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一、数据库设计的一般流程1.概述包括课程设计选题、项目背景、课程设计报告编写目的、课程设计报告的组织等内容。
2.课程设计任务的需求分析2.1设计任务2.2设计要求2.3需求描述的规范文档3.概念结构设计3.1概念结构设计工具（E-R模型）3.2XXX子系统（局部）3.2.1子系统描述3.2.2分E-R图3.2.3说明3.3YYY子系统3.3.1子系统描述3.3.2 分E-R图3.3.3 说明……3.X 总体E-R图3.X.1 E-R图的集成3.X.2 总体E-R图4.逻辑结构设计4.1关系数据模式4.2视图的设计4.3优化5.数据库物理设计与实施5.1数据库应用的硬件、软件环境介绍5.2物理结构设计5.3 索引的设计5.4建立数据库5.5 加载数据库测试数据6.数据操作要求及实现6.1数据查询操作6.2数据更新操作6.3数据维护操作6.4其他7.数据库应用系统的实现8.设计心得体会9.参考文献二、例子：学生选课管理系统在高校教学管理系统中，学生选课管理是很重要的功能模块。
需求分析：该系统应该能管理学校的教师信息、学生信息、专业信息、学校开设的所有课程信息、学生选修课程的信息等。
选课系统主要满足三类用户的要求，这三类用户分别是教务处的系统管理员、教师和学生。
他们所具有的操作权限以及操作内容是不同的。
具体的需求分析如下：系统管理员1）维护学生的个人基本信息，实现对学生个人信息的增、删、改等。
学生信息包括…2）维护教师的个人基本信息，实现对教师个人信息的增、删、改等。
教师信息包括…3）维护课程的个人基本信息，实现对课程个人信息的增、删、改等。
课程信息包括…学生用户1）查询和修改个人信息。
2）进行选课操作3）学生可以查看自己所选课程信息及以前所选课程的成绩信息。
教师用户1）查询和修改个人信息2）课程结束后，登记成绩3）教师可查看自己的教学安排。
数据库概念结构设计：概念结构设计的常用工具是ER图。
分下面几步完成。
数据库结构设计方案摘要：数据库结构设计是建立和规划数据库的过程，它关乎到整个系统的运行效率和数据安全性。
本文介绍了数据库结构设计的基本原则和步骤，并给出了一个实际的案例，展示了如何设计一个高效、安全的数据库结构。
一、引言数据库是现代信息系统中的核心组成部分，它承载了系统中的重要数据和业务逻辑。
良好的数据库结构设计可以提高系统的性能和可维护性，并保证数据的一致性和完整性。
二、数据库结构设计的基本原则在进行数据库结构设计时，应遵循以下原则：1. 数据冗余最小化：通过合理的表结构设计，避免数据的重复存储，以节省存储空间，并减少数据更新时的复杂性。
2. 数据一致性保证：通过定义适当的关系和约束，确保数据在数据库中的一致性和完整性，避免数据冲突和错误。
3. 性能优化：通过合理的表关联设计、索引优化等手段，提高数据库的查询效率和响应速度。
4. 扩展性和可维护性：在设计数据库结构时考虑系统未来的扩展需求，并使用标准化的命名规范和注释，以提高代码的可读性和可维护性。
三、数据库结构设计的步骤数据库结构设计可以分为以下几个步骤：1. 需求分析：通过与系统用户的沟通，理解系统的功能需求和数据需求，确定数据库中的实体、属性和关系。
2. 概念设计：在需求分析的基础上，使用ER图或UML图等工具，绘制出系统的概念模型，明确实体、属性和关系之间的逻辑结构。
3. 逻辑设计：在概念设计的基础上，将概念模型转化为数据库中的表结构设计，确定每个实体对应的表以及表之间的关系。
4. 物理设计：在逻辑设计的基础上，考虑实际数据库管理系统的特点和限制，进行表空间规划、索引设计、性能优化等工作。
5. 实施和测试：根据设计结果，创建数据库，并进行测试和验证，确保数据库结构满足系统需求，且能够正常运行。
四、案例分析假设我们需要设计一个图书管理系统的数据库结构，包含以下几个实体：图书、作者、图书馆、借阅记录。
根据需求分析，我们可以得到以下设计方案：1. 图书表(Book)：包含图书的基本信息，如书名、ISBN号、出版日期等。
《数据库系统概论》课程设计实验报告题目试题库管理系统学院商学院专业信息管理与信息系班级信息101学号201052275130学生姓名杨贵文同组成员周杭施建炉王于宾指导教师宣军英编写日期2012-06-19——2012-06-29一、课题名称：试题库管理系统二、课题要求：结合所学知识，开发一个简易的试题库管理系统。
三、实验目的：结合本学期所学知识，使学生温故而知新，并在实践操作上增加对数据库系统设计的认识和理解。
四、实验步骤：五、1、需求分析2、概念结构设计3、逻辑结构设计4、物理结构设计5、数据库实施6、数据库运行和维护六、课程开发内容：5.1 需求分析5.1.1 系统调查对现行的试题库管理业务进行了详细的调查和研究是了解系统需求和进行系统分析和设计的重要基础工作，因此要对我们的试题库管理工作进行全面的细致的调查研究。
首先与相关的老师进行了交流和沟通，了解他们对试题库管理的看法，看看有没有什么新的要求，在这个基础上，结合自身所掌握的知识水平，量力而行开发相应的试题库管理系统。
在调查中我们可以发现，高校的试题库是极其庞大的，如果没有一个智能的系统将人们从手工阶段解放出来，那么一个庞大的、完整的试题库是无法有效运行的，甚至出题的老师也无法有效、准确地在试题库中抽取自己所需要的试题，这等于说是一个没有实际运用价值的试题库。
所以说，他们对希望有这样的一个可以详细地表示试题属性的这样的一个试题库。
那么今天我们就围绕着这样的一个目标展开我们的工作。
5.1.2 用户需求要设计一个性能良好的管理系统，明确用户的应用环境对系统的要求是首要的和基本的。
本系统从以下四个方面对用户需求进行了分析：1）用户的需求信息：出题老师可以看到题目所属的类型和题目所考察的内容以及试题的分值和难度等级。
当然这个权限也给管理员和系主任。
2）用户的处理要求：管理员可以对试题库进行插入和删除操作，出题老师可以凭借自己自定义的选题要求在试题库中选择自己需求的试题，这个权限也对系主任开放。
简述数据库设计的六个阶段
数据库设计一般包含六个阶段，分别是需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、
实施和维护。
1. 需求分析：在这一阶段，需求分析师与用户和相关利益相关者进行沟通，了解他
们的需求和业务流程。
根据这些需求，确定数据库需要存储哪些数据，以及数据之间的关
系和约束条件。
2. 概念设计：根据需求分析得到的信息，设计数据库的概念模型。
概念模型通常采
用实体-关系图（ER图）表示，描述了数据项、实体、关系和属性之间的关系。
3. 逻辑设计：在逻辑设计阶段，将概念模型转换为适用于具体数据库管理系统（DBMS）的逻辑模型。
逻辑模型一般采用关系模型（如关系数据库管理系统）或者其他合适的数据
结构表示。
4. 物理设计：物理设计将逻辑模型转换为具体的数据库实施方案。
在这一阶段，需
要考虑数据存储结构、存储设备、数据访问性能等方面。
还需要确定数据库的安全性、备
份和恢复策略等细节。
5. 实施：实施阶段是将物理设计实际应用于数据库管理系统的过程。
根据设计好的
数据库方案，创建数据库、表结构、索引等，将数据导入数据库中，并进行必要的测试和
验证。
6. 维护：数据库设计的最后一个阶段是维护阶段。
在数据库被实施以后，需要对其
进行定期维护和优化。
这包括监测数据库性能、进行数据库备份和恢复、修复潜在的数据
问题以及根据业务变化进行数据库结构的调整等操作。
数据库概念设计、逻辑设计、物理设计一、数据库概念设计数据库概念设计是指在数据库设计过程中的首先阶段，它是建立数据库之前的阶段，它是一种宏观的设计，它的主要任务是建立数据库需要的逻辑结构，包括数据库的数据项、文件和联系。
数据库概念设计的目的是使概念模型能够表达数据库需要存储的信息，从而有效地解决问题。
数据库概念设计包括以下几个步骤：1.分析用户信息的需求和现有信息资源情况：首先分析用户需求和现有的信息资源情况，收集用户应用需求，以确定解决问题所需要的数据的类型及数量；2.建立概念模型：通过分析用户需要的信息资源，然后建立概念模型，在这个步骤中，要确定数据的含义、结构和联系，从而建立表示数据的逻辑模型；3.建立实体模型：在建立概念模型后，就可以建立实体模型，实体模型是由实体、属性和联系组成的模型；4.确定实体和联系的属性：确定实体和联系的属性，就是确定数据要存储的信息，这是建立数据库的基础。
二、逻辑设计逻辑设计是指把数据项、文件和联系在数据库中形成一种新的逻辑结构的设计过程，在逻辑设计过程中，重点是解决怎样实现一个逻辑结构，更具体的说，就是怎样把实体和联系的数据项、文件和联系放到合适的表中，以实现一个数据库的有效结构。
逻辑设计的主要内容有以下几个：1.建立数据库的结构：根据实体模型和联系模型，确定数据库结构；2.划分文件：将实体和联系的数据性质相同或者相似的划分在同一个文件中；3.确定表中存储的信息：这是指在除了字段和索引以外，还应该考虑表中存储的信息，使数据库的表达性更强；4.记录分析：记录分析是指对数据库中每一个实体和联系的建立的文件，仔细分析其中的记录，以确定记录字段的内容和大小；5.约束条件分析：数据库中存在的约束条件和冲突问题也必须作出分析，以避免存在多余的信息，必要时可以使用额外的约束措施。
实验题目：数据库设计与实现实验时间：2023年X月X日实验地点：广东工业大学计算机学院实验室实验指导老师：XXX一、实验目的1. 理解数据库的基本概念和原理。
2. 掌握数据库的设计方法，包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。
3. 学会使用数据库管理系统（DBMS）进行数据库的创建、查询、更新和删除等操作。
4. 提高数据库应用能力，为后续课程学习和实际工作打下基础。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 102. 数据库管理系统：MySQL 5.73. 开发工具：MySQL Workbench三、实验内容1. 需求分析本实验以学生信息管理系统为例，分析并确定系统所需的功能模块和数据表。
功能模块：（1）学生信息管理：包括学生信息的增加、修改、删除和查询。
（2）课程信息管理：包括课程信息的增加、修改、删除和查询。
（3）成绩信息管理：包括成绩信息的增加、修改、删除和查询。
数据表：（1）学生信息表（Student）：包含学号、姓名、性别、出生日期、专业、班级等字段。
（2）课程信息表（Course）：包含课程编号、课程名称、学分、授课教师等字段。
（3）成绩信息表（Score）：包含学号、课程编号、成绩等字段。
2. 概念结构设计根据需求分析，使用E-R图进行概念结构设计。
E-R图如下：（1）学生信息表（Student）：包含学号（主键）、姓名、性别、出生日期、专业、班级等字段。
（2）课程信息表（Course）：包含课程编号（主键）、课程名称、学分、授课教师等字段。
（3）成绩信息表（Score）：包含学号（外键）、课程编号（外键）、成绩等字段。
3. 逻辑结构设计根据概念结构设计，使用SQL语句进行逻辑结构设计。
以下是创建数据表的SQL语句：```sqlCREATE TABLE Student (student_id INT PRIMARY KEY,name VARCHAR(50),gender CHAR(1),birth_date DATE,major VARCHAR(50),class VARCHAR(50));CREATE TABLE Course (course_id INT PRIMARY KEY,course_name VARCHAR(50),credit INT,teacher VARCHAR(50));CREATE TABLE Score (student_id INT,course_id INT,score DECIMAL(5,2),FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES Student(student_id),FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES Course(course_id));```4. 物理结构设计根据逻辑结构设计，使用MySQL Workbench进行物理结构设计。
该系列计划包括 5 部分：完整性约束理论及应用、范式理论及应用、需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计。
本文是第五部分，介绍逻辑结构设计的内容，包括 E-R 图向关系模型的转换、数据模型的优化、用户子模式的设计等问题。
1．逻辑设计概述概念结构是独立于任何一种数据模型的，在实际应用中，一般所用的数据库环境已经给定（如SQL Server 或 Oracel 或 MySql），本文讨论从概念结构向逻辑结构的转换问题。
由于目前使用的数据库基本上都是关系数据库，因此首先需要将E-R 图转换为关系模型，然后根据具体 DBMS的特点和限制转换为特定的DBMS支持下的数据模型，最后进行优化。
2． E-R 图向关系模型的转换一个例子E-R 图如何转换为关系模型呢？我们先看一个例子。
图是学生和班级的E-R 图，学生与班级构成多对一的联系。
根据实际应用，我们可以做出这个简单例子的关系模式：学生（学号，姓名，班级）班级（编号，名称）“学生 . 班级”为外键，参照“班级. 编号”取值。
这个例子我们是凭经验转换的，那么里面有什么规律呢？在节，我们将这些经验总结成一些规则，以供转换使用。
转换规则(1)一个实体型转换为一个关系模式一般 E-R 图中的一个实体转换为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。
(2)一个 1:1 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。
是一个一一系的例子。
根据（2），有三种方式。
系独作一个关系模式此系本身的属性，以及与系相的体的均作关系的属性，可)以与系相的任一体的属性作关系的。
果如下：工（工号，姓名）品（品号，品名）（工号，品号）其中“ ” 个关系的可以是工号，也可以是品号。
与工端合并工（工号，姓名，品号）品（品号，品名）其中“ 工 . 品号” 外。
i)与品端合并工（工号，姓名）品（品号，品名，人工号）其中“ 品. 人工号” 外。
(3)一个1:n系可以一个独立的关系模式，也可以与n 端的关系模式合并。
数据库设计主要包括用户需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、
数据库实施阶段、数据库运行和维护阶段等六个阶段。
1、用户需求分析
数据库设计人员采用相应的辅助工具对应用对象的功能、性能、限制等要求进行科学
实际的分析。
2、概念结构设计
概念结构设计主要是对信息分析和定义，比如视图模型化、视图分析和汇总；对应用
对象进行精确地抽象、概括而形成的独立于计算机系统的企业信息模型。
ER图是概念模型设计的主要工具。
3、逻辑结构设计
将抽象的概念模型转换为选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑模型，它
是物理结构设计的基础，包括模式初始设计、子模式设计、应用程序设计、模型评价。
4、物理结构设计
物理结构设计是逻辑模型在计算机中的具体实现方案。
5、数据库实施阶段
数据库设计人员根据逻辑设计和物理设计阶段建立数据库，编制与调试应用程序，组
织数据入库，然后进行试运行。
6、数据库运行和维护阶段
一般情况下数据库应用系统试运行后便可以投入正式运行，期间需要不断对系统进行
评价、调整、修改。
数据库设计主要内容包括数据库结构设计、数据库行为设计。
数据库结构设计：系统整体逻辑模式与子模式设计，属于对数据库数据的分析设计。
数据库行为设计：是指施加在数据库上的应用程序集的设计，属于对数据库应用系统
功能的分析设计。
数据库设计实例分析
一、需求分析实例
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
顶层数据流图反映了图书管理系统与外界的接口，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
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
数据项
数据项名称：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
……
数据结构
（1）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
（2）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
（3）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+图书名称+作者+出版社+价格
……
数据流
（1）数据流名称：借书单
含义：读者借书时填写的单据
来源：读者
去向：审核借书
数据流量：250份/天
组成：借书证编号+借阅日期+图书编号
（2）数据流名称：还书单
含义：读者还书时填写的单据
来源：读者
去向：审核还书
数据流量：250份/天
组成：借书证编号+还书日期+图书编号
……
数据存储
（1）数据存储名称：图书信息表
含义说明：存放图书有关信息
组成结构：图书+库存数量
说明：数量用来说明图书在仓库中的存放数
（2）数据存储名称：读者信息表
含义说明：存放读者的注册信息
组成结构：读者+卡号+卡状态+办卡日期
说明：卡状态是指借书证当前被锁定还是正常使用
（3）数据存储名称：借书记录
含义说明：存放读者的借书、还书信息
组成结构：卡号+书号+借书日期+还书日期
说明：要求能立即查询并修改
……
处理过程
（1）处理过程名称：审核借书证
输入：借书证
输出：认定合格的借书证
加工逻辑：根据读者信息表和读者借书证，如果借书证在读者信息表中存在并且没有被锁定，那么借书证是有效的借书证，否则是无效的借书证。
……
二、概念结构设计实例
1．标识图书管理系统中的实体和属性
参照数据字典中对数据存储的描述，可初步确定三个实体的属性为：
读者：｛卡号，姓名，性别，部门，类别、办卡日期，卡状态｝
读者类别：{类别代码，类别名称，可借阅天数、可借阅数量，超期罚款额}
图书：｛书号，书名，作者，价格，出版社，库存数量｝
借还记录：｛卡号，书名，借书日期，还书日期｝
其中有下划线的属性为实体的码。
2．确定实体间的联系
三、逻辑结构设计实例
1、图书管理系统的关系模型
将在概念结构阶段得到的基本E-R图转换成关系模型，如下表所示：
2、将关系设计成SQL Server 2005下相应的表reader（读者表）
dzclass（读者类别表）
book（图书表）
borrow（借还表）。
