数据库系统与数据库概念设计PPT课件

精品课件,1,数据库应用技术（SQLServer2005）,第1章数据库系统与数据库概念设计,2,复习导入,数据管理技术的产生和发展基本概念：数据、信息、数据处理数据管理技术的三个发展阶段数据库系统构成基本组成体系结构：C/SB/S数据库的体系结构：三级模式、二级存储映像DBMS的功能数据定义、数据操作、数据库运行控制、数据字典数据模型概念模型：实体、属性、联系逻辑数据模型：层次、网状、关系,3,主要内容,数据库设计基础,1,数据库概念设计,2,4,1.4数据库设计基础,数据库技术是信息资源管理最有效的手段。数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，有效存储数据，满足用户信息要求和处理要求。,5,数据库的设计步骤,按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统的开发全过程，将数据库设计分为以下6个阶段，如下图所示。,6,数据库的设计步骤,1需求分析阶段进行数据库设计首先必须了解与分析用户需求（包括数据与处理）。需求分析是整个设计过程的基础，也是最困难、最费时间的一步。需求分析首先要收集资料，并对资料进行分析整理，画出数据流程图（DataFlowDiagram，DFD），然后建立数据字典（DataDictionary，DD），并把数据字典图集和数据字典的内容返回客户，进行用户确认，最后形成文档资料。需求分析是设计数据库的起点，需求分析的结果是否准确反映了客户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响设计结果是否合理和实用。2概念设计阶段根据需求分析的结果，形成独立于机器特点、独立于各个DBMS产品的概念模式（信息世界模型），用E-R图来描述。数据库的概念设计的基本方法将在下节重点介绍。3逻辑设计阶段将概念设计E-R图转换成具体DBMS产品支持的数据模型，如关系模型（基本表），形成数据库的模式，并对数据进行优化处理。然后根据用户处理的要求，安全性的考虑，在基本表（TABLE）的基础上再建立必要的视图（VIEW）形成数据库的外模式。,7,数据库的设计步骤,4物理设计阶段对逻辑设计的关系模型，根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储安排，设计索引，形成数据库（DATABASE）内模式。5数据库实施阶段运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。6数据库运行和维护阶段数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。数据库经常性的维护工作主要由数据库管理员来完成，包括数据库的转储和恢复，数据库的安全性、完整性控制，数据库性能监视、分析和改造，以及数据库的重构。,8,1.5数据库的概念设计,概念设计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。描述概念模式的是E-R图。,9,1.5.1数据库概念设计方法,概念设计的的一般步骤1初始化工程这个阶段的任务是从目的描述和范围描述开始，确定建模目标，开发建模计划，组织建模队伍，收集源材料，制定约束和规范。其中收集源材料是这阶段的重点。通过调查和观察结果，由业务流程、原有系统的输入输出、各种报表、收集的原始数据形成了基本数据资料表。2定义实体实体集合的成员都有一个共同的特征和属性集，可以从收集的源材料基本数据资料表中直接或间接标识出大部分实体。根据源材料名字表中表示物的术语以及具有“代码”结尾的术语，如客户代码、代理商代码、产品代码等将其名词部分代表的实体标识出来，从而初步找出潜在的实体，形成初步实体表。,10,1.5.1数据库概念设计方法,概念设计的的一般步骤3定义联系根据实际的业务需求、规则和实际情况确定出连接关系、关系名和说明，确定关系类型，是标识关系、非标识关系（强制的或可选的）还是非确定关系、分类关系。如果子实体的每个实例都需要通过和父实体的关系来标识，则为标识关系，否则为非标识关系。非标识关系中，如果每个子实体的实例都与而且只与一个父实体关联，则为强制的，否则为非强制的。如果父实体与子实体代表的是同一现实对象，那么它们为分类关系。4定义码为实体标识候选码属性，以便唯一识别每个实体，再从候选码中确定主码。为了确定主码和关系的有效性，通过非空规则和非多值规则来保证，即一个实体的一个属性不能是空值，也不能在同一个时刻有一个以上的值。,11,1.5.1数据库概念设计方法,概念设计的的一般步骤5定义属性从源数据表中抽取说明性的名词开发出属性表，确定属性的所有者。定义非主码属性，检查属性的非空及非多值规则。此外，还要检查完全依赖函数规则和非传递依赖规则，保证一个非主码属性必须依赖于整个主码主码且仅仅是依赖于主码。以此得到了至少符合关系理论第三范式。6定义其他对象和规则定义属性的数据类型、长度、精度、非空、缺省值、约束规则等。定义触发器、存储过程、视图、角色、同义词、序列等对象信息。,12,1.5.1数据库概念设计方法,设计E-R图的过程1设计局部E-R图局部ER模型设计是从需求分析数据流图和需求文档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。2综合成初步E-R图局部E-R图设计完成之后，将所有的局部E-R图综合成全局概念结构。它不仅要支持所有的局部E-R模式，而且必须合理地表示一个完善、一致的数据概念结构。一般可以使同一个实体只出现一次，进行两两合并，当然还要消除合并带来的一些属性、命名和结构的冲突，便可产生总体E-R图。3优化成基本E-R图初步E-R图是在对现实世界进行调查研究之后综合出来的全局和整体概念模型，但并不一定是最优的。需要经过仔细分析找出潜在的数据冗余，再根据应用需求确定是否消除冗余的属性或者冗余的联系。以上仅仅举了商品进销存管理系统概念设计中一个非常简单的例子，目的是使读者对概念设计有一个初步的了解。实际上的概念设计是非常复杂的，只能在工作中逐步学习、积累经验。,13,1.5.2数据库概念设计案例,案例1：学校教务管理系统概念设计。根据系统需求分析得到学生实体，属性有学号（主码）、姓名、性别、出生日期和专业等。课程实体，属性有课程号（主码）、课程名和学分等。学生与课程实体之间通过选课建立联系，并派生出新的属性成绩。假定一门课程有若干名学生选修，而一名学生可以选修多门课程，课程和学生之间具有多对多的联系。学生选修课程局部E-R图如右图示。,14,1.5.2数据库概念设计案例,根据系统需求分析还得到教师实体，属性有职工号（主码）、姓名、性别、出生日期和职称等，与课程实体之间通过授课建立联系，并派生出新的属性评价。假定一门课程可以有若干名教师讲授，每一名教师可以讲授多门课程，教师和课程之间具有多对多的联系。教师授课局部E-R图，如下图所示。,15,1.5.2数据库概念设计案例,根据系统需求分析还可以得到教材实体，属性有教材号（主码）、教材名、出版社和价格等，与课程实体之间通过选用建立联系，并派生出新的属性数量。假定一门课程选用一种教材，一种教材被一门课选用，教材和课程之间具有一对一的联系。与学生选修课程和教师授课局部E-R图一起构成教务管理系统综合E-R图如下图所示。为了简单起见，图中学生、课程和教师实体只保留其主码属性。,16,1.5.2数据库概念设计案例,案例2：图书借阅系统概念设计。根据系统需求分析，得到读者实体，属性有读者编号、姓名、读者类型和已借数量等。图书实体，属性有图书编号、书名、作者、出版社、出版日期和定价等。读者和图书实