五系统设计详细设计数据库PPT课件

1 第五章 系统设计 2 数据库设计的重要性 管理信息系统的本质 对大量的数据进行处理 分析为管理提供决策信息 这就意味着系统必须要存储和管理大量数据 因此建立一个良好的数据组织结构和数据库 使整个系统都可以迅速 方便 准确地调用和管理所需数据 是衡量信息系统优劣的主要指标之一 3 数据库设计的目标 建立一个合适的数据模型 这个数据模型要达到的要求 1 满足用户要求 2 满足某个数据库管理系统的要求 能够实现 3 具有较高范式 4 数据库设计 一 数据库概述二 数据库设计 5 一 数据库概述 相关术语数据库DB在计算机系统中按照一定的数据模型组织 存储的可共享的数据集合 数据库管理系统DBMS软件 对数据库进行统一管理和控制 数据库由DBMS统一管理 多用户共享 数据库系统带有数据库的整个计算机系统 包括数据库 数据库管理系统和人员 6 数据库管理系统 应用程序1应用程序2应用程序3应用程序n 用户1用户2用户m 数据库系统 数据记录数据库 数据库系统基本概念 银行数据库处理系统 8 二 数据库设计 过程 把现实世界的个体及其特征用数据抽象的描述比如学籍管理系统中的学生 ERP系统里的产品 订单 发票 9 现实世界 信息世界和数据世界 现实世界 信息世界 概念模型 数据世界 数据结构模型 认识 抽象 关系1 属性1 属性2 关系2 转换 10 数据库设计的步骤 1 概念结构设计2 逻辑结构设计3 物理结构设计 11 概念模型的表示 概念模型 信息世界 是按用户观点对数据和信息的建模 描述工具 E R图 实体 Entity 属性关系 联系 Relationship E R图成分 12 数据抽象的三种基本方法 分类 定义某一概念作为现实世界中一组对象的类型 这些对象具有某些共同的特性和行为 聚类 定义某一类型的组成部分 概括 定义类性质之间的一种子集联系 13 E R图的基本概念 实体 Entity 客观存在并可相互区分的事物 如学生张三 职工李四 销售订单属性 Attribute 实体所具有的某一特性 一个实体可以由若干个属性来刻画 例如 学生可由学号 姓名 年龄 系 年级等组成域 Domain 属性的取值范围 例如 性别的域为 男 女 月份的域为 到12的整数 14 E R图的基本概念 联系 Relationship 实体之间的相互关联 如学生与老师间的授课关系 仓库与原材料的存放关系 联系也可以有属性 如学生与课程之间有选课联系 每个选课联系都有一个成绩作为其属性 联系有一对一 一对多 多对多三种不同类型 码 Key 能唯一标识实体或联系的属性或属性组如学号是学生实体的码 同一实体集中任意两个实体的码上的取值不能相同 15 E R图的基本符号 16 17 18 19 E R模型实例 企业进销存系统E R图 20 概念结构设计的步骤 E R图绘制方法 第一步 确定实体 属性及联系 确定依据 系统分析阶段数据字典 第二步 确定局部E R图 第三步 集成完整E R图 21 数据库设计实例 工厂管理系统 22 1 数据需求描述 考虑一个机械制造厂的技术部门和供应部门 技术部门关心 产品性能参数 产品的零件组成 零件的耗用材料和耗用量等 供应部门关心 产品的价格 使用材料的价格和库存量等 23 2 概念设计 标识实体集 产品 零件 材料 仓库标识联系集 产品和零件 存在 组成 联系 M N 零件和材料 存在 消耗 联系 M N 产品和材料 存在 使用 联系 M N 材料和仓库 存在 存放 联系 M N 标识属性集实体属性联系属性 24 画出E R图 产品 组成 零件 图1技术部门的分E R图 设计各部门的E R分图 25 图2供应部门的分E R图 设计各部门的E R分图 26 图3集成的初始E R图 集成E R分图 27 图4改进的E R图 28 数据库设计的步骤 1 概念结构设计2 逻辑结构设计3 物理结构设计 29 逻辑结构设计 将概念模型 E R模型 转换为与选用的DBMS所支持的数据模型相符的逻辑数据模型 数据模型有三种 层次模型 网状模型 关系模型 目前 主要的数据模型是关系模型 30 关系模型 用二维表格来描述实体与实体间的联系 31 1 E R模型转换为关系模型的策略 E R模型中的实体和联系 用关系模型中的二维表来表示 1 一个实体用一个二维表来表示 实体的属性就是表的属性 实体的码就是表的码 2 一个m n联系用一个二维表来表示 与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均成为此表的属性 表的码为联系相连的各实体的码的组合 32 例 学生 学号 姓名 籍贯 课程 课程号 课程名 选修 学号 课程号 成绩 33 3 一个1 n联系并入n端实体在n端实体的表中增加1端实体的码和联系的属性 转换策略 续 34 例 1 n 35 4 一个1 1联系并入任一端实体在一端实体的表中增加另一端实体的码和联系本身的属性 转换策略 续 36 例 1 1 37 4 三个以上实体间的多元联系 同一实体集的实体间的自联系根据相同的转换规则 按联系的不同类型进行相应的转换 转换策略 续 38 例 3个实体的联系 课程 课程号 课程名 教材 书号 书名 教师 职工号 姓名 性别 讲授 课程号 书号 职工号 39 例 同一实体集间的自联系 40 思考 转化成几个二维表 每个二维表的属性由什么组成 41 转换 装配 零件号 子件号 零件 编号 名称 规格 42 2 关系模型的改进 规范化理论 43 关系模型的规范化 规范化是关系数据库设计的重要理论 借助规范化方法来设计数据存储的结构 并力求简化数据存储的数据结构 提高数据的可修改性 完整性和一致性 44 关系模型规范化 所有分量是不可分割的数据项 第一范式满足第一范式 且所有非主属性完全依赖于主码 第二范式满足第二范式 且任何一个非主属性都不传递依赖于任何主码 第三范式 45 1 第一范式 基本条件 每一个分量都必须是不可分割的数据项 记为1NF 46 例 1NF 职工基本情况 职工简明表 关键字 职工号 47 满足1NF 且所有非主属性完全函数依赖于主码 则称该数据结构是第二范式的 记为2NF 转化为第二范式的方法 必须确保所有的非主属性完全依赖于主码 即去掉部分依赖关系 把它分解成若干个都是2NF的数据结构 2 第二范式 48 例 1NF转为2NF 材料供应商库存的关系如下 材料编号材料名称规格供应商名称供应商地址价格库存量库存占用资金 关键字 材料编号 供应商名称 材料名称 规格 供应商地址不完全依赖于主码 不是2NF 49 例 1NF转为2NF 分解成三个2NF的数据结构 材料编号 供应商名称 价格库存量库存占用资金 材料编号 材料名称规格 供应商名称 供应商地址 1 材料库存 2 材料 3 供应商 50 3 第三范式 数据结构符合2NF 且任何一个非主属性都不传递依赖于任何主关键字 则称该数据结构是第三范式的 记为3NF A B B C则A 传递 C去掉传递依赖关系 就是3NF 51 例 第二范式转为第三范式 因为价格与库存量 库存占用资金都是非关键字 但库存占用资金依赖于价格和库存量 所以非3NF 52 数据库设计实例 工厂管理系统 53 工厂管理系统数据库设计 本实例用E R图进行数据库概念结构设计 并运用转换策略设计关系模式的过程 数据需求描述概念设计逻辑设计 54 1 数据需求描述 考虑一个机械制造厂的技术部门和供应部门 技术部门关心 产品性能参数 产品的零件组成 零件的耗用材料和耗用量等 供应部门关心 产品的价格 使用材料的价格和库存量等 55 2 概念设计 标识实体集 产品 零件 材料 仓库标识联系集 产品和零件 存在 组成 联系 M N 零件和材料 存在 消耗 联系 M N 产品和材料 存在 使用 联系 M N 材料和仓库 存在 存放 联系 M N 标识属性集实体属性联系属性 56 图4改进的E R图 57 产品号 产品名价格性能参数 材料号 材料名价格 仓库号 仓库名类别地点 1 产品 3 材料 4 仓库 3 逻辑设计 零件号 零件名 2 零件 产品号 零件号 零件数 5 组成 零件号 材料号 消耗量 6 消耗 材料号 仓库号 存放量 7 存放 1NF 58 数据库设计的步骤 1 概念结构设计2 逻辑结构设计3 物理结构设计 59 3 物理结构设计 为逻辑数据模型选择一个最适合应用要求的物理结构 物理模型 数据库在物理设备上的存储结构和存取方法 主要确定所有数据库文件的名称及所含字段的名称 类型和宽度 60 61 62 63 数据库设计的步骤 1 概念结构设计2 逻辑结构设计3 物理结构设计 64 例三 销售部门子系统 职工 职工号 姓名 地址和所在部门部门 部门所有职工 部门名 经理和销售的产品产品 产品名 制造商 价格 型号和产品内部编号制造商 制造商名称 地址 生产的产品名和价格部门有很多职工 职工仅在一个部门工作 部门销售多