第10章 数据库系统设计 数据库原理及应用SQL Server 2008数据库原理及应用课件

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1、第10章　数据库系统设计本章学习目标理解数据库系统设计理解需求分析的任务和方法理解概念结构设计掌握概念设计的方法和步骤掌握逻辑结构设计掌握规范化了解数据库的物理设计10.1数据库系统设计概述10.1.1数据库和信息系统10.1.2数据库设计的基本步骤10.1.1数据库和信息系统(1)数据库是信息系统的核心和基础，把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来，提供存储、维护、检索数据的功能，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。(2)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。(3)数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。10.1.2数据库设

2、计的基本步骤数据库设计一般都遵循软件的生命周期理论，分为6个阶段进行，如图10-1所示，即需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据库的运行和维护。图10-1数据库设计流程10.2需求分析10.2.1需求分析的任务10.2.2需求分析的方法10.2.1需求分析的任务需求分析的任务就是通过详细调查现实世界要处理的对象(组织、部门、企业等)，充分了解原系统(手工系统或计算机系统)的工作概况，明确用户的各种需求，然后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。10.2.2需求分析的方法(1)使用数据流图分析信息

3、处理过程(2)使用数据字典汇总各类数据(3)撰写需求说明书10.3概念结构设计10.3.1概念模型的基本概念10.3.2概念模型的表示方法10.3.3概念结构的特点10.3.4概念结构设计的方法10.3.5概念结构设计的步骤10.3.1概念模型的基本概念概念结构设计的目标是在需求分析阶段产生的需求说明书的基础上，按照特定的方法把它们抽象为一个不依赖于任何具体机器的数据模型，即概念模式，描述概念结构的工具是E-R图。10.3.2概念模型的表示方法概念模型的表示方法很多，其中最为著名且常用的是P.P.S.chen于1976年提出的实体——联系方法（Entity-RelationshipAppr

4、oach）。该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R方法也称为E-R模型。E-R图是描述概念世界、建立概念模型的实用工具，包括3个基本要素：属性实体(型)联系1.多对多的联系(m︰n)2.一对多的联系(1︰n)3.一对一的联系(1︰1)10.3.3概念结构的特点（1）能真实充分地反应现实世界，包括事物与事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。（2）易于理解。（3）易于修改。（4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。10.3.4概念结构设计的方法(1)自顶向下：这种方法是从总体概念结构开始逐层细化。(2)自底向上：这种方法是从具体的对象逐层抽象，最后形成总体概念结构。(3)

5、由内向外：这种方法是从核心的对象着手，然后向四周逐步扩充，直到最终形成总体概念结构。（4)混合策略。该方法采用自顶向下和自底向上相结合的方法，先自顶向下定义全局框架，再以它为骨架集成自底向上方法中设计的各个局部概念结构。10.3.5概念结构设计的步骤概念模型设计通常采用自底向下的设计方法，将设计分为局部视图设计和视图集成两个步骤进行。(1)局部视图设计(2)视图集成10.4规范化10.4.1关系模式规范化的必要性10.4.2函数依赖10.4.3范式与规范化10.4.4模式分解原则10.4.5规范化的本质分析与总结10.4.1关系模式规范化的必要性规范化的原因很多，其主要原因是不规范的关系模

6、式在应用中可能产生很多弊病，导致产生各种存储异常。最常见的存储异常问题如下所示：数据冗余更新异常插入异常删除异常10.4.2函数依赖关系中属性之间这种相互依赖又相互制约的联系称为数据依赖。函数依赖是从数学角度来定义的，在关系中用来刻画关系各属性之间相互制约而又相互依赖的情况。定义：设U{A1，A2，…，An}是属性集合，R（U）是U上的一个关系，x、y是U的子集。若对于R（U）下的任何一个可能的关系，均有x的一个值对应于y的唯一具体值，称y函数依赖于x，记作x→y。其中x称为决定因素。进而若再有y→x，则称x与y相互依赖，记作x←→y。例如，对于Student(Sno,Major)，假定每

7、个学生都有惟一的学号Sno，每个学生有且只有一个专业Major，则只要给定Sno的值，就可以弄清楚该学生的专业。“专业”函数依赖于“学生学号”，或“学生学号”函数决定“学生专业”。函数依赖使用下面的形式来书写Sno→Major。函数依赖中还可细分为多种函数依赖，分别介绍如下：(1)部分函数依赖(2)完全函数依赖(3)传递函数依赖部分函数依赖设R（U）是属性集U上的关系，x、y是U的子集，x’是x的真子集，若x→y且x’→