数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem学习教案.pptx

会计学1数据库系统概论数据库系统概论(giln)AnIntroductiontoDatabaseSystem第一页，共128页。12 五月 2023第七章第七章 数据库设计数据库设计(shj)7.1 7.1 数据库设计概述数据库设计概述7.2 7.2 需求分析需求分析7.3 7.3 概念结构设计概念结构设计7.4 7.4 逻辑结构设计逻辑结构设计7.5 7.5 数据库的物理设计数据库的物理设计7.6 7.6 数据库实施数据库实施(shsh)(shsh)7.7 7.7 数据库运行与维护数据库运行与维护7.8 7.8 小结小结第1页/共128页第二页，共128页。12 五月 20237.1 数据库设计数据库设计(shj)概述概述数据库和信息系统数据库设计的特点数据库设计方法简述数据库设计的基本(jbn)步骤第2页/共128页第三页，共128页。12 五月 2023数据库设计数据库设计(shj)概述概述n n什么是数据库设计什么是数据库设计n n数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造(guzo)(guzo)最优的数据库模式，建立数据库及其应用系最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息需求和处理需求）需求（信息需求和处理需求）n n在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。为数据库应用系统。第3页/共128页第四页，共128页。12 五月 2023数据库和信息系统数据库和信息系统n n数据库是信息系统的核心和基础数据库是信息系统的核心和基础n n把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来n n提供存储、维护、检索数据的功能提供存储、维护、检索数据的功能n n使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息获得所需的信息n n数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在一起、以及如何结合的关键所在一起、以及如何结合的关键所在n n数据库设计数据库设计(shj)(shj)是信息系统开发和建设的重要是信息系统开发和建设的重要组成部分组成部分第4页/共128页第五页，共128页。12 五月 2023数据库设计数据库设计数据库设计数据库设计(shj)(shj)人员应该具备的技术人员应该具备的技术人员应该具备的技术人员应该具备的技术和知识和知识和知识和知识n n数据库的基本知识和数据库设计数据库的基本知识和数据库设计(shj)(shj)技术技术n n计算机科学的基础知识和程序设计计算机科学的基础知识和程序设计(shj)(shj)的方的方法和技巧法和技巧n n软件工程的原理和方法软件工程的原理和方法n n具体应用领域的知识具体应用领域的知识第5页/共128页第六页，共128页。12 五月 2023数据库设计数据库设计(shj)的特点的特点n n数据数据(shj)(shj)库建设是硬件、软件和干件的库建设是硬件、软件和干件的结合结合n n三分技术，七分管理，十二分基础数据三分技术，七分管理，十二分基础数据(shj)(shj)n n技术与管理的界面称之为技术与管理的界面称之为“干件干件”n n 数据数据(shj)(shj)库设计应该与应用系统设计相库设计应该与应用系统设计相结合结合n n结构（数据结构（数据(shj)(shj)）设计：设计数据）设计：设计数据(shj)(shj)库框架或数据库框架或数据(shj)(shj)库结构库结构n n行为（处理）设计：设计应用程序、事务处行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等理等第6页/共128页第七页，共128页。12 五月 2023数据库设计数据库设计(shj)的特点（续）的特点（续）现实世界现实世界概念模型设计概念模型设计子模式设计子模式设计物理数据库设计物理数据库设计逻辑数据库设计逻辑数据库设计建立数据库建立数据库数据分析数据分析功能分析功能分析功能模型功能模型功能说明功能说明事务设计事务设计程序说明程序说明应用程序设计应用程序设计程序编码调试程序编码调试结构和行为结构和行为(xngwi)分离的设分离的设计计第7页/共128页第八页，共128页。12 五月 2023数据库设计方法数据库设计方法(fngf)简述简述n n手工试凑法手工试凑法n n设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系n n缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以(nny(nny)保证保证n n数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现各种问题，增数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现各种问题，增加了维护代价加了维护代价n n规范设计法规范设计法(用软件工程的思想方法用软件工程的思想方法)：本质上是手工设计方：本质上是手工设计方法，基本思想是过程迭代和逐步求精法，基本思想是过程迭代和逐步求精n nE-RE-R图、图、3NF3NF、ODL(ODL(面向对象数据库设计）面向对象数据库设计）n n计算机辅助设计计算机辅助设计n nORACLE Designer 2000ORACLE Designer 2000n nSYBASE PowerDesignerSYBASE PowerDesigner第8页/共128页第九页，共128页。12 五月 2023数据库设计数据库设计(shj)方法简述方法简述（续）（续）n n按照规范设计方法：六个阶段按照规范设计方法：六个阶段n n1 1、需求分析阶段、需求分析阶段n n2 2、概念、概念(ginin)(ginin)结构设计阶段结构设计阶段定义概念定义概念(ginin)(ginin)模式模式n n3 3、逻辑结构设计阶段、逻辑结构设计阶段定义模式和外模式定义模式和外模式n n4 4、数据库物理设计阶段、数据库物理设计阶段定义内模式定义内模式n n5 5、数据库实施阶段、数据库实施阶段n n6 6、数据库运行和维护阶段、数据库运行和维护阶段第9页/共128页第十页，共128页。12 五月 2023数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤一、数据库设计(shj)的准备工作选定参加设计(shj)的人员1.系统分析和数据库设计(shj)人员数据库设计(shj)的核心人员自始至终参与数据库设计(shj)其水平决定了数据库系统的质量第10页/共128页第十一页，共128页。12 五月 2023数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤2.2.用户用户在数据库设计中也是举足轻重的在数据库设计中也是举足轻重的主要参加需求分析和数据库的运行维护主要参加需求分析和数据库的运行维护用户积极参与带来的好处用户积极参与带来的好处加速数据库设计加速数据库设计提高数据库设计的质量提高数据库设计的质量3.3.程序员程序员在系统实施阶段参与进来，负责在系统实施阶段参与进来，负责(fz)(fz)编制程序编制程序4.4.数据库管理员数据库管理员数据库运行管理和维护数据库运行管理和维护第11页/共128页第十二页，共128页。12 五月 2023数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤（续）（续）二、数据库设计的过程（六个阶段）二、数据库设计的过程（六个阶段）1 1、需求分析阶段、需求分析阶段准确了解与分析用户需求（包括数据与处理），是整个设计过准确了解与分析用户需求（包括数据与处理），是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步程的基础，是最困难、最耗费时间的一步2 2、概念结构设计阶段、概念结构设计阶段定义概念模式定义概念模式是整个数据库设计的关键，通过对用户需求进行综合、归纳与是整个数据库设计的关键，通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体抽象，形成一个独立于具体DBMSDBMS的概念模型的概念模型3 3、逻辑结构设计阶段、逻辑结构设计阶段定义模式和外模式定义模式和外模式将概念结构转换为某个将概念结构转换为某个(m(m u u )DBMS)DBMS所支持的数据模型，并对所支持的数据模型，并对其进行优化其进行优化第12页/共128页第十三页，共128页。12 五月 2023数据库设计的基本数据库设计的基本(jbn)步骤步骤（续）（续）4 4、数据库物理设计阶段、数据库物理设计阶段、数据库物理设计阶段、数据库物理设计阶段定义定义定义定义(dngy)(dngy)内模式内模式内模式内模式为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）方法）方法）方法）5 5、数据库实施阶段、数据库实施阶段、数据库实施阶段、数据库实施阶段运用运用运用运用DBMSDBMS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结果结果结果建立数据库建立数据库建立数据库建立数据库编制与调试应用程序编制与调试应用程序编制与调试应用程序编制与调试应用程序组织数据入库组织数据入库组织数据入库组织数据入库并进行试运行并进行试运行并进行试运行并进行试运行第13页/共128页第十四页，共128页。12 五月 2023数据库设计数据库设计(shj)的基本步骤的基本步骤（续）（续）6 6、数据库运行和维护阶段、数据库运行和维护阶段、数据库运行和维护阶段、数据库运行和维护阶段数据库应用数据库应用数据库应用数据库应用(yngyng)(yngyng)系统经过试运行后即可投入正系统经过试运行后即可投入正系统经过试运行后即可投入正系统经过试运行后即可投入正式运行。式运行。式运行。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、在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、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。调整与修改。调整与修改。调整与修改。设计一个完善的数据库应用设计一个完善的数据库应用设计一个完善的数据库应用设计一个完善的数据库应用(yngyng)(yngyng)系统往往是上系统往往是上系统往往是上系统往往是上述六个阶段的不断反复。述六个阶段的不断反复。述六个阶段的不断反复。述六个阶段的不断反复。第14页/共128页第十五页，共128页。12 五月 2023P202图图7.2n n设计特点设计特点n n在设计过程中把对数在设计过程中把对数据库的设计和对数据据库的设计和对数据处理的设计紧密结合处理的设计紧密结合起来起来(q(q li)li)n n将这两个方面的需求将这两个方面的需求分析、抽象、设计、分析、抽象、设计、实现在各个阶段同时实现在各个阶段同时进行，相互参照，相进行，相互参照，相互补充，以完善两方互补充，以完善两方面的设计面的设计第15页/共128页第十六页，共128页。12 五月 20237.2 需求需求(xqi)分析分析n n需求分析就是分析用户的需要与要求需求分析就是分析用户的需要与要求n n需求分析是设计数据需求分析是设计数据(shj)(shj)库的起点库的起点n n需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，需求分析的结果是否准确地反映了用户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用果是否合理和实用n n需求分析的任务需求分析的任务n n需求分析的方法需求分析的方法n n数据数据(shj)(shj)字典字典第16页/共128页第十七页，共128页。12 五月 2023需求需求(xqi)分析的任务分析的任务一、需求分析的任务(rn wu)二、需求分析的重点三、需求分析的难点第17页/共128页第十八页，共128页。12 五月 2023一、需求一、需求(xqi)分析的任务分析的任务n n 通过详细调查现实世界(shji)要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）工作概况，明确用户的各种需求n n 在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，不能仅仅按当前应用需求来设计数据库第18页/共128页第十九页，共128页。12 五月 2023二、需求二、需求(xqi)分析的重点分析的重点n n需求分析需求分析(fnx)(fnx)的重点是调查、收集与分析的重点是调查、收集与分析(fnx)(fnx)用户在用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。n n信息要求信息要求n n用户需要从数据库中获得信息的内容与性质用户需要从数据库中获得信息的内容与性质n n由用户的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存由用户的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据储哪些数据n n处理要求处理要求n n对处理功能的要求对处理功能的要求n n对处理的响应时间的要求对处理的响应时间的要求n n对处理方式的要求对处理方式的要求(批处理批处理/联机处理联机处理)n n新系统的功能必须能够满足用户的信息要求、处理要求、安新系统的功能必须能够满足用户的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。全性与完整性要求。第19页/共128页第二十页，共128页。12 五月 2023三、需求分析三、需求分析(fnx)的难点的难点n n确定用户最终需求的难点确定用户最终需求的难点n n用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算机究竟能为自己做什用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算机究竟能为自己做什么，不能做什么，因此无法一下子准确地表达自己的需求，他们么，不能做什么，因此无法一下子准确地表达自己的需求，他们(t men)(t men)所提出的需求往往不断地变化。所提出的需求往往不断地变化。n n设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至误解用户的需求。误解用户的需求。n n新的硬件、软件技术的出现也会使用户需求发生变化。新的硬件、软件技术的出现也会使用户需求发生变化。n n解决方法解决方法n n设计人员必须采用有效的方法，与用户不断深入地进行交流，才设计人员必须采用有效的方法，与用户不断深入地进行交流，才能逐步得以确定用户的实际需求。能逐步得以确定用户的实际需求。第20页/共128页第二十一页，共128页。12 五月 2023需求分析需求分析(fnx)的方法的方法n n调查清楚用户的实际需求并进行初步(chb)分析n n常用调查方法n n 进一步分析与表达这些需求，与用户达成共识第21页/共128页第二十二页，共128页。12 五月 2023一、一、调查与初步分析用户调查与初步分析用户(yngh)需求需求 调查组织机构情况调查组织机构情况 组织部门的组成情况组织部门的组成情况 各部门的职责等各部门的职责等 调查各部门的业务活动情况（调查重点之一）调查各部门的业务活动情况（调查重点之一）各个部门输入和使用什么数据各个部门输入和使用什么数据 如何加工处理这些数据如何加工处理这些数据 输出输出(shch)(shch)什么信息什么信息 输出输出(shch)(shch)到什么部门到什么部门 输出输出(shch)(shch)结果的格式是什么结果的格式是什么第22页/共128页第二十三页，共128页。12 五月 2023调查与初步分析用户调查与初步分析用户(yngh)需求（续）需求（续）在熟悉业务活动在熟悉业务活动(hu dng)(hu dng)的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求（调查重点之二）（调查重点之二）信息要求信息要求 处理要求处理要求 完全性与完整性要求完全性与完整性要求 对前面调查的结果进行初步分析对前面调查的结果进行初步分析确定新系统的边界确定新系统的边界确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算机完成确定哪些功能由计算机完成或将来准备让计算机完成确定哪些活动确定哪些活动(hu dng)(hu dng)由人工完成由人工完成由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。第23页/共128页第二十四页，共128页。12 五月 2023二、常用二、常用(chn yn)调查方法调查方法 跟班作业：通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况，能比较跟班作业：通过亲身参加业务工作了解业务活动的情况，能比较准确地理解用户的需求，但比较耗时准确地理解用户的需求，但比较耗时 开调查会：通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求开调查会：通过与用户座谈来了解业务活动情况及用户需求 请专人介绍请专人介绍 询问：对某些调查中的问题，可以找专人询问询问：对某些调查中的问题，可以找专人询问 设计调查表请用户填写设计调查表请用户填写 查阅查阅(chyu)(chyu)记录：查阅记录：查阅(chyu)(chyu)与原系统有关的数据记录。做需与原系统有关的数据记录。做需求调查时，往往需要同时采用多种方法求调查时，往往需要同时采用多种方法无论使用何种调查方法，都必须有用户的积极参与和配合无论使用何种调查方法，都必须有用户的积极参与和配合设计人员应该和用户取得共同的语言，设计人员应该和用户取得共同的语言，帮助不熟悉计算机的用户建立数据库环境帮助不熟悉计算机的用户建立数据库环境下的共同概念，并对设计工作的最后结果下的共同概念，并对设计工作的最后结果共同承担责任共同承担责任第24页/共128页第二十五页，共128页。12 五月 2023三、进一步分析和表达三、进一步分析和表达(biod)用户需求用户需求n n分析和表达用户需求的常用方法分析和表达用户需求的常用方法n n自顶向下的结构化分析方法（自顶向下的结构化分析方法（Structured Structured AnalysisAnalysis，简称，简称SASA方法）方法）n nSASA方法从最上层的系统组织机构入手，方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分解的方式分析系统，并用数采用逐层分解的方式分析系统，并用数据流图和数据字典据流图和数据字典(zdi(zdi n)n)描述系统。描述系统。第25页/共128页第二十六页，共128页。12 五月 2023进一步分析和表达进一步分析和表达(biod)用户需（续）用户需（续）1首先把任何一个系统(xtng)都抽象为：数据流数据流数据流数据流数据数据存储存储信息要求信息要求数据数据来源来源处理处理数据数据输出输出处理要求处理要求第26页/共128页第二十七页，共128页。12 五月 20232 2分解处理功能和数据分解处理功能和数据(1)(1)分解处理功能分解处理功能将处理功能的具体内容分解为若干子功能，将处理功能的具体内容分解为若干子功能，再将每个子功能继续分解，直到把系统的再将每个子功能继续分解，直到把系统的工作过程表达清楚为止。工作过程表达清楚为止。(2)(2)分解数据分解数据在处理功能逐步分解的同时，其所用的数据在处理功能逐步分解的同时，其所用的数据也逐级分解，也逐级分解，(3)(3)表达方法表达方法形成若干层次的数据流图形成若干层次的数据流图,数据流图表达了数数据流图表达了数据和处理过程的关系据和处理过程的关系处理过程：用判定表或判定树来描述处理过程：用判定表或判定树来描述数据：用数据字典数据：用数据字典(zdi(zdi n)n)来描述来描述3 3将分析结果再次提交给用户，征得用户的将分析结果再次提交给用户，征得用户的认可认可第27页/共128页第二十八页，共128页。12 五月 2023数据数据(shj)字典字典一、数据字典的用途一、数据字典的用途数据字典是系统中各类数据描述的集合数据字典是系统中各类数据描述的集合数据字典是进行详细的数据收集数据字典是进行详细的数据收集(shuj)(shuj)和和数据分析所获得的主要结果数据分析所获得的主要结果数据字典在数据库设计中占有很重要的地位数据字典在数据库设计中占有很重要的地位第28页/共128页第二十九页，共128页。12 五月 2023二、数据二、数据(shj)字典的内容字典的内容n n数据字典的内容数据字典的内容n n数据项数据项n n数据结构数据结构n n数据流数据流n n数据存储数据存储n n处理过程处理过程n n 数据项是数据的最小组成单位数据项是数据的最小组成单位n n 若干个数据项可以组成一个数据结构若干个数据项可以组成一个数据结构n n 数据字典通过对数据项和数据结构的定义数据字典通过对数据项和数据结构的定义(dngy)(dngy)来描述数据流、数据存储的逻辑内容。来描述数据流、数据存储的逻辑内容。第29页/共128页第三十页，共128页。12 五月 2023 数据项数据项n n数据项是不可再分的数据单位数据项是不可再分的数据单位n n 对数据项的描述对数据项的描述n n数据项描述数据项名，数据项含义说明，数据项描述数据项名，数据项含义说明，n n 别名别名(bimng)(bimng)，数据类型，长度，取，数据类型，长度，取值范围，值范围，n n 取值含义，与其他数据项的逻辑关系取值含义，与其他数据项的逻辑关系n n取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据的完整性约束条件的完整性约束条件第30页/共128页第三十一页，共128页。12 五月 2023 数据结构数据结构(sh j ji u)n n数据结构反映了数据之间的组合关系。数据结构反映了数据之间的组合关系。n n 一个数据结构可以由若干个数据项组成一个数据结构可以由若干个数据项组成(z(z chn chn)，也可以由若干个数据结，也可以由若干个数据结构组成构组成(z(z chn chn)，或由若干个数据项和数据结构混合组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成(z(z chn chn)。n n 对数据结构的描述对数据结构的描述n n数据结构描述数据结构描述 数据结构名，含义说明，数据结构名，含义说明，n n 组成组成(z(z chn chn):):数据项或数据结构数据项或数据结构第31页/共128页第三十二页，共128页。12 五月 2023 数据流数据流n n 数据流是数据结构在系统内传输的路径。n n 对数据流的描述n n数据流描述数据流名，说明，数据流来源，n n 数据流去向，组成:数据结构，n n 平均流量(liling)，高峰期流量(liling)n n数据流来源是说明该数据流来自哪个过程n n数据流去向是说明该数据流将到哪个过程去n n平均流量(liling)是指在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次数n n高峰期流量(liling)则是指在高峰时期的数据流量(liling)第32页/共128页第三十三页，共128页。12 五月 2023 数据数据(shj)存储存储n n数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。来源和去向之一。n n对数据存储的描述对数据存储的描述n n 数据存储描述数据存储描述 数据存储名，说明，编号数据存储名，说明，编号(bin ho)(bin ho)，流入的数据流，流出的数据流，组成，流入的数据流，流出的数据流，组成:数据结构数据结构，数据量，存取频度，存取方式数据量，存取频度，存取方式 n n流入的数据流：指出数据来源流入的数据流：指出数据来源n n流出的数据流：指出数据去向流出的数据流：指出数据去向n n存取频度：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周存取频度：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存取几次等信息等）存取几次等信息n n存取方法：批处理存取方法：批处理/联机处理；联机处理；n n检索检索/更新；顺序检索更新；顺序检索/随机检索随机检索第33页/共128页第三十四页，共128页。12 五月 2023 处理过程处理过程n n处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典据字典(zdi(zdi n)n)中只需要描述处理过程的说明性信息中只需要描述处理过程的说明性信息n n处理过程说明性信息的描述处理过程说明性信息的描述n n处理过程描述处理过程描述 处理过程名，说明，输入处理过程名，说明，输入:数据流数据流，输出输出:数据流数据流，处理，处理:简要说明简要说明n n简要说明：主要说明该处理过程的功能及处理要求简要说明：主要说明该处理过程的功能及处理要求n n功能：该处理过程用来做什么功能：该处理过程用来做什么n n处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多少数据量）；响应时间要求等少数据量）；响应时间要求等n n处理要求是后面物理设计的输入及性能处理要求是后面物理设计的输入及性能n n评价的标准评价的标准第34页/共128页第三十五页，共128页。12 五月 2023处理过程（续）处理过程（续）例：学生学籍管理子系统的数据字典。例：学生学籍管理子系统的数据字典。数据项，以数据项，以“学号学号”为例：为例：数据项：学号数据项：学号 含义说明含义说明(shumng)(shumng)：唯一标识每个学：唯一标识每个学生生 别名：学生编号别名：学生编号 类型：字符型类型：字符型 长度：长度：8 8 取值范围：取值范围：0000000000000000至至9999999999999999 取值含义：前两位标别该学生所在年取值含义：前两位标别该学生所在年级，后六位按顺序编号级，后六位按顺序编号第35页/共128页第三十六页，共128页。12 五月 2023处理过程（续）处理过程（续）n n数据结构数据结构 以以“学生学生”为例为例n n “学生学生”是该系统中的一个核心数据结构：是该系统中的一个核心数据结构：n n 数据结构：学生数据结构：学生n n 含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结构，含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结构，n n 定义定义(dngy)(dngy)了一个学生了一个学生的有关信息的有关信息n n 组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，组成：学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级年级n n第36页/共128页第三十七页，共128页。12 五月 2023处理过程（续）处理过程（续）n n数据流 “体检结果”可如下描述：n n 数据流：体检结果n n 说明：学生参加体格检查的最终结果n n 数据流来源(liyun)：体检n n 数据流去向：批准n n 组成：n n 平均流量：n n 高峰期流量：第37页/共128页第三十八页，共128页。12 五月 2023处理过程（续）处理过程（续）n n数据(shj)存储 “学生登记表”可如下描述：n n 数据(shj)存储：学生登记表n n 说明：记录学生的基本情况n n 流入数据(shj)流：n n 流出数据(shj)流：n n 组成：n n 数据(shj)量：每年3000张n n 存取方式：随机存取n n 第38页/共128页第三十九页，共128页。12 五月 2023处理过程（续）处理过程（续）n n处理过程处理过程 “分配宿舍分配宿舍”可如下描述：可如下描述：n n处理过程：分配宿舍处理过程：分配宿舍n n说明：为所有新生分配学生宿舍说明：为所有新生分配学生宿舍n n输入：学生，宿舍，输入：学生，宿舍，n n输出：宿舍安排输出：宿舍安排n n处理：处理：在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。在新生报到后，为所有新生分配学生宿舍。要求要求(yoqi)(yoqi)同一间宿舍只能安排同一性别的学生，同一间宿舍只能安排同一性别的学生，同同一个学生只能安排在一个宿舍中。每个一个学生只能安排在一个宿舍中。每个 学生的居住面积学生的居住面积不小于不小于3 3平方米。安排新生宿舍平方米。安排新生宿舍，其处理时间应不超过其处理时间应不超过1515分钟。分钟。第39页/共128页第四十页，共128页。12 五月 20237.3 概念概念(ginin)结构设计结构设计概念结构设计(shj)概述概念结构设计(shj)的方法与步骤数据抽象与局部视图设计(shj)视图的集成第40页/共128页第四十一页，共128页。12 五月 2023概念概念(ginin)结构结构n n什么是概念结构设计什么是概念结构设计n n需求需求(xqi)(xqi)分析阶段描述的用户应用需求分析阶段描述的用户应用需求(xqi)(xqi)是现实世界的具体是现实世界的具体需求需求(xqi)(xqi)n n将需求将需求(xqi)(xqi)分析得到的用户需求分析得到的用户需求(xqi)(xqi)抽象为信息结构即概念模抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计型的过程就是概念结构设计n n概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。更抽象，从而更加稳定。n n概念结构设计是整个数据库设计的关键概念结构设计是整个数据库设计的关键第41页/共128页第四十二页，共128页。12 五月 2023概念概念(ginin)结构设计的特点结构设计的特点1.1.能真实能真实(zhnsh)(zhnsh)、充分地反映现实世界，包括事物和、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实对现实世界的一个真实(zhnsh)(zhnsh)模型。模型。2.2.易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。3.3.易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。念模型修改和扩充。4.4.易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。5.5.描述概念模型的工具：描述概念模型的工具：E-RE-R模型模型第42页/共128页第四十三页，共128页。12 五月 2023概念概念概念概念(ginin)(ginin)结构设计的方法与步骤结构设计的方法与步骤结构设计的方法与步骤结构设计的方法与步骤n n设计设计(shj)(shj)概念结构的四类方法概念结构的四类方法n n自顶向下自顶向下n n首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化n n自底向上自底向上n n首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构构n n逐步扩张逐步扩张n n首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构成其他概念结构，直至总体概念结构n n混合策略混合策略n n将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计(shj)(shj)一个全局概一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由念结构的框架，以它为骨架集成由n n自底向上策略中设计自底向上策略中设计(shj)(shj)的各局部概念结构。的各局部概念结构。第43页/共128页第四十四页，共128页。12 五月 2023概念概念(ginin)结构设计的方法与步骤结构设计的方法与步骤（续）（续）n n常用策略常用策略(P211(P211 图图7.8)7.8)n n自顶向下地进行需求分析自顶向下地进行需求分析(fnx)(fnx)n n自底向上地设计概念结构自底向上地设计概念结构n n自底向上设计概念结构的步骤自底向上设计概念结构的步骤(P211(P211 图图7.9)7.9)n n第第1 1步：抽象数据并设计局部视图步：抽象数据并设计局部视图n n第第2 2步：集成局部视图，得到全局概念结构步：集成局部视图，得到全局概念结构第47页/共128页第四十八页，共128页。12 五月 2023数据抽象与局部数据抽象与局部(jb)视图设计视图设计一、数据抽象一、数据抽象(chuxing)(chuxing)概念结构是对现实世界的一种抽象概念结构是对现实世界的一种抽象(chuxing)(chuxing)从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节性，忽略非本质的细节把这些特性用各种概念精确地加以描述把这些特性用各种概念精确地加以描述这些概念组成了某种模型这些概念组成了某种模型第50页/共128页第五十一页，共128页。12 五月 2023三种三种(sn zhn)常用抽象常用抽象1.1.分类（分类（ClassificationClassification）定义某一类概念作为现实世界中一组对象定义某一类概念作为现实世界中一组对象(duxing)(duxing)的类型的类型这些对象这些对象(duxing)(duxing)具有某些共同的特性和行为具有某些共同的特性和行为它抽象了对象它抽象了对象(duxing)(duxing)值和型之间的值和型之间的“is member of”“is member of”的语义的语义在在E-RE-R模型中，实体型就是这种抽象模型中，实体型就是这种抽象例：例：P212P212图图7.107.102.2.聚集（聚集（AggregationAggregation）定义某一类型的组成成分定义某一类型的组成成分它抽象了对象它抽象了对象(duxing)(duxing)内部类型和成分之间内部类型和成分之间“is part of”“is part of”的语义的语义在在E-RE-R模型中若干属性的聚集组成了实体型，就是这种抽象模型中若干属性的聚集组成了实体型，就是这种抽象例：例：P212P212图图7.117.11，图，图7.127.12第51页/共128页第五十二页，共128页。12 五月 2023三种常用三种常用(chn yn)抽象（续）抽象（续）3.3.概括（概括（GeneralizationGeneralization）定义类型之间的一种子集联系定义类型之间的一种子集联系它抽象了类型之间的它抽象了类型之间的“is subset“is subset of”of”的语义的语义概括有一个很重要的性质：继概括有一个很重要的性质：继承承(jchng)(jchng)性。子类继承性。子类继承(jchng)(jchng)超类上定义的所有超类上定义的所有抽象。并且字类可以增加抽象。并且字类可以增加自己的某些特殊属性。自己的某些特殊属性。第52页/共128页第五十三页，共128页。12 五月 2023数据抽象的用途数据抽象的用途(yngt)n n对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集），从而形成(xngchng)：n n实体n n实体的属性，标识实体的码n n确定实体之间的联系类型(1:1，1:n，m:n)第53页/共128页第五十四页，共128页。12 五月 2023二、局部二、局部(jb)视图设计视图设计设计分E-R图的步骤：1、选择局部应用(yngyng)2、逐一设计分E-R图第54页/共128页第五十五页，共128页。12 五月 2023 选择选择(xunz)局部应用局部应用n n需求分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了整需求分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了整个系统。个系统。n n设计分设计分E-RE-R图首先需要根据系