第1章数据库系统设计

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1、第1章数据库系统设计本章知识点(1)理解数据库的基本概念。(2)初步掌握关系数据库设计的方法和步骤。(3)学会E-R图的画法。(4)掌握E-R图转换为关系模式的规则。(5)理解关系模式的规范化理论。本章能力培养目标(1)能进行需求调研、分析。(2)能绘制E-R图。(3)能将E-R图转换成关系模式。(4)能运用规范化理论规范关系模式。(5)具有收集整理资料和沟通协作能力。1.1学生成绩管理系统的需求分析本章将采用项目教学法和任务驱动法为此，我们将组建若干个项目小组，每组有1名组长和3名组员，分别承担一项任务，通过模拟开发的全过程，学习数据库系统设

2、计。我们的任务是，为江扬职业技术学院开发用于学生成绩管理的软件业务，软件名称定为“学生成绩管理系统”。1.1.1数据库系统的基本概念(1)数据库(DatabaseSystem，简称DB)。数据库，顾名思义，是存放数据的仓库。它是指长期存储在计算机内、有组织的、可共享大量数据的集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。(2)数据库管理系统(DataBaseManagementSystem，简称DBMS)。数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它主要

3、包括数据定义、数据操纵、数据库的运行管理、数据库的建立和维护等功能。目前，数据库管理系统主要有VisualFoxPro、Access、Oracle、SQL-Server、DB2、MySQL等。(3)数据库管理员(DataBaseAdministrator，简称DBA)。数据库的管理工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员来完成，这些人员被称为数据库管理员。他们负责全面管理和控制数据库系统，其主要工作有数据库设计、数据库维护和改善数据库系统性能等。(4)数据库系统(DataBaseSystem，简称DBS)。将数据库技术引进计算机系统后形成

4、了数据库系统。数据库系统一般是由数据库、数据库管理系统及其开发工具、应用系统、数据库管理员和用户等部分组成的，其中数据库管理系统是数据库系统的核心。1.1.2现实世界数据化过程现实世界中的客观事物是不能直接被计算机进行处理的，必须将它们进行数据化后才能在计算机中进行处理，数据化要经历三个世界两次抽象才能实现，如图1-1所示。图1-1现实世界中客观对象的抽象过程在数据库系统中，一般采用数据模型这个工具来对现实世界数据进行抽象。首先将现实世界中的客观对象抽象为某一种不依赖于具体计算机系统的概念模型，然后再把概念模型转换为计算机中某一DBMS支持的数

5、据模型。现实世界数据化过程可由数据库设计人员通过数据库的设计来实现。1.1.3数据库设计数据库设计包括数据库结构设计和应用系统设计两方面，本书只介绍数据库结构设计，应用系统设计将由其他课程介绍。数据库结构设计一般分为需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计四个阶段。第1阶段需求分析需求分析阶段是整个数据库设计过程的起点和基础，其主要任务是对用户进行全面调查，充分了解原系统工作概况、业务流程、局限性与不足之处，收集相关资料，明确用户的各种需求。其需求包括得信息需求、处理需求、安全性与完整性需求。(1)信息需求。是指用户需要从数据库中获得信息的内容与

6、性质。由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。(2)处理需求。是指用户要求完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，用什么处理方式。(3)安全性和完整性需求。是指用户对数据的安全性和数据的正确性、一致性的要求。第2阶段概念设计概念设计是整个数据库设计的关键。主要是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DBMS的概念模型。第3阶段逻辑设计逻辑设计是将概念设计阶段中产生的概念模型转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化。第4阶段物理设计物理设计主要是对数据库在物理设备上的存储结构和存取方法的设计。物理

7、设计是以逻辑设计的结果作为输入，结合具体数据库管理系统功能及其提供的物理环境与工具、应用环境与数据存储设备，进行数据的存储组织和方法设计，并实施和性能预测。从逻辑模型到物理模型的转换一般是由DBMS完成的。1.1.4需求调查的内容与方法需求调查的内容有：(1)组织机构情况。了解部门组成情况和各部门的职责等。(2)各部门的业务活动情况。了解各部门的业务流程，即了解各个部门输入和使用什么数据、如何加工处理这些数据、输出哪些信息、输出到哪些部门以及输出结果的格式等。(3)对新系统的各种要求。在熟悉业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括

8、信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。(4)确定新系统的边界。对调查的结果进行分析，确定哪些功能由计算机完成、哪些活动由人工完成。常用的调查方法有：