数据库系统概论教师课件7

❖ 数据库设计
▪ 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造（设 计）优化的数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立 数据库及其应用系统，使之能够有效地存储和管理数 据，满足各种用户的应用需求，包括信息管理要求和 数据操作要求。
▪ 目标：为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施 和高效率的运行环境
7.1 数据库设计概述
▪ 在系统实施阶段参与进来，负责编制程序和准备软硬件环境
数据库设计的基本步骤（续）
二、数据库设计的过程(六个阶段) ⒈需求分析阶段
▪ 准确了解与分析用户需求（包括数据与处理） ▪ 最困难、最耗费时间的一步
数据库设计的基本步骤（续）
⒉概念结构设计阶段
▪ 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
7.2 需求分析
7.2.1 需求分析的任务 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 数据字典
7.2.1 需求分析的任务
❖需求分析的任务 ❖需求分析的重点 ❖需求分析的难点
需求分析的任务
❖ 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） ❖ 明确用户的各种需求 ❖ 确定新系统的功能 ❖ 充分考虑今后可能的扩充和改变
7.1 数据库设计概述
7.1.1 数据库设计的特点 7.1.2 数据库设计方法 7.1.3 数据库设计的基本步骤 7.1.4 数据库设计过程中的各级模式
7.1.3 数据库设计的基本步骤
❖ 数据库设计分6个阶段
▪ 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 ▪ 数据库运行和维护
❖ 需求分析和概念设计独立于任何数据库管理系统
❖ 逻辑设计和物理设计与选用的DBMS密切相关

（1）要考虑到可扩充性 （2）强调用户的参与
7.3 概念结构设计
1、概念结构
(1) 能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间 的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世 界的一个真实模型。
(2) 易于理解。 (3) 易于更改和扩充。 (4) 易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
数据库设计的关键：形成独立于具体DBMS的概念模型 描述概念模型的有力工具是E-R模型
逻辑阶段可采用的有效方法
ODL（Object Definition Language）方法
面向对象的数据库设计方法
7.1 数据库设计概述（续）
3、数据库设计的基本步骤
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 数据库运行和维护
7.2 需求分析
1、需求分析的任务
多元联系
三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关 系模式，与该多元联系相连的各实体间的码以及联系本身 的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组 合。
E1( k，a ) E2( h，b ) E3( i，c ) R( k，h，i，s )
7.4 逻辑结构设计（续）
具有相同的码的关系模式可合并。
7.3 概念结构设计（续）
3、数据抽象与局部视图设计
数据抽象
1）分类（classificatin） 2）聚集（Aggregation） 3）概括（Generalization)
定义某一类型概的念之组作间成为的成现一分实种。 世 它 子界 抽 集中 象 联一了系组对。对象它象内抽的部象类了型类，和型 这 成 之些 分 间对 之 的象间“具的is 有“su某ibss些peat共rot同fo”的f的” 特 的 语性 语 义和 义 。行。为

7.1.3 数据库设计的基本步骤
一、数据库设计的准备工作
参加数据库设计的人员：
1) 数据库分析设计人员 ，其水平决定了数据库系统的质量 (1) 数据库设计的核心人员 (2) 自始至终参与数据库的设计
2) 管理员和用户 (1) 参与需求分析 (2) 参与数据库的运行维护
3) 程序员和操作员 ，在系统实施阶段参与进来 (1) 负责编制程序 (2) 准备软硬件环境
(E-R)1 (E-R)2
(E-
(E-
R)12
R)3
初步E-R
基本E-R 逐步集成
视图集成的步骤
1. 合并分E-R图，解决冲突，生成初步E-R图
(1) 属性冲突——讨论、协商等解决 1) 属性域冲突：(1) 属性值的类型； (2) 取值范围 2) 属性取值单位冲突
(2) 命名冲突——讨论、协商等解决 1) 同名异义；2) 异名同义
课程管理局部应用的E-R图
教室编号 地址
容量
课程名
学分
课程号
所在系
年级 平均成绩
姓名 学号 性别 年龄
教室
1 开设 1
1
m
课班程级
1
讲授
选修
成绩 n
n 学生
m
教学 n
教科书
教师
书号 书名 价钱
职工号 姓名 性别 职称
7.3.4 视图的集成
(E-R)1 (E-R)2
(ER)n
初步ER
基本E-R
一次集成
描述概念模型的工具： E-R模型
7.3.2 概念结构设计的方法与步骤
设计概念结构的四类方法：
♦ 自顶向下 ♦ 自底向上 ♦ 逐步扩张 ♦ 混合策略
常用策略：自底向上

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人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
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数据不保存，不共享，无独立性， 无专用软件管理数据
数据以文件形式长期保存，由文件系统管理 数据 ，程序与数据间有一定独立性
数据结构化 ，共享性高、冗余度低 ， 独立性高 ，有统一的数据控制功能
数据的安全性控制 数据的完整性控制
第1章 数据库系统概述
数据库
数据的仓库，即数据存放的地方
通讯录： 图书馆：
小数据库 可用手工管理
大型数据库 必须由计算机进行管理
科学计算
计算机三大主 要应用领域？
过程控制 数据处理
70% 利用数据库系统可
科学地组织和存储
数据,以便于高效地
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检索和处理
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1.1 信息、数据、数据处理与数据管理 1.1.1 数据与信息
特点
数据存放在文件中，应用程序通过文件名来逻辑地 访问文件。
有了管理数据的软件——文件系统，文件的物理存 储由文件系统管理，文件系统还负责对文件的逻辑 结构与存储结构进行转换。
程序和数据有了一定的独立性。程序不再负责数据 存储的物理细节，因此可大大节省维护程序的工作 量，程序员也可不必过多地考虑物理细节，可把精 力集中在算法上。
数据的存取基本上以记录为单位。按文件名访问， 按记录进行存取。
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文件系统阶段：应用程序与数据的关系
程序1
数据缓冲区
文
内存
程序2
件
数据缓冲区
系
统
程序3 数据缓冲区
外存 文件1 文件2 文件3
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