《数据库系统原理与应用》第8章数据库设计

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1、第8章数据库设计8.1数据库设计概述8.2需求分析8.3概念结构设计8.4逻辑结构设计8.5数据库的物理设计8.6数据库实施8.7数据库运行与维护8.1数据库设计概述数据库设计是指对一个给定的应用环境，构造最优的、最有效的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够高效率地存取数据，满足各种用户的应用需求。数据库设计通常是在一个通用的DBMS支持下进行的，本书都是以关系数据库—SQLServer2000为基础来设计数据库的。数据库的设计工作通常分阶段进行，不同的阶段完成不同的设计内容。数据库规范设计方法通常将数据库

2、的设计分为6个阶段，如图8-1所示。返回首页数据库的设计分为6个阶段（1）需求分析。收集和分析用户对系统的信息需求和处理需求，得到设计系统所必须的需求信息，建立系统说明文档。（2）概念结构设计。概念结构设计是整个数据库设计的关键。它通过对用户的需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。（3）逻辑结构设计。在概念模型的基础上导出一种DBMS支持的逻辑数据库模型（如关系型、网络型或层次型），该模型应满足数据库存取、一致性及运行等各方面的用户需求。（4）物理结构设计。从一个满足用户需求的已确定的逻辑

3、模型出发，在限定的软、硬件环境下，利用DBMS提供的各种手段设计数据库的内模式，即设计数据的存储结构和存取方法。（5）数据库实施。运用DBMS提供的数据语言及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。（6）数据库运行和维护。返回本节8.2需求分析8.2.1需求分析的任务8.2.2需求分析的基本步骤8.2.3需求分析应用实例返回首页8.2.1需求分析的任务根据需求分析的目标，需求分析这一阶段的任务主要有两项：（1）确定设计范围。通过详细调查现实世界要处理的对象（

4、组织、部门和企业等），弄清现行系统（手工系统或计算机系统）的功能划分、总体工作流程，明确用户的各种需求。（2）数据收集与分析。需求分析的重点是在调查研究的基础上，获得数据库设计所必须的数据信息。返回本节8.2.2需求分析的基本步骤1．调查与初步分析用户的需求，确定系统的边界2．分析和表达用户的需求1．调查与初步分析用户的需求，确定系统的边界（1）首先调查组织机构情况。（2）然后调查各部门的业务活动情况。（3）在熟悉了业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、安全性与完整性要求，这是调

5、查的又一个重点。（4）最后对前面调查的结果进行初步分析，确定新系统的边界，确定哪些功能由计算机完成或将来由计算机完成，哪些活动由人工完成。2．分析和表达用户的需求（1）数据流图。数据流图（DataFlowDiagram，简称DFD）是一种最常用的结构化分析工具，它用图形的方式来表达数据处理系统中信息的变换和传递过程。如图8-4所示，数据流图有4种基本符号。（2）数据字典。1）数据项条目：数据项是不可再分的数据单位，它直接反映事物的某一特征。2）数据结构条目：反映了数据之间的组合关系。3）数据流条目：数据流是数据结构

6、在系统内传输的路径。4）数据文件条目：数据文件是数据项停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。5）处理过程条目。返回本节8.2.3需求分析应用实例现要开发高校图书管理系统。经过可行性分析和初步的需求调查，确定了系统的功能边界，该系统应能完成下面的功能：（1）读者注册。（2）读者借书。（3）读者还书。（4）图书查询。1．数据流图通过对系统的信息及业务流程进行初步分析后，首先抽象出该系统最高层的数据流图，即把整个数据处理过程看成是一个加工的顶层数据流图，如图8-5所示。顶层数据流图反映了图书管理系统与外界的接口，

7、但未表明数据的加工要求，需要进一步细化。根据前面图书管理系统功能边界的确定，再对图书管理系统顶层数据流图中的处理功能做进一步分解，可分解为读者注册、借书、还书和查询四个子功能，这样就得到了图书管理系统的第0层数据流图，如图8-6所示。从图书管理系统第0层数据流图中可以看出，在图书管理的不同业务中，借书、还书、查询这几个处理较为复杂，使用到不同的数据较多，因此有必要对其进行更深层次的分析，即构建这些处理的第1层数据流图。下面的图8-7分别给出了借书、还书、查询子功能的第1层数据流图。2．数据字典（1）数据项描述。数据

8、项名称：借书证号别名：卡号含义说明：惟一标识一个借书证类型：字符型长度：20（2）数据结构描述。名称：读者类别含义说明：定义了一个读者类别的有关信息组成结构：类别代码+类别名称+可借阅数量+借阅天数+超期罚款额名称：读者含义说明：定义了一个读者的有关信息组成结构：姓名+性别+所在部门+读者类型名称：图书含义说明：定义了一本图书的有关信息组成结构：图书编号+图