数据库设计(需求分析、概念结构设计)

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1、数据库设计教学目的：本章主要讨论数据库设计的方法和步骤，通过实例，详细介绍了数据库设计各个阶段的目标、方法、应注意的事项。教学重点：1、需求分析的设计2、概念结构的设计3、逻辑结构的设计教学难点：1、DFD画法和数据字典设计2、E-R图画法及转化为关系模式数据库设计的步骤什么是数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，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需求（信息需求和处理要求）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。数据库是信息系统的核心和基础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

2、数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分按照应用的要求、工作环境要求，在DBMS支持下，对其结构（数据）设计和行为（处理）设计，从而设计出一个结构合理、使用方便、效率较高的数据库及其应用系统。数据库设计目标数据库设计的内容数据库结构设计(静态)1）逻辑数据库设计局部逻辑结构全局逻辑结构2）物理数据库设计存储结构数据库行为设计(动态)1）数据的装载2）应用程序设计参加设计的人员1.数据库分析设计人员数据库设计的核心人员自始至终参与数据库设计其水平决定了数据库系统的质量2.用户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用户积极参与带来的好处加速数据库设计提高数据库

3、设计的质量3.程序员在系统实施阶段参与进来，负责编制程序4.操作员在系统实施阶段参与进来，准备软硬件环境参加设计的人员（续）数据库分析设计人员应具备的知识计算机技术数据库技术软件工程知识应用领域的知识数据库设计的过程(六个阶段)①需求分析阶段②概念结构设计阶段③逻辑结构设计阶段④数据库物理设计阶段⑤数据库实施阶段⑥数据库运行和维护阶段设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复。①需求分析阶段综合各个用户的应用需求，是整个设计过程的基础需求分析做的不好，可能会导致整个数据库设计失败②概念结构设计阶段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

4、体DBMS的概念模型③逻辑结构设计阶段将概念结构转换成具体的数据库产品支持的数据模型，并对其模型进行优化，形成数据库逻辑模式。根据用户处理的要求、安全性考虑，在基本表上建立必要的视图，形成数据的外模式④数据库物理设计阶段为逻辑数据模型选取合适的物理结构。根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式。⑤数据库实施阶段运用DBMS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数据库运行和维护阶段正式运行，并不断对其进行评价、调整和修改。分析系统需求设计概念结构设计逻辑结构优化数据模型决策评价

5、决策评价设计物理结构决策评价实施数据库使用维护数据库6、数据库运行和维护阶段5、数据库实施阶段4、数据库物理结构设计阶段3、逻辑结构设计阶段1、系统需求分析阶段2、概念结构设计阶段数据库设计步骤设计阶段设计描述数据处理需求分析数据字典、全系统中数据项、数据流、数据存储的描述数据流图和判定表（判定树）、数据字典中处理过程的描述逻辑结构设计概念模型（E-R图）数据字典系统说明书包括：①新系统要求、方案和概图②反映新系统信息流的数据流图概念结构设计某种数据模型关系非关系系统结构图（模块结构）物理设计存储安排方法选择存取路径建立模块设计IPO表实施阶段编写模式装入数据数据库试运行程序编码、编

6、译联结、测试运行维护性能监测、转储/恢复数据库重组和重构新旧系统转换、运行、维护（修正性、适应性、改善性维护）Creat……Load……IPO表……输入：输出：处理：分区1分区2……Main()……if……then……end4.2需求分析需求分析就是分析用户的需要与要求需求分析是设计数据库的起点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，并影响到设计结果是否合理和实用需求分析的任务①需求分析的任务②需求分析的重点③需求分析的难点①需求分析的任务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）工作概况，明确

7、用户的各种需求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②需求分析的重点需求分析的重点是调查、收集与分析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。信息要求用户需要从数据库中获得信息的内容与性质由信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需存储哪些数据处理要求对处理功能的要求对处理的响应时间的要求对处理方式的要求(批处理/联机处理)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