10)noyesnosupplymno商家号char(10)noyesnosupplysnumber数量varchar(10)yesnonosupplysdate日期char(10)yesnonocleargno商品号char(10)noyesnoclearsno2店面号char(10)noyesnoclearcnumber数量varchar(10)yesnonoclearcoutdate发货日期char(10)yesnono6 数据库的实施与维护在一个数据库实施与维护时需要完成多项工作，例如，数据库建立，数据库调整 ，数据库重组，数据库安全性控制，数据库完整性控制，数据库故障恢复和数据库监控等。其中，数据库建立又分为数据模式的建立和初始数据加载；数据库调整是通过对关系与视图结构的调整、存取路径(索引与集簇)的设计以及系统运行参数的修改来满足用户新的应用需要，提高数据库系统及其应用程序的性能；数据库重组是对数据库进行整理，重新调整存储空间的工作；数据库完整性控制是维护数据库的实体完整性和参照完整性。由于应用环境在不断变化，数据库运行过程中物理存储也会不断变化，对数据库设计进行评价、调整。修改等维护工作是一个长期的任务，也是设计工作的继续和提高。企业销售管理数据库的视图如图6-1所示。图6-1 企业销售管理数据试图7 课程设计总结 经过近几个星期的努力，终于完成了一个关于企业销售管理的