[计算机软件及应用]chp7-2数据库设计ppt课件

1、数据库系统概论数据库系统概论An Introduction to An Introduction to Database SystemDatabase System第七章第七章 数据库设计数据库设计( (续续1)1)第七章第七章 数据库设计数据库设计7.1 数据库设计概述数据库设计概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念构造设计概念构造设计7.4 逻辑构造设计逻辑构造设计7.5 数据库的物理设计数据库的物理设计7.6 数据库实施和维护数据库实施和维护7.7 小结小结7.3 概念构造设计概念构造设计7.3.1 概念构造概念构造7.3.2 概念构造设计的方法与步骤概念构造设计的方法与步骤7.3.3

2、 数据笼统与部分视图设计数据笼统与部分视图设计7.3.4 视图的集成视图的集成7.3.1 概念构造概念构造v什么是概念构造设计v将需求分析得到的用户需求笼统为信息构造即概念模型的过程就是概念构造设计v概念构造是各种数据模型的共同根底，它比数据模型更独立于机器、更笼统，从而更加稳定v概念构造设计是整个数据库设计的关键概念构造续概念构造续现实世界现实世界机器世界机器世界信息世界信息世界需求分析需求分析概念构造设计概念构造设计概念构造续概念构造续v概念构造设计的特点v (1) 能真实、充分地反映现实世界v (2) 易于了解v (3) 易于更改v (4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换概念构

3、造续概念构造续v描画概念模型的工具vE-R模型7.3 概念构造设计概念构造设计7.3.1 概念构造概念构造7.3.2 概念构造设计的方法与步骤概念构造设计的方法与步骤7.3.3 数据笼统与部分视图设计数据笼统与部分视图设计7.3.4 视图的集成视图的集成7.3.2 概念构造设计的方法与步骤概念构造设计的方法与步骤v设计概念构造的四类方法v自顶向下v 首先定义全局概念构造的框架，然后逐渐细化自顶向下战略7.3.2 概念构造设计的方法与步骤概念构造设计的方法与步骤 自底向上 首先定义各部分运用的概念构造，然后将它们集成起来，得到全局概念构造自底向上战略概念构造设计的方法与步骤续概念构造设计的方法与

4、步骤续 逐渐扩张 首先定义最重要的中心概念构造，然后向外扩展，以滚雪球的方式逐渐生成其他概念构造，直至总体概念构造逐渐扩张战略概念构造设计的方法与步骤续概念构造设计的方法与步骤续 混合战略 将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下战略设计一个全局概念构造的框架，以它为骨架集成由自底向上战略中设计的各部分概念构造。概念构造设计的方法与步骤续概念构造设计的方法与步骤续v 常用战略v 自顶向下地进展需求分析v 自底向上地设计概念构造概念构造设计的方法与步骤续概念构造设计的方法与步骤续v自底向上设计概念构造的步骤 v第1步：笼统数据并设计部分视图v第2步：集成部分视图，得到全局概念构造7.3 概念构造设

5、计概念构造设计7.3.1 概念构造概念构造7.3.2 概念构造设计的方法与步骤概念构造设计的方法与步骤7.3.3 数据笼统与部分视图设计数据笼统与部分视图设计7.3.4 视图的集成视图的集成7.3.3 数据笼统与部分视图设计数据笼统与部分视图设计v数据笼统v部分视图设计数据笼统数据笼统v笼统是对实践的人、物、事和概念中抽取所关怀的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念准确地加以描画。v概念构造是对现实世界的一种笼统数据笼统续数据笼统续v三种常用笼统v1. 分类Classificationv定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型v笼统了对象值和型之间的“is member of的

6、语义数据笼统续数据笼统续数据笼统续数据笼统续2. 聚集Aggregation定义某一类型的组成成分笼统了对象内部类型和成分之间“is part of的语义数据笼统续数据笼统续 聚集 数据笼统续数据笼统续 复杂的聚集，某一类型的成分仍是一个聚集 更复杂的聚集 数据笼统续数据笼统续3. 概括Generalization定义类型之间的一种子集联络笼统了类型之间的“is subset of的语义承继性 数据笼统续数据笼统续概括 部分视图设计部分视图设计设计分E-R图的步骤:选择部分运用逐一设计分E-R图 选择部分运用选择部分运用v在多层的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，作为设计分E-R图的出发点

7、 v通常以中层数据流图作为设计分E-R图的根据选择部分运用续选择部分运用续设计分E-R图的出发点 逐一设计分逐一设计分E-R图图v义务v将各部分运用涉及的数据分别从数据字典中抽取出来v参照数据流图，标定各部分运用中的实体、实体的属性、标识实体的码v确定实体之间的联络及其类型1:1，1:n，m:n逐一设计分逐一设计分E-R图续图续v两条准那么：v1属性不能再具有需求描画的性质。即属性必需是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成v2属性不能与其他实体具有联络。联络只发生在实体之间逐一设计分逐一设计分E-R图续图续职称作为一个实体逐一设计分逐一设计分E-R图续图续病房作为一个实体逐一设计分逐一设计分

8、E-R图续图续仓库作为一个实体逐一设计分逐一设计分E-R图续图续实例销售管理子系统分实例销售管理子系统分E-R图的设计图的设计销售管理子系统的主要功能：销售管理子系统的主要功能：处置顾客和销售员送来的订单处置顾客和销售员送来的订单工厂是根据订货安排消费的工厂是根据订货安排消费的交出货物同时开出发票交出货物同时开出发票收到顾客付款后，根据发票存根和信贷情况进展应收款收到顾客付款后，根据发票存根和信贷情况进展应收款处置处置逐一设计分逐一设计分E-R图续图续v 以下图是第一层数据流图，虚线部分划出了系统边境 图7.18 销售管理子系统第一层数据流图 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续v 上图中把系统

9、功能又分为4个子系统，下面四个图是第二层数据流图 图7.19 接纳订单 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续图7.20 处置订单 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续图7.21 开发票 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续图7.22 支付过账 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续分E-R图的框架 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续v 参照第二层数据流图和数据字典，遵照两个准那么，进展如下调整：v (1) 订单与订单细节是1 n的联络v (2) 原订单和产品的联络实践上是订单细节和产品的联络。v (3) 图7.21中“发票主清单是一个数据存储，不用作为实体参与分E-R图v (4) 工厂对大宗订货给予优惠

10、逐一设计分逐一设计分E-R图续图续v得到分E-R图如以下图所示 销售管理子系统的分E-R图 逐一设计分逐一设计分E-R图续图续对每个实体定义的属性如下：顾客：顾客号，顾客名，地址，信贷情况，账目余额订单：订单号，顾客号，订货项数，订货日期，交货日期，工种号，消费地点订单细那么：订单号，细那么号，零件号，订货数，金额应收账款：顾客号，订单号，发票号，应收金额，支付日期，支付金额，当前余额，货款限额产品描画：产品号，产品名，单价，分量折扣规那么：产品号，订货量，折扣7.3 概念构造设计概念构造设计7.3.1 概念构造概念构造7.3.2 概念构造设计的方法与步骤概念构造设计的方法与步骤7.3.3 数

11、据笼统与部分视图设计数据笼统与部分视图设计7.3.4 视图的集成视图的集成7.3.4 视图的集成视图的集成v各个部分视图即分E-R图建立好后，还需求对它们进展合并，集成为一个整体的数据概念构造即总E-R图。视图集成的两种方式视图集成的两种方式v多个分E-R图一次集成 v一次集成多个分E-R图v通常用于部分视图比较简单时视图的集成续视图的集成续v逐渐集成v用累加的方式一次集成两个分E-R图 视图的集成续视图的集成续v 集成部分E-R图的步骤v 1. 合并v 2. 修正与重构视图的集成续视图的集成续视图集成 合并分合并分E-R图，生成初步图，生成初步E-R图图v 各分E-R图存在冲突v各个分E-R

12、图之间必定会存在许多不一致的地方v合并分E-R图的主要任务与关键v合理消除各分E-R图的冲突合并分合并分E-R图，生成初步图，生成初步E-R图续图续v 冲突的种类v属性冲突v命名冲突v构造冲突 属性冲突属性冲突v两类属性冲突v属性域冲突v属性值的类型v取值范围v 取值集合不同v属性取值单位冲突 命名冲突命名冲突v两类命名冲突v同名异义：不赞同义的对象在不同的部分运用中具有一样的名字v异名同义一义多名：同一意义的对象在不同的部分运用中具有不同的名字 构造冲突构造冲突v三类构造冲突v同一对象在不同运用中具有不同的笼统v同一实体在不同分E-R图中所包含的属性个数和属性陈列次序不完全一样v实体之间的联

13、络在不同部分视图中呈现不同的类型消除不用要的冗余，设计根本消除不用要的冗余，设计根本E-R图图v根本义务v消除不用要的冗余，设计生成根本E-R图合并合并初步初步E-R图图分分E-R图图能够存在冗余的数据能够存在冗余的数据和冗余的实体间联络和冗余的实体间联络根本根本E-R图图消除不用要的冗余消除不用要的冗余消除不用要的冗余，设计根本消除不用要的冗余，设计根本E-R图续图续v 冗余v 消除冗余的方法1冗余冗余v 冗余的数据是指可由根本数据导出的数据v冗余的联络是指可由其他联络导出的联络 v 冗余数据和冗余联络容易破坏数据库的完好性，给数据库维护添加困难v 消除不用要的冗余后的初步E-R图称为根本E

14、-R图 消除冗余的方法消除冗余的方法v分析方法v以数据字典和数据流图为根据v根据数据字典中关于数据项之间的逻辑关系消除冗余的方法续消除冗余的方法续消除冗余 消除冗余的方法续消除冗余的方法续 效率VS冗余信息 需求根据用户的整体需求来确定 假设人为地保管了一些冗余数据，那么应把数据字典中数据关联的阐明作为完好性约束条件 Q4=Q5 一旦Q5修正后就该当触发完好性检查，对Q4进展修正消除冗余的方法续消除冗余的方法续v规范化实际v函数依赖的概念提供了消除冗余联络的方式化工具消除冗余的方法续消除冗余的方法续 方法 1. 确定分E-R图实体之间的数据依赖 ，并用实体码之间的函数依赖表示。劳动人事管理的分

15、E-R图 消除冗余的方法续消除冗余的方法续上图中，部门和职工之间一对多的联络可表示为： 职工号部门号职工和产品之间多对多的联络可表示为： 职工号，产品号任务天数 得到函数依赖集FL 消除冗余的方法续消除冗余的方法续2. 求FL的最小覆盖GL ，差集为D = FL-GL。 逐一调查D中的函数依赖，确定能否是冗余的联络，假设是，就把它去掉。(1) 冗余的联络一定在D中，而D中的联络不一定是冗余的；(2) 当实体之间存在多种联络时要将实体之间的联络在方式上加以区分。消除冗余，设计生成根本消除冗余，设计生成根本E-R图实例图实例 实例 某工厂管理信息系统的视图集成。 书中图1.14(c)、图7.24、

16、图7.29分别为该厂物资、销售 和劳动人事管理的分E-R图 图7.30为该系统的根本E-R图消除冗余，设计生成根本消除冗余，设计生成根本E-R图实例续图实例续图1.14(c) 工厂物资管理E-R图该厂物资管理分E-R图消除冗余，设计生成根本消除冗余，设计生成根本E-R图实例续图实例续图7.24 销售管理子系统的分E-R图该厂销售管理分E-R图消除冗余，设计生成根本消除冗余，设计生成根本E-R图实例续图实例续图7.29 劳动人事管理的分E-R图该厂劳动人事管理分E-R图消除冗余，设计生成根本消除冗余，设计生成根本E-R图实例续图实例续系统的根本E-R(图7.30)某工厂管理信息系统的根本E-R图

17、 消除冗余，设计生成根本消除冗余，设计生成根本E-R图实例续图实例续集成过程，处理了以下问题： 异名同义，工程和产品含义一样库存管理中职工与仓库的任务关系已包含在劳动人事管理的部门与职工之间的联络之中，所以可以取消职工之间指点与被指点关系可由部门与职工经理之间的指点关系、部门与职工之间的从属关系两者导出，所以也可以取消验证整体概念构造验证整体概念构造v 视图集成后构成一个整体的数据库概念构造，对该整体概念构造还必需进展进一步验证，确保它可以满足以下条件：v 整体概念构造内部必需具有一致性，不存在相互矛盾的表达v 整体概念构造能准确地反映原来的每个视图构造，包括属性、实体及实体间的联络v 整体概

18、念构造能满足需求分析阶段所确定的一切要求验证整体概念构造续验证整体概念构造续v 整体概念构造最终还应该提交给用户，征求用户和有关人员的意见，进展评审、修正和优化，然后把它确定下来，作为数据库的概念构造，作为进一步设计数据库的根据。 用用E-R模型方法进展数据库概念设计模型方法进展数据库概念设计 1设计部分设计部分E-R模型。模型。例例 设有如下运动队和运动会两个方面的实体集设有如下运动队和运动会两个方面的实体集：运动队方面：运动队：队编号、队名、教练名运动队方面：运动队：队编号、队名、教练名 运发动：姓名、性别、工程运发动：姓名、性别、工程运动会方面：运发动：编号、姓名、性别运动会方面：运发动

19、：编号、姓名、性别 项项 目：工程名、竞赛场地目：工程名、竞赛场地要求：分别设计运动队和运动会两个部分要求：分别设计运动队和运动会两个部分E-R图图运动队运发动属于工程性别m1姓名队编号队名教练名设计运动队部分E-R图 设计运发动部分E-R图 工程参与工程名队员编号运发动姓名性别mn场地2集成全局 E-R模型第一步：处理冲突 属性冲突属性域冲突：主要指属性值的类型、取值范围或取值集合不同。例如学号有的定义为字符型，有的定义为整型。属性取值单位冲突：主要指一样属性的度量单位不一致。例如分量有的用公斤为单位，有的用克为单位。命名冲突。主要指属性名，实体名，联络名之间的冲突。同名异义，即不赞同义的对

20、象具有一样的名字异名同义，即同一意义的对象具有不同的名字处理以上两种冲突，只需经过讨论，协商一致即可。 2集成全局 E-R模型第一步：处理冲突 属性冲突属性域冲突：主要指属性值的类型、取值范围或取值集合不同。例如学号有的定义为字符型，有的定义为整型。属性取值单位冲突：主要指一样属性的度量单位不一致。例如分量有的用公斤为单位，有的用克为单位。命名冲突。主要指属性名，实体名，联络名之间的冲突。同名异义，即不赞同义的对象具有一样的名字异名同义，即同一意义的对象具有不同的名字处理以上两种冲突，只需经过讨论，协商一致即可。 v 构造冲突v 一种是指同一对象在不同运用中具有不同的笼统，即不同的概念表示构造。处理这种冲突的方法通常是把属性变换为实体或把实体转换为属性。 v 另一种指同一实体在不同的部分E-R图中所包含的属性个数和属性的陈列次序不完全一样。处理这种冲突的方法是让该实体的属性为各部分E-R图中的属性的并