数据库课程设计指导书

1、第一课：数据库设计概述、计划和需求分析会话：2个会话班级类型：理论课教育目的要求：了解数据库设计的基本内容，了解数据库计划和需求分析的具体方法。教育重点和教育困难：需求分析阶段1数据库设计概述数据库设计可以生成良好的性能，以满足指定应用程序环境中各种用户的使用要求，并生成选定DBMS允许的数据格式。数据库设计是构建数据库及其应用系统的技术是信息系统开发和构建的关键技术。1.1数据库设计内容和特性数据库设计的两个方面：结构特性的设计和行为特性的设计结构特性设计数据库框架和数据库结构设计行为特性设计应用程序设计(例如查询、报告处理)通常在面向对象的程序中提供用户操作界面。数据库结构设计和行为设计是

2、交叉引用的，它们构成了集成数据库项目。1.2数据库设计方法新奥尔良方法分为四个阶段：需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。概念结构设计阶段的基于e-r模型的数据库设计方法等具体实现技术和实现方法、基于3NF的设计方法以及基于抽象语法规范的设计方法。规格设计方法分为手动设计与电脑辅助设计两种(例如，Oracle Designer 2000、Rational Rose)。此方法可以帮助数据库设计的很多工作，也可以由辅助设计者完成。企业物理设计数据分析编程说明交易设计设计应用程序子模式设计逻辑模型设计加载测试数据程序调试评价性能功能分析投入运营维护概念模型设计满意yn图1数据库设计过程1.3数据库

3、设计阶段阶段3:总体规划、系统开发设计、系统运行和维护。具体步骤：图2数据库设计阶段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维护数据库计划1.数据库计划阶段(完整目标和技术路径，导出数据库设计项目的可行性分析报告；数据库设计进度和分工准备)需求分析阶段(了解用户需求是基础。影响数据库设计结果是否合理实用)3.概念结构设计阶段(独立于特定DBMS的独立于计算机的数据模型)。综合总结和抽象用户要求，形成独立于特定DBMS的概念模型。是每个用户感兴趣的系统信息结构，是与用户轻松交流的现实世界的第一阶段抽象)。现实世界(事物及其连接)概念模型(实体及其联系人)数据模型(数据和联系人)现

4、实世界信息世界电脑世界图9-3信息的三个世界4.逻辑结构设计阶段(转换和优化为DBMS支持的数据模型)5.物理结构设计阶段(在有限的软件、硬件条件和应用程序环境中设计可实现且高效的物理数据库结构)6.数据库实施和维护阶段(根据逻辑结构设计和物理设计的结果构建数据库、准备和调试应用程序、配置和示范操作数据存储)2数据库计划计划流程：1.系统调查：调查是掌握企业的组织水平，获取企业的组织结构图。2.可行性分析：可以从经济、法律、技术等多个方面进行可行性论证分析，并在此基础上获得可行性报告。3.数据库构建的总体目标和数据库构建的主部署3需求分析3.1需求分析工作需求分析的任务是对实际世界中要处理的对

5、象(部门、企业)进行详细调查，以便充分了解原始系统(手动系统或旧计算机系统)的工作概况，明确每个用户的不同需求，从而根据此确定新功能。新系统的设计不仅要符合当前的要求，还要为未来的扩展和变化留出馀地。3.2需求分析方法步骤4:1.调查组织情况。调查各部门的运营活动。帮助用户明确对新系统的各种要求。4.最后初步分析了前面的调查结果，确定了系统的界限。调查方法：(1)后续任务。(2)举行调查会。(3)审查文件资料。请问。(5)设计调查表由用户填写。3.3需求分析阶段分析第4阶段：分析用户的活动，确定新系统功能包含的范围，分析与用户活动相关的数据，并分析系统数据。1.分析用户的活动图4图书发行企业部

6、分业务用户活动也受理申请书调查图书信息接受申请打印图书目录查询图书发表接受处理请确认书店信息调查图书信息生成订单计算扣除在书店订购书交给有关部门打印订单2.确定系统的边界在上面的用户活动图中，确定计算机和劳动分工的界限3.分析与用户活动相关的数据在处理功能的逐步分解过程中，它们使用的数据也通过多阶段分解形成多个阶段的数据流图。数据流图表(DFD，Data Flow Diagram):从数据流的角度描述构成业务活动的图表，以及从数据处理和数据处理的角度描述数据处理系统操作流程，是用户和设计人员更容易理解系统功能的表达方法。A.上面有名称的箭头表示数据流。B.用带名称的圆表示数据的加工处理。C.以

7、直线表示文件(离开文件的箭头表示读取文件，指向文件的箭头表示写入文件)、D.以方块表示资料的来源和终点。S1P1P2xYXZXF1图5简单的数据流图查询处理工程图书查询请求盖图章图书资料图书资料图书查询：(a)查看图书数据流程图图书作者出版社(b)书店订购图书处理数据流程图订购请求在书店订购图书：建立订单书店订购图6与图书馆管理系统内部用户活动图相对应的每个数据流程图图书作者出版社4.分析系统数据数据字典(DD，Data Dictionary)是详细数据收集和分析的主要结果，它提供数据流中出现的所有数据元素的逻辑定义和说明，是数据库设计人员、软件开发人员、系统管理员和用户参考的另一个强大工具。

8、四部分：数据项资料要素摘要=资料要素名称、别名、资料要素意义、资料型态、位元组长度、值范围、取得值意义、与其他资料要素的逻辑关系表1图书每个数据项说明数据项名称数据类型字节长度图书编号文字6标题文字80评论文字200出版社徽标文字4价格数字8出版日期日期8图书类别文字12数据文件资料档描述=资料档名称、组成资料档的所有资料项目名称、资料存取频率、存取方法例如：图书=配置：图书编号、标题、意见、出版社徽标、价格、发行日期、图书类别、访问频率：m次/每天，访问方法：随机访问数据流数据流说明=数据流的名称，构成数据流的所有数据项的名称，数据流的来源，数据流的位置，平均流，峰值流数据处理数据处理说明=

9、处理流程名称，说明，输入的数据流名称，输出的数据流名称，处理要求考试问题：1.简述了数据库设计的基本步骤。简述需求分析的基本步骤。3.什么是数据词典？由哪些部分组成？在数据库系统设计中扮演什么角色？4.什么是数据流？由哪些部分组成？在数据库系统设计中扮演什么角色？第2课：概念结构设计和逻辑结构设计会话：2个会话班级类型：理论课教育目的要求：了解数据库概念结构设计和逻辑结构设计的具体方法。教育重点和教育难点：E-R模型设计和逻辑模式优化4概念结构设计概念结构设计阶段是将用户需求抽象到概念结构(即信息结构)中的过程。实体-联系人模型(E-R模型、实体关系模型)为该阶段的设计提供了强大的工具。首先获

10、取每个本地应用程序的本地E-R图形，然后合并每个本地E-R图形以创建全局E-R图形。4.1每个本地应用程序的E-R模型设计1.分割：将一个本地应用程序中的对象数分割为不能超过9个的子系统。2.制图：通过参考与数据字典中收集的数据的每个本地应用相关的数据流图表，校准本地应用程序中的实体、实体属性、实体代码、实体之间的关系以及相应连接的类型，完成本地E-R模型的设计。3.调整：整体原则是，如果实际的事物能处理“属性”，就不要把它当作“实体”。以属性处理事物的准则：A.此事物不能再包含其他属性B.此对象不能与其他对象相关联(关联只能发生在对象之间)复查E-R图表图7图画书标题出版日期标志评论出版社徽

11、标图书类别价格作者id作者的名字作者的简历联系电话通信地址出版出版社出版社徽标帐号联系人姓名出版社的名字作者编曲作者序号mmn1n图书书店订购订购数量订单日期订单编号m图8书店标志书店名称所在的城市地址4.2全球E-R模型设计要求：完整性和准确性：也就是说，整个E-R图必须包含本地E-R图表达的所有含义，并且必须完整地表达与所有本地E-R图应用相关的数据。最小化：系统中的对象原则上只出现一次。理解力：设计者和用户可以轻松理解集成的全球E-R图。基本合并方法：1、为了合并，依次删除本地E-R图表通常，首先合并两个主要详细信息视图，但是当然，您也可以一次合并多个本地E-R图。从每个E-R图中删除冲

12、突和不一致是工作的核心和核心。冲突主要有三类。属性冲突：包括属性域冲突和属性值单位冲突。命名冲突：意义相同，名称不同。相同意义上的命名。模型冲突：A.同一对象在不同的本地E-R模型中具有不同的抽象B.同一实体在不同的本地E-R模型中包含的属性数量和属性顺序并不完全相同。C.实体之间的连接在不同的本地E-R模型中具有不同的联系人类型。2.检查合并的E-R模型图，以消除模型中的重复数据和重复关联。冗馀性能：E-R图表的初始集成可能具有可从其他基础数据和主连接派生的数据和连接。(谢云芝的“考试”分析)重复数据和重复联系人：可导出的数据和联系人。风险：容易破坏数据完整性，会给数据操作带来困难和异常。有

13、意冗馀：适当的冗馀(例如薪金管理)(Xie yun的“College”分析)集成全局E-R模型如图9所示(省略了某些实体的属性)m图书书店订购数数订单日期订单编号图9出版社作者出版编曲n1nnnm5逻辑结构设计目标：全局E-R图表转换为DBMS支持的数据模型(层次结构、网格、关系)。选择DBMS方法：首先选择数据模型，然后选择支持该数据模型的DBMS。选择DBMS元素：技术、经济、组织逻辑结构设计第3阶段：将概念结构转换为一般关系、网状或层次模型。将转换后的关系、网格、层次模型转换为DBMS支持的数据模型，切换到相应的数据库模式。模式调整和优化。5.1 E-R图到关系模型的转换策略：一个实体转

14、换为一种关系模式，实体名称成为关系名称，实体的属性成为关系的属性，实体的代码成为关系的代码。图9-9:图书(图书标识，出版社标识，意见，价格，发行日期，图书类别，标题)对于一对一连接，您可以将连接转换为单独的关系模式，或将其合并为与连接一端相对应的关系模式。对于一对多连接，可以将连接转换为单独的关系模式，或合并为对应于“多方面”的关系模式。对于多对一连接，应将其转换为独立的关系模式。新关系模式的键是每个实体的键组合。例如，编辑关系(书籍id、作者id、作者序列号)订购关系(图书标识、书店标识、订购日期、数量、订购编号)与三个或更多对象的多个连接可以转换为一种关系模式。连接到该连接的每个实体的键

15、和联系人本身的属性将转换为新关系的属性，新关系模式下的键是每个实体的键组合。自我联系：可以根据上述一对一、一对多、多对一的情况单独处理(例如，员工内的领导和领导关系)可以合并具有相同关键字的关系。5.2从关系模型到特定RDBMS的转换没有取决于机器的通用规则，转换的主要依据是所选DBMS的功能和限制5.3逻辑模式优化优化是基于性能预测执行的。性能通常通过以下三个(定性)指标来衡量：l单位时间访问的逻辑记录数；l单位时间数据传输量；l系统占用的存储空间量。如何将关系规范化理论和关系分解方法作为优化设计的理论指南：确定数据相关性。通过最小化每个关系模式之间的数据依赖性，消除冗馀。分析各关系模型，探讨是否存在部分依赖、传递依赖、多值依赖，并确定范式。3NF、BCNF在工程中应用最广泛。(黄银芳提交的设计分析)模式根据是否适合这些应用环境，