第7章数据库设计PPT课件

.第1，7章数据库设计，7.1数据库设计概述7.2要求分析7.3概念结构设计7.4逻辑结构设计7.5数据库的物理设计7.6数据库实施和维护7.7摘要，2，7.1数据库设计概述，1 .数据库设计数据库设计是指在特定应用程序环境中配置最佳数据库模式，构建数据库及其应用程序系统。为了有效地管理数据和满足各种用户的应用程序要求(信息要求和处理要求)，在数据库领域使用数据库的各种系统统称为数据库应用程序系统。3，2。数据库设计者应具备的技术和知识、数据库基本知识和数据库设计技术计算机科学的基本知识和编程方法以及技术软件工程的原理和方法应用领域的知识。4，3。数据库设计的特点、三点技术、七点管理、十二点基础数据数据库设计是数据库框架或数据库结构行为设计(处理)设计：设计应用程序、事务处理等的基本步骤；数据库设计方法：规范设计方法准确理解和分析用户要求(包括需求分析阶段数据和处理)是整个设计过程的基础。最困难、最耗费时间的阶段。6，4。数据库设计的基本阶段，概念结构设计阶段是整个数据库设计的核心。通过对用户需求的整合、归纳和抽象，形成独立于特定DBMS的概念模型.7，4。数据库设计的基本阶段、9355逻辑结构设计阶段将概念结构转换为DBMS支持的数据模型，并进行优化。 8，4 .数据库设计的基本阶段、数据库物理设计阶段，选择最适合逻辑数据模型的物理结构之一(包括存储结构和访问方法)。9，4。数据库设计的基本阶段，数据库实施阶段使用DBMS提供的数据语言、工具和主机语言，根据逻辑设计和物理设计的结果运行数据库准备和调试应用程序组织数据检入尝试。10、数据库设计的基本阶段、数据库运行和维护阶段示范运行数据库应用程序系统后，可以开始正式运行。数据库系统运行时，必须不断评估、调整和修改它。11，7.2需求分析，需求分析是对用户需求和需求分析的分析。设计数据库的起点需求分析的结果是否正确反映用户的实际需求，设计结果是否合理实用，12、需求分析任务，通过对实际处理对象(组织、部门、企业等)的详细调查阐明用户的各种需求的原始系统(人工系统或计算机系统)任务概览；在此基础上，确定新系统的功能。新系统必须充分考虑未来可能的增长和变化，不能仅根据当前应用程序要求设计数据库。13，需求分析侧重于需求分析，需求分析应侧重于数据管理中用户的信息要求、处理要求、安全性和完整性要求的调查、收集和分析。需求分析的困难：如何确定用户的最终需求？14、需求分析方法，通过各种调查初步分析用户的需求分析，由上而下表达用户需求的结构分析方法(称为SA方法)，SA方法从顶层系统组织开始，按层次分析系统，并用数据流图和数据字典说明系统。15，数据词典和数据词典是不同类型数据说明的集合。执行详细的数据收集和数据分析得出的主要结果。数据字典在数据库设计中占有非常重要的位置。数据字典是数据库中数据的说明，是元数据。数据字典在需求分析阶段设置，可以在数据库设计过程中不断修改、具体化和完善。，16，7.3概念结构设计、7.3.1概念结构设计概述7.3.2概念结构设计方法和7.3.3数据抽象和详细视图设计7.3.4视图集成。17，概念结构设计是什么，需求分析阶段描述的用户应用程序的要求更为稳定，因为概念结构设计概念结构是将实际世界的具体要求分析用户要求抽象到信息结构(即概念模型)的过程，它比数据模型更独立于机器，是各种抽象数据模型的共同基础。18、19、概念结构设计的特点，(1)真实、完整地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，满足用户的数据处理要求。是真实世界的真实模型。(2)易于理解，可以用于与不熟悉计算机的用户交换意见。(3)易于更改，在应用环境和更改要求时，可以轻松修改和扩展概念模型。(4)可以轻松地转换为关系、网格、层次结构等多种数据模型。描述概念模型的工具：E-R图表，20，概念结构设计方法和阶段，设计概念结构的四种方法(1)自上而下：首先定义全局概念结构的框架，(2)从上而下：定义每个本地应用程序的概念结构，然后将其集成到全局概念结构中，21、概念结构设计方法和阶段，(3)逐步扩展：定义最重要的核心概念结构，然后向外扩展整个概念结构(4)混合策略：结合自下而上和自下而上策略，将自下而上策略中设计的每个局部概念结构集成到骨架中的全局概念结构的框架设计为自上而下策略。22，概念结构设计方法和阶段，典型策略自上而下需求分析概念结构自下而上设计概念结构自下而上设计阶段1:数据抽象和详细视图设计阶段2:集成详细视图，获取全局概念结构，23，7.3.3数据抽象和详细视图设计，数据抽象：概念结构是现实世界的抽象，处理真实对象并提取感兴趣的共同特性，以概念准确地描述。数据抽象的常用方法：分类；聚集；聚集。摘要数据抽象的用途，24，分类、组织(聚合)需求分析阶段收集的数据，形成实体对象的属性，确定标识实体的代码对象之间的连接类型(133601，1:n，m:n)本地视图设计：设计子E-R图表阶段：9351本地设计一个子E-R图表。25，选择本地应用程序，需求分析阶段，整个系统用多层数据流图表和数据字典描述。设计子E-R图应首先根据系统的情况，选择适合多层数据流程图的级别的数据流程图，使此组的各个部分对应于本地应用程序，然后以此级别的数据流程图为起点设计子E-R图。26，选择本地应用程序(续)，通常使用中间数据流图作为设计E-R图表的基础。原因：高数据流程图只能反映系统的粗略中间数据流程图，更好地反映了系统中每个本地应用程序的子系统构成过于详细的低级数据流程图。27，设计子E-R图形的步骤(1)定义E-R图形作为数据词典的起点。数据词典的数据结构、数据流和数据存储等已有多个属性的有意义集合(2)根据上述说明进行必要的调整，28、区分对象和属性对象的方法是相对的。必须在一个应用程序环境中用作“属性”，在另一个应用程序环境中用作“实体”。29、常规策略属性不能再具有需要说明的属性。也就是说，属性必须是不可分割的资料项目，而且不能再由其他属性组成。属性不能与其他实体相关联。连接只发生在实体之间。符合上述两个特性的通常被视为属性。为了简化E-R图表的处理，现实世界中的事物必须以能被视为属性的一切为属性。，合并30，7.3.4视图需要将各个详图视图组织和合并到E-R图中，然后合并到整个数据概念结构(整个E-R图)中。31，视图合并的两种方法和步骤，一次合并：一次合并多个子E-R图表；详图视图更简单时，通常用于逐步累积。首先合并两个局部视图(通常是两个更重要的局部视图)，然后每次将新局部视图合并到集成的本地E-R图中的步骤：1。接合2。修改和重新配置，32，1，合并e-r图，生成初步E-R图，每个E-R图的碰撞原因：每个详细应用都不同的问题；不同设计者与E-R图表一起执行设计合并的主要任务和关键因素：合理删除与E-R图表冲突的所有类型：属性冲突、名称冲突；结构冲突，33，属性冲突，两种类型的属性冲突属性字段冲突，即属性值的类型、值范围或值集不同时为示例1，由于学编号是数字，因此某些部门(即本地应用程序)将学编号定义为整数，而其他部门(即本地应用程序)将学编号定义为字母型，因为学编号不参与运算实例2，一些部门(即本地应用产品)按出生日期表示学生的年龄，其他部门(即本地应用产品)按整数表示学生的年龄。34，属性冲突，属性值单位冲突示例：学生的键、米、厘米、标尺单位。属性冲突的解决方法：35，命名冲突，两类命名冲突通常使用讨论、协商等管理手段解决。也就是说，具有不同含义的对象在不同的本地应用程序中具有相同的名称示例，在本地应用程序a中，教室在文件室本地应用程序b中，学生宿舍称为文件室同义词(一个或多个含义):具有相同含义的对象在不同的本地应用程序中具有不同的名称，36、命名冲突可能发生在属性级别、实体级别和联系人级别。属性的命名冲突更为常见。命名冲突的解决方法：37，结构冲突，三种类型的结构冲突同一对象在不同详细视图中具有不同抽象的同一对象在不同详细视图中具有不同属性，或属性顺序不同的实体之间的连接在不同详细视图中表示不同类型，或。38、2、修改和重新配置、基本操作消除不必要的重复项、设计创建基本E-R图表、39，重复包括重复数据和重复数据消除：分析方法和规范化理论，40，3，验证整个概念结构，合并视图后形成整个数据库概念结构，对整个概念结构进行进一步验证，以确保在整个概念结构中没有一致性冲突的表现。整个概念结构准确地反映了每个原始视图结构，包括属性、实体和实体之间的连接。整体概念结构是需求分析阶段确定的所有要求，41，概念结构设计概要，什么是概念结构设计。42，概念结构设计阶段抽象数据和详图视图集成详图视图设计，全局概念结构验证整个概念结构，43，数据抽象分类聚合摘要，44，详细视图设计选择本地应用程序使用E-R图标将本地应用程序中的实体、属性、代码和实体之间的连接描述为E-R图，45、合并详图视图1。子E-R图表集成，生成初步E-R图表消除冲突属性冲突消除名称冲突结构冲突2。修改和重组不必要的重复项，设计生成基本E-R图表分析方法标准化理论，46、7.4逻辑结构设计、逻辑结构设计工作将概念结构设计阶段中设计的基本E-R图转换为与可选DBMS产品支持的数据模型相匹配的逻辑结构。47，逻辑结构设计阶段，将概念结构转换为常规关系、网格、层次模型转换的关系、网格、层次模型转换为特定DBMS支持的数据模型优化数据模型。48，逻辑结构设计的第三阶段，49，将E-R映射转换为关系模型，将E-R图转换为关系模型需要解决的问题如何将实际类型和实体之间的连接转换为关系模式确定这些关系模式的属性和代码转换内容将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和实体之间的连接转换为关系模式。50，转换原则，将一个实体转换为一种关系模式。关系属性：实体类型属性关系的代码：实体类型代码、E-R图表实例：工厂物料控制E-R图表、绩效、现有量、绩效、工作、领导、库存、供应、名称、地址、电话、帐号、供应商、供应商，52，转换规则，351 m关系的属性：连接该关联的每个对象的代码与该对象的属性关系的代码：每个对象代码的组合，53，转换规则，1 1:n连接可以转换为单独的关系模式或与n侧对应的关系模式相结合。1)转换为独立关系模式关系的属性：连接到该连接的每个实体的代码和联系人本身的属性；关系的代码：n-端实体的代码2)将n-端匹配关系模式与合并关系的属性：n-端关系中的代码和联系人本身的属性相加。组合关系的代码：如果不更改，系统中的关系数可能会减少。通常倾向于使用此方法.54，1:1连接可以转换为单独的关系模式或与一端对应的关系模式相结合。1)转换为独立关系模式关系的属性：连接到该连接的每个实体的代码和联系人本身的属性；关系的候选代码：每个实体的代码是该关系的候选代码。2)与一端对应的关系模式合并的关系的属性：添加该关系的代码和联系人本身的属性。合并关系的代码：不变，55，注意：理论上，1:1连接可以与一端对应的关系模式相结合。但是，在某些情况下，与其他关系模式的结合效率有很大的不同。因此，究竟应与哪一方的关系模型相结合取决于适用的情况。连接操作是一项耗时的任务，因此通常应将连接操作降至最低。56，将三个或更多实体之间的多个连接转换为一种关系模式。关系的属性：与多个相关联的每个实体的代码，以及与这些实体的属性关系相关联的代码：对象代码的每个组合，57，3360n可以根据以下三种情况分别处理同一组对象中的对象之间的连接：自连接或上述1:1、1:n、m:n。具有相同代码的关系模式是可组合的。目标：减少系统中的关系数。示例：在ER模型中，如果有7组不同的图元，有9个不同的二进制连接，则其中3个1: n接触、3个1: 1接触、3个m: n接触、根据将ER模型转换为关系模型的规则转换为关系的数量()A.7B.10C.13D.16，58、转换到特定DBMS法规模型，一般数据模型也需要转换到特定DBMS法规模型。转换的主要依据是所选DBMS的功能和限制。没有通用规则。此转换通常对于关系模型比较简单。59，7.4.2数据模型的优化需要在获得初步数据模型后适当修改和调整数据模型的结构，以进一步提高数据库应用系统的性能。即数据模型的优化关系数据模型的优化通常由规范化理论指导。60，数据模型优化(继续)，数据模型优化(继续)，数据模型优化方法根据在需求分析阶段获得的含义确定数据相关性，并分别创建每个关系模式内每个属性之间的数据相关性和其他关系模式属性之间的数据相关性重复数据消除连接.61，3。掌握从属范式4。根据在需求分析阶段获得的各种应用程序的数据处理需求，分析适