交通信息系統(tǒng) - 第六章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

1、1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法1.1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本方法 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 2 2 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 2.1 需求分析的任務(wù)和方法需求分析的任務(wù)和方法 2.2 數(shù)據(jù)字典及其表示數(shù)據(jù)字典及其表示 3 3 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法 3.2 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì) 3.3 視圖的集成視圖的集成 4 4 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2、數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 概念模型向網(wǎng)狀模型轉(zhuǎn)換概念模型向網(wǎng)狀模型轉(zhuǎn)換 4.2 概念模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換概念模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換23.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述3.1.1 3.1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容目標(biāo)：目標(biāo)：對(duì)于給定的應(yīng)用環(huán)境，建立一個(gè)性能良好的、能滿足不同對(duì)于給定的應(yīng)用環(huán)境，建立一個(gè)性能良好的、能滿足不同用戶使用要求的、又能被選定的用戶使用要求的、又能被選定的DBMS所接受的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式。所接受的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式。按照該模式建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)能夠完整地反映現(xiàn)實(shí)世界中按照該模式建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)能夠完整地反映現(xiàn)實(shí)世界中信息及信息之間的聯(lián)系；能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)

3、存儲(chǔ)；能夠方便地信息及信息之間的聯(lián)系；能夠有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；能夠方便地執(zhí)行各種數(shù)據(jù)檢索和處理操作；并且有利于進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)和數(shù)據(jù)執(zhí)行各種數(shù)據(jù)檢索和處理操作；并且有利于進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)和數(shù)據(jù)控制管理的工作?？刂乒芾淼墓ぷ?。內(nèi)容：內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫的行為特性設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫的行為特性設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫的物理模式設(shè)計(jì)。將結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)和行為特性設(shè)計(jì)結(jié)合起來，相的物理模式設(shè)計(jì)。將結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)和行為特性設(shè)計(jì)結(jié)合起來，相互參照，同步進(jìn)行，才能較好地達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)?；⒄?，同步進(jìn)行，才能較好地達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)特性，為特定應(yīng)用環(huán)境構(gòu)造出最優(yōu)的數(shù)據(jù)模數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是

4、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)特性，為特定應(yīng)用環(huán)境構(gòu)造出最優(yōu)的數(shù)據(jù)模型；數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的行為結(jié)構(gòu)特性，建立能滿足各種型；數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的行為結(jié)構(gòu)特性，建立能滿足各種用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求的功能模型。用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求的功能模型。3 1. 1. 數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì) 先將現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物間的聯(lián)系用先將現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物間的聯(lián)系用E-R圖表示，圖表示，再將各個(gè)分再將各個(gè)分E-R圖匯總，得出數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)模型，最后圖匯總，得出數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)模型，最后將概念結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)模型表示。將概念結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)模型表示。2. 2.

5、 數(shù)據(jù)庫的行為特性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的行為特性設(shè)計(jì) 首先要將現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)及應(yīng)用情況用數(shù)據(jù)流程圖首先要將現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)及應(yīng)用情況用數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典表示，并詳細(xì)描述其中的數(shù)據(jù)操作要求（即操和數(shù)據(jù)字典表示，并詳細(xì)描述其中的數(shù)據(jù)操作要求（即操作對(duì)象、方法、頻度和實(shí)時(shí)性要求），進(jìn)而得出系統(tǒng)的功作對(duì)象、方法、頻度和實(shí)時(shí)性要求），進(jìn)而得出系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫的子模式。能模塊結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫的子模式。3. 3. 數(shù)據(jù)庫的物理模式設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的物理模式設(shè)計(jì) 根據(jù)庫結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性（即數(shù)據(jù)庫應(yīng)用處理要求），根據(jù)庫結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性（即數(shù)據(jù)庫應(yīng)用處理要求），在選定的在選定的DBMS環(huán)境下，把數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)模型加以物環(huán)

6、境下，把數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)模型加以物理實(shí)現(xiàn)，從而得出數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)模式和存取方法。理實(shí)現(xiàn)，從而得出數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)模式和存取方法。4加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)程序說明程序說明調(diào)試和運(yùn)行調(diào)試和運(yùn)行企業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析用戶業(yè)務(wù)活動(dòng)分析用戶業(yè)務(wù)活動(dòng)分析概念模型設(shè)計(jì)概念模型設(shè)計(jì)邏輯模式設(shè)計(jì)邏輯模式設(shè)計(jì)物理模式設(shè)計(jì)物理模式設(shè)計(jì)用戶子模式設(shè)計(jì)用戶子模式設(shè)計(jì)功能模型功能模型事務(wù)設(shè)計(jì)事務(wù)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)性能考核性能考核滿意滿意投入運(yùn)行維護(hù)投入運(yùn)行維護(hù)加載數(shù)據(jù)庫加載數(shù)據(jù)庫不不是是51.1. 考慮到計(jì)算機(jī)硬件、軟件和干件的實(shí)際情況考慮到計(jì)算機(jī)硬件、軟件和干件的實(shí)際情況三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)三分技

7、術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù) (1) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件條件數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的硬件條件 根據(jù)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)性能等硬件條件根據(jù)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)性能等硬件條件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的規(guī)模、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式、分布結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)通訊方式。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的規(guī)模、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式、分布結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)通訊方式。(2) DBMS和主語言系統(tǒng)的特點(diǎn)和主語言系統(tǒng)的特點(diǎn) 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)前，應(yīng)當(dāng)選擇合適的在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)前，應(yīng)當(dāng)選擇合適的DBMS和主語言系統(tǒng)，使之適和主語言系統(tǒng)，使之適合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求。合數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求。(3) 數(shù)據(jù)庫用戶的技術(shù)水平和管理水平數(shù)據(jù)庫用戶的技術(shù)水平和管理水平 應(yīng)當(dāng)讓應(yīng)當(dāng)讓DBA充

8、分參與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的工作，使之對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程充分參與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的工作，使之對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的每個(gè)細(xì)節(jié)都了解的比較清楚。的每個(gè)細(xì)節(jié)都了解的比較清楚。2. 2. 使結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)和行為特性設(shè)計(jì)緊密結(jié)合使結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)和行為特性設(shè)計(jì)緊密結(jié)合 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程是一種自上而下的、逐步逼近設(shè)計(jì)目標(biāo)的過程，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程是一種自上而下的、逐步逼近設(shè)計(jì)目標(biāo)的過程，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)分離設(shè)計(jì)、相互參照、反復(fù)探尋的過程。是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)分離設(shè)計(jì)、相互參照、反復(fù)探尋的過程。 3.1.23.1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題6數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目標(biāo) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的核心問題是如何建立一個(gè)好的模型。一般

9、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的核心問題是如何建立一個(gè)好的模型。一般而言，這個(gè)好的模型應(yīng)該滿足若干準(zhǔn)則，這些準(zhǔn)則可以分而言，這個(gè)好的模型應(yīng)該滿足若干準(zhǔn)則，這些準(zhǔn)則可以分為兩類：結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則和性能準(zhǔn)則。前者討論如何保持?jǐn)?shù)據(jù)的為兩類：結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則和性能準(zhǔn)則。前者討論如何保持?jǐn)?shù)據(jù)的特性。后者則主要是考慮資源合理使用、系統(tǒng)使用方便和特性。后者則主要是考慮資源合理使用、系統(tǒng)使用方便和效率高的數(shù)據(jù)庫。效率高的數(shù)據(jù)庫。 具體而言，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到以下的目標(biāo)：具體而言，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到以下的目標(biāo)：1滿足用戶的滿足用戶的信息需求信息需求和和處理需求處理需求。2準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)世界準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)世界3具有具有DBMS的支持的支持4具有良好的性

10、能具有良好的性能7 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)分6個(gè)階段進(jìn)行，個(gè)階段進(jìn)行，這這6個(gè)階段是需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、個(gè)階段是需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫實(shí)施和數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)。庫實(shí)施和數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)。 3.1.3 3.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法8需求分需求分析階段析階段概念設(shè)計(jì)階概念設(shè)計(jì)階段段邏 輯 設(shè) 計(jì) 階邏 輯 設(shè) 計(jì) 階段段物 理 設(shè) 計(jì) 階物 理 設(shè) 計(jì) 階段段數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段實(shí)施階段數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫運(yùn)行、維護(hù)階段運(yùn)行、維護(hù)階段不滿意不滿意需求收集和分析需求收集和分析設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯

11、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型優(yōu)化數(shù)據(jù)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，性能預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，性能預(yù)測(cè)物理實(shí)現(xiàn)物理實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)性運(yùn)行試驗(yàn)性運(yùn)行使用、維護(hù)數(shù)據(jù)庫使用、維護(hù)數(shù)據(jù)庫不滿意不滿意應(yīng)用需求應(yīng)用需求（數(shù)據(jù)、處理）（數(shù)據(jù)、處理） 轉(zhuǎn)換規(guī)則、轉(zhuǎn)換規(guī)則、DBMS要求和優(yōu)化要求和優(yōu)化方法方法 應(yīng)用要求，應(yīng)用要求，DBMS詳細(xì)特征詳細(xì)特征和限制和限制91.1.需求分析階段需求分析階段: :準(zhǔn)確了解并分析用戶對(duì)系統(tǒng)的需要和要求，弄清系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)的功能。2. 2. 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段: :對(duì)用戶需求進(jìn)行綜合、歸納和抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體計(jì)算機(jī)和DBMS的概念模型。3. 3. 邏輯結(jié)構(gòu)

12、設(shè)計(jì)階段：邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并將其性能進(jìn)行優(yōu)化。4. 4. 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段：數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段：為邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法。5. 5. 數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段：數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段：運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)操作語言和宿主語言，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫、編制與調(diào)試應(yīng)用程序、組織數(shù)據(jù)入庫并進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行。6. 6. 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段：數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段：不斷地對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整和修改。 10IPO表輸入：輸出：處理：CreatLoadMain()ifthenend分區(qū)1分區(qū)2概念結(jié)概念

13、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯邏輯結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)物理物理設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)階階 段段 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 描描 述述數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)處處 理理需 求需 求分分 析析 數(shù)據(jù)字典、全系統(tǒng)中數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)字典、全系統(tǒng)中數(shù)據(jù)項(xiàng)、 數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述數(shù)據(jù)流圖和判定表（判定樹）、數(shù)數(shù)據(jù)流圖和判定表（判定樹）、數(shù)據(jù)字典中處理過程的描述據(jù)字典中處理過程的描述 概念模型（概念模型（E-R圖）圖） 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典 系統(tǒng)說明書包括：系統(tǒng)說明書包括： 新系統(tǒng)要求、新系統(tǒng)要求、 方案和概圖方案和概圖 反映新系統(tǒng)信息反映新系統(tǒng)信息 流的數(shù)據(jù)流圖流的數(shù)據(jù)流圖 某種數(shù)據(jù)模型某種數(shù)據(jù)模型 關(guān)系關(guān)系 非關(guān)系非關(guān)系 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)

14、結(jié)構(gòu)圖 （模塊結(jié)構(gòu)）（模塊結(jié)構(gòu)） 存儲(chǔ)安排存儲(chǔ)安排 方法選擇方法選擇 存取路徑建立存取路徑建立 模塊設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì) IPO表表實(shí)施實(shí)施階段階段 編寫模式編寫模式 裝入數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行 程序編碼、程序編碼、 編譯聯(lián)結(jié)、編譯聯(lián)結(jié)、 測(cè)試測(cè)試運(yùn)行、運(yùn)行、維護(hù)維護(hù) 性能監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)儲(chǔ)性能監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)儲(chǔ)/恢復(fù)恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫重組和重構(gòu)數(shù)據(jù)庫重組和重構(gòu) 新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、運(yùn)行、維護(hù)（修正性、新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、運(yùn)行、維護(hù)（修正性、適應(yīng)性、改善性維護(hù)）適應(yīng)性、改善性維護(hù)）11圖3.3 數(shù)據(jù)庫的各級(jí)模式應(yīng)用1應(yīng)用3應(yīng)用2概念模式概念要求概念要求概念要求應(yīng)用1應(yīng)用3應(yīng)用2邏輯模式內(nèi)模式外模式3外模式2外模式1綜合

15、轉(zhuǎn)換映像映像123.2.1 3.2.1 需求分析的任務(wù)和方法需求分析的任務(wù)和方法任務(wù)：任務(wù)：調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象；了解原系統(tǒng)的概況和發(fā)展；明確用戶調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象；了解原系統(tǒng)的概況和發(fā)展；明確用戶需求；收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其處理方法；確定新系統(tǒng)的功能和邊界。需求；收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其處理方法；確定新系統(tǒng)的功能和邊界。 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)不是確定系統(tǒng)怎樣完成它的工作不是確定系統(tǒng)怎樣完成它的工作，而是，而是確定確定系統(tǒng)必須完成哪些工作系統(tǒng)必須完成哪些工作，也就是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處，也就是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象，充分了解原系統(tǒng)工作概況，明確用戶的各種需求，理的對(duì)象，充分了

16、解原系統(tǒng)工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、具體的功能要然后在此基礎(chǔ)上對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、具體的功能要求。求。 即：即： - - 準(zhǔn)確地回答準(zhǔn)確地回答“系統(tǒng)必須做什么系統(tǒng)必須做什么? ?”。 分析用戶的要求，將分析結(jié)果用分析用戶的要求，將分析結(jié)果用數(shù)據(jù)流程圖數(shù)據(jù)流程圖和和數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典表示表示。13需求分析的任務(wù)在分析軟件需求和書寫軟件需求規(guī)格說明書的過程中，分析員和用戶都起著關(guān)鍵的、必不可少的作用。 14 (1) 數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容數(shù)據(jù)庫中需存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)，包括用戶將從數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫中需存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)，包括用戶將從數(shù)據(jù)庫中直接獲得或間接導(dǎo)出

17、的信息內(nèi)容和性質(zhì)。庫中直接獲得或間接導(dǎo)出的信息內(nèi)容和性質(zhì)。(2) 數(shù)據(jù)處理內(nèi)容數(shù)據(jù)處理內(nèi)容用戶要完成什么數(shù)據(jù)處理功能；用戶對(duì)數(shù)據(jù)處用戶要完成什么數(shù)據(jù)處理功能；用戶對(duì)數(shù)據(jù)處理響應(yīng)時(shí)間的要求；數(shù)據(jù)處理的工作方式。理響應(yīng)時(shí)間的要求；數(shù)據(jù)處理的工作方式。(3) 數(shù)據(jù)安全性和完整性要求數(shù)據(jù)安全性和完整性要求數(shù)據(jù)的保密措施和存取控制要求；數(shù)據(jù)自身的數(shù)據(jù)的保密措施和存取控制要求；數(shù)據(jù)自身的或數(shù)據(jù)間的約束限制。或數(shù)據(jù)間的約束限制。15(1) 了解現(xiàn)實(shí)世界的組織機(jī)構(gòu)情況了解現(xiàn)實(shí)世界的組織機(jī)構(gòu)情況 弄清所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與哪些部門相關(guān)，這些部門以及下屬各個(gè)弄清所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與哪些部門相關(guān)，這些部門以及下屬各個(gè)

18、單位的聯(lián)系和職責(zé)是什么。單位的聯(lián)系和職責(zé)是什么。(2) 了解相關(guān)部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況了解相關(guān)部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況各部門需要輸入和使用什么數(shù)據(jù)；在部門中是如何加工處理這些數(shù)據(jù)各部門需要輸入和使用什么數(shù)據(jù)；在部門中是如何加工處理這些數(shù)據(jù)的；各部門需要輸出什么信息；輸出到什么部門；輸出數(shù)據(jù)的格式是的；各部門需要輸出什么信息；輸出到什么部門；輸出數(shù)據(jù)的格式是什么。什么。(3) 確定新系統(tǒng)的邊界確定新系統(tǒng)的邊界哪些功能現(xiàn)在就由計(jì)算機(jī)完成；哪些功能將來準(zhǔn)備讓計(jì)算機(jī)完成；哪哪些功能現(xiàn)在就由計(jì)算機(jī)完成；哪些功能將來準(zhǔn)備讓計(jì)算機(jī)完成；哪些功能或活動(dòng)由人工完成。由計(jì)算機(jī)完成的功能就是新系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)些功能或活動(dòng)由人工完

19、成。由計(jì)算機(jī)完成的功能就是新系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能。的功能。 16 (1) 跟班作業(yè)跟班作業(yè):數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員親身參加業(yè)務(wù)工作。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員親身參加業(yè)務(wù)工作。(2) 開調(diào)查會(huì)開調(diào)查會(huì):通過與用戶座談的方式來了解業(yè)務(wù)活動(dòng)情況通過與用戶座談的方式來了解業(yè)務(wù)活動(dòng)情況及用戶需求。及用戶需求。(3) 請(qǐng)專人介紹請(qǐng)專人介紹:請(qǐng)業(yè)務(wù)熟練的專家或用戶介紹業(yè)務(wù)專業(yè)知請(qǐng)業(yè)務(wù)熟練的專家或用戶介紹業(yè)務(wù)專業(yè)知識(shí)和業(yè)務(wù)活動(dòng)情況，設(shè)計(jì)人員從中了解并詢問相關(guān)問題。識(shí)和業(yè)務(wù)活動(dòng)情況，設(shè)計(jì)人員從中了解并詢問相關(guān)問題。(4) 詢問詢問:對(duì)某些調(diào)查中的問題，可以找專人詢問。對(duì)某些調(diào)查中的問題，可以找專人詢問。 (5) 設(shè)計(jì)調(diào)查表請(qǐng)用戶填

20、寫設(shè)計(jì)調(diào)查表請(qǐng)用戶填寫:數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員可以提前設(shè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員可以提前設(shè)計(jì)一個(gè)合理的、詳細(xì)的業(yè)務(wù)活動(dòng)及數(shù)據(jù)要求調(diào)查表，并將計(jì)一個(gè)合理的、詳細(xì)的業(yè)務(wù)活動(dòng)及數(shù)據(jù)要求調(diào)查表，并將此表發(fā)給相關(guān)的用戶。此表發(fā)給相關(guān)的用戶。 (6) 查閱現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)記錄查閱現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)記錄:查閱與原系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)查閱與原系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄，包括帳本、檔案或文獻(xiàn)等。記錄，包括帳本、檔案或文獻(xiàn)等。3. 3. 系統(tǒng)需求調(diào)查的方法系統(tǒng)需求調(diào)查的方法17分析和表達(dá)用戶的需求分析和表達(dá)用戶的需求的常用方法的常用方法 自頂向下的結(jié)構(gòu)化分析方法（自頂向下的結(jié)構(gòu)化分析方法（Structured Analysis，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱SA方法方法

21、）SA方法從最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手，采用逐方法從最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手，采用逐層分解的方式分析系統(tǒng)，并用層分解的方式分析系統(tǒng)，并用數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)流圖和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典字典描述系統(tǒng)。描述系統(tǒng)。18 數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流圖（數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，DFD）是描述系統(tǒng)的重要工具，它力圖從數(shù)據(jù)傳是描述系統(tǒng)的重要工具，它力圖從數(shù)據(jù)傳遞和處理的角度以圖形的方式表示數(shù)據(jù)處遞和處理的角度以圖形的方式表示數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的工作狀況，較好地抓住問題的本理系統(tǒng)的工作狀況，較好地抓住問題的本質(zhì)，具有直觀、容易理解的優(yōu)點(diǎn)，便于一質(zhì)，具有直觀、容易理解的優(yōu)點(diǎn)，便于一組人同時(shí)進(jìn)行審查。組人同時(shí)進(jìn)行審查。 19

22、 繪制數(shù)據(jù)流程圖的符號(hào)數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn)：數(shù)據(jù)源點(diǎn)或終點(diǎn)：指本系統(tǒng)之外的人或單位，指本系統(tǒng)之外的人或單位，他們與本系統(tǒng)有信息傳遞關(guān)系。他們與本系統(tǒng)有信息傳遞關(guān)系。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)文件：指通過數(shù)據(jù)文件、文件夾或指通過數(shù)據(jù)文件、文件夾或賬本等存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。賬本等存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理對(duì)進(jìn)入的數(shù)據(jù)流進(jìn)行特定數(shù)據(jù)處理對(duì)進(jìn)入的數(shù)據(jù)流進(jìn)行特定的加工的過程，處理后將產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)流的加工的過程，處理后將產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)流處理標(biāo)識(shí)處理標(biāo)識(shí)處理名稱處理名稱數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)流：表示流動(dòng)著的數(shù)據(jù)，它可以是一項(xiàng)表示流動(dòng)著的數(shù)據(jù)，它可以是一項(xiàng)數(shù)據(jù)，也可以是一組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)，也可以是一組數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流名稱數(shù)據(jù)流名稱數(shù)據(jù)流

23、圖20數(shù)據(jù)流圖 為了很好地表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程的數(shù)據(jù)加工情況，需要采用層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流圖。 頂層圖：頂層圖：將整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)數(shù)將整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)數(shù)據(jù)加工項(xiàng)，著重描述系統(tǒng)與外部據(jù)加工項(xiàng)，著重描述系統(tǒng)與外部實(shí)體的聯(lián)系。明確系統(tǒng)的邊界。實(shí)體的聯(lián)系。明確系統(tǒng)的邊界。第第0層圖：層圖：對(duì)頂層圖中的數(shù)據(jù)加工對(duì)頂層圖中的數(shù)據(jù)加工進(jìn)行分解，形成系統(tǒng)較詳細(xì)的數(shù)進(jìn)行分解，形成系統(tǒng)較詳細(xì)的數(shù)據(jù)流程圖據(jù)流程圖第一層圖第一層圖：對(duì)頂層圖中的數(shù)據(jù)：對(duì)頂層圖中的數(shù)據(jù)加工進(jìn)一步分解，形成系統(tǒng)更加工進(jìn)一步分解，形成系統(tǒng)更詳細(xì)的數(shù)據(jù)流程圖。詳細(xì)的數(shù)據(jù)流程圖。21 數(shù)據(jù)流圖 以下依然以圖書管理系統(tǒng)為例來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的以下依然以圖書

24、管理系統(tǒng)為例來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的全過程。圖書管理系統(tǒng)的工作流程如下：全過程。圖書管理系統(tǒng)的工作流程如下： 圖書管理員要為每個(gè)學(xué)生建立學(xué)生借閱賬戶，并給圖書管理員要為每個(gè)學(xué)生建立學(xué)生借閱賬戶，并給學(xué)生發(fā)放不同類別的借閱卡，賬戶內(nèi)存儲(chǔ)學(xué)生的個(gè)人學(xué)生發(fā)放不同類別的借閱卡，賬戶內(nèi)存儲(chǔ)學(xué)生的個(gè)人基本信息和借閱記錄信息。持有借閱卡的學(xué)生可以通基本信息和借閱記錄信息。持有借閱卡的學(xué)生可以通過管理員（作為學(xué)生的代理人與系統(tǒng)交互）借閱、歸過管理員（作為學(xué)生的代理人與系統(tǒng)交互）借閱、歸還圖書，不同類別的學(xué)生可借閱圖書的范圍、數(shù)量和還圖書，不同類別的學(xué)生可借閱圖書的范圍、數(shù)量和期限不同。學(xué)生可通過互聯(lián)網(wǎng)或圖書館內(nèi)查詢

25、終端查期限不同。學(xué)生可通過互聯(lián)網(wǎng)或圖書館內(nèi)查詢終端查詢圖書信息和個(gè)人借閱情況，以及進(jìn)行續(xù)借圖書（系詢圖書信息和個(gè)人借閱情況，以及進(jìn)行續(xù)借圖書（系統(tǒng)審核符合續(xù)借條件）。統(tǒng)審核符合續(xù)借條件）。22數(shù)據(jù)流圖 借閱圖書時(shí)，先輸入學(xué)生的借閱卡號(hào)，系統(tǒng)借閱圖書時(shí)，先輸入學(xué)生的借閱卡號(hào)，系統(tǒng)驗(yàn)證借閱卡的有效性和學(xué)生是否可繼續(xù)借閱圖驗(yàn)證借閱卡的有效性和學(xué)生是否可繼續(xù)借閱圖書，無效則提示其原因，有效則顯示學(xué)生的基書，無效則提示其原因，有效則顯示學(xué)生的基本信息（包括照片），供管理員人工核對(duì)。然本信息（包括照片），供管理員人工核對(duì)。然后輸入要借閱的書號(hào)，系統(tǒng)查閱圖書信息數(shù)據(jù)后輸入要借閱的書號(hào)，系統(tǒng)查閱圖書信息數(shù)據(jù)庫

26、，顯示圖書的基本信息，供管理員人工核對(duì)。庫，顯示圖書的基本信息，供管理員人工核對(duì)。最后提交借閱請(qǐng)求，若被系統(tǒng)接受則存儲(chǔ)借閱最后提交借閱請(qǐng)求，若被系統(tǒng)接受則存儲(chǔ)借閱紀(jì)錄，并修改可借閱圖書的數(shù)量。紀(jì)錄，并修改可借閱圖書的數(shù)量。23數(shù)據(jù)流圖 歸還圖書時(shí)，輸入學(xué)生借閱卡號(hào)和圖書號(hào)，歸還圖書時(shí)，輸入學(xué)生借閱卡號(hào)和圖書號(hào)，系統(tǒng)驗(yàn)證是否有此借閱紀(jì)錄以及是否超期借系統(tǒng)驗(yàn)證是否有此借閱紀(jì)錄以及是否超期借閱，無則提示，有則顯示學(xué)生和圖書的基本閱，無則提示，有則顯示學(xué)生和圖書的基本信息供管理員人工審核。如果有超期借閱或信息供管理員人工審核。如果有超期借閱或丟失情況，先轉(zhuǎn)入過期罰款或圖書丟失處理。丟失情況，先轉(zhuǎn)入過期

27、罰款或圖書丟失處理。然后提交還書請(qǐng)求，系統(tǒng)接受后刪除借閱紀(jì)然后提交還書請(qǐng)求，系統(tǒng)接受后刪除借閱紀(jì)錄，修改可借閱圖書的數(shù)量。錄，修改可借閱圖書的數(shù)量。 圖書管理員定期或不定期對(duì)圖書信息進(jìn)行圖書管理員定期或不定期對(duì)圖書信息進(jìn)行入庫、修改、刪除等圖書信息管理以及注銷入庫、修改、刪除等圖書信息管理以及注銷（不外借），包括圖書類別和出版社管理。（不外借），包括圖書類別和出版社管理。24頂層數(shù)據(jù)流圖根據(jù)之前的描述，建立了圖書管理系統(tǒng)的根據(jù)之前的描述，建立了圖書管理系統(tǒng)的頂層數(shù)據(jù)流程圖。頂層數(shù)據(jù)流程圖。圖書管理系統(tǒng)E1圖書管理員學(xué)生信息學(xué)生情況圖書情況借/還書信息E2學(xué)生圖書查詢條件借閱查詢條件圖書信息學(xué)生

28、借閱情況圖書信息登陸信息圖5-4圖書管理系統(tǒng)頂層數(shù)據(jù)流圖25第0層數(shù)據(jù)流圖 然而，頂層數(shù)據(jù)流圖畢竟太抽象了，從這張圖上對(duì)圖書管理系統(tǒng)所能了解到的信息非常有限。下面再對(duì)它一步一步地分解，把基本模型細(xì)化，描述系統(tǒng)的主要功能。分解時(shí)要注意下層數(shù)據(jù)流必須與上層數(shù)據(jù)流圖保持一致。下一層的數(shù)據(jù)流圖必須有上圖的所有輸入/輸出數(shù)據(jù)流和外部實(shí)體。 把頂層數(shù)據(jù)流圖分解后得到如圖所示的圖書管理系統(tǒng)第0層圖。 26第0層數(shù)據(jù)流圖27第1層數(shù)據(jù)流圖 接下來應(yīng)該對(duì)功能級(jí)數(shù)據(jù)流圖中描繪的系統(tǒng)主要功能進(jìn)一步細(xì)化。（1 1）圖書管理）圖書管理28第1層數(shù)據(jù)流圖。（2 2）學(xué)生管理）學(xué)生管理29第1層數(shù)據(jù)流圖（3 3）借閱管理）

29、借閱管理30D1在校學(xué)生D3學(xué)生學(xué)籍表學(xué)生科刪除記錄aP1P2退學(xué)通知學(xué)生學(xué)生退學(xué)處理畢業(yè)處理c派遣證c學(xué)生科各系D2成績(jī)記錄D4學(xué)分記錄ab一個(gè)數(shù)據(jù)流程圖的實(shí)例 31 數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合1. 1. 數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的數(shù)據(jù)單位。數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的數(shù)據(jù)單位。2. 2. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。3. 3. 數(shù)據(jù)流：據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂?。?shù)據(jù)流：據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?. 4. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)停留或保存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)停留或保

30、存 的地的地方，也是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以是手方，也是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以是手工文檔、手工憑單或計(jì)算機(jī)文檔。工文檔、手工憑單或計(jì)算機(jī)文檔。5. 5. 處理過程：用判定表或判定樹來描述。處理過程：用判定表或判定樹來描述。32數(shù)據(jù)字典（1）數(shù)據(jù)項(xiàng)。數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的數(shù)據(jù)單位。對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的描述通常包括以下內(nèi)容： 數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱：借書證號(hào)數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱：借書證號(hào) 別別 名：借書證編號(hào)名：借書證編號(hào) 數(shù)據(jù)項(xiàng)含義：唯一地標(biāo)識(shí)學(xué)生借閱身份的號(hào)碼數(shù)據(jù)項(xiàng)含義：唯一地標(biāo)識(shí)學(xué)生借閱身份的號(hào)碼 定定 義：借書證號(hào)義：借書證號(hào)66數(shù)字字符數(shù)字字符66 位位 置：學(xué)生信息、借閱信息置：學(xué)生信息、借閱信

31、息33數(shù)據(jù)字典 (2) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 以以“圖書圖書”為例為例 “圖書圖書”是該系統(tǒng)中的一個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：是該系統(tǒng)中的一個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：圖書數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：圖書 含義說明：是圖書管理子系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)結(jié)含義說明：是圖書管理子系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，定義了一本圖書的有關(guān)信息構(gòu)，定義了一本圖書的有關(guān)信息 組成：書號(hào)，書名，作者，出版社，類組成：書號(hào)，書名，作者，出版社，類 別，單價(jià)，狀態(tài)，其他別，單價(jià)，狀態(tài)，其他34數(shù)據(jù)字典（3）數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流可以是數(shù)據(jù)項(xiàng)，也可以是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，表示某一加工處理過程的輸入或輸出數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)流的描述應(yīng)該包括以下內(nèi)容： 數(shù)據(jù)流名稱：借書信息數(shù)據(jù)流名稱：借書信息 別別

32、 名：名：BORROWBORROW 說說 明：學(xué)生到圖書管理員那里完成借閱圖書明：學(xué)生到圖書管理員那里完成借閱圖書 數(shù)據(jù)流來源：圖書管理員數(shù)據(jù)流來源：圖書管理員 數(shù)據(jù)流去向：圖書管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流去向：圖書管理系統(tǒng) 平均流量平均流量 ：200200次次/ /天天 高峰流量高峰流量 ：280280次次/ /天天 數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)組成 ：借書證號(hào)：借書證號(hào)ISBNISBN借書時(shí)間借書時(shí)間+ +應(yīng)還時(shí)間應(yīng)還時(shí)間35數(shù)據(jù)字典 （4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)保留或保存的地方，也是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一。它可以是手工文檔或手工憑單，也可以是計(jì)算機(jī)文檔。對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述通常包括以下內(nèi)容： 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名：圖書信息表數(shù)據(jù)

33、存儲(chǔ)名：圖書信息表 別別 名：名：BOOKBOOK 說說 明：數(shù)據(jù)庫存放，記錄圖書的詳細(xì)信息明：數(shù)據(jù)庫存放，記錄圖書的詳細(xì)信息 編編 號(hào)：號(hào)：D2D2 數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)組成 ：ISBNISBN+ +書名書名+ +作者作者+ +價(jià)格價(jià)格+ +復(fù)本數(shù)復(fù)本數(shù)+ +庫存量庫存量 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 量：量：350350本本/ /天天 存取頻率存取頻率 ：450450本本/ /天天36數(shù)據(jù)字典 （5）處理過程。處理過程說明某個(gè)具體的加工處理工作。 處理過程名：圖書管理處理過程名：圖書管理 別別 名：名：Bookmanage 說說 明：圖書管理員將圖書基本信息錄入系統(tǒng)，明：圖書管理員將圖書基本信息錄入系統(tǒng)， 學(xué)生給定

34、查詢條件完成圖書查找。學(xué)生給定查詢條件完成圖書查找。 編編 號(hào)：號(hào)：P1 觸發(fā)條件觸發(fā)條件 ：圖書管理員送來圖書信息，學(xué)生給出查：圖書管理員送來圖書信息，學(xué)生給出查 詢條件。詢條件。 輸輸 入：圖書情況、圖書查詢條件入：圖書情況、圖書查詢條件 輸輸 出：圖書信息出：圖書信息 加工邏輯加工邏輯 ：圖書管理的處理算法，此書不贅述。：圖書管理的處理算法，此書不贅述。37概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，即概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，即對(duì)實(shí)際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處對(duì)實(shí)際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處理，抽取人們關(guān)心的共同特性，忽略非理，抽取人們關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種

35、概念本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述。它用精確地加以描述。它用E-RE-R圖圖進(jìn)行描述。進(jìn)行描述。38概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法 1 1概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（1 1）概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)，也獨(dú)立于支持）概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)，也獨(dú)立于支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫的DBMSDBMS。其主要特點(diǎn)如下：。其主要特點(diǎn)如下：（2 2）概念模型能夠充分反映現(xiàn)實(shí)世界：能夠滿足用戶）概念模型能夠充分反映現(xiàn)實(shí)世界：能夠滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。（3 3）概念模型易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模）概念模型易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。型轉(zhuǎn)換。（4 4）概念

36、模型易于理解，便于和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶）概念模型易于理解，便于和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，使用戶易于參與。交換意見，使用戶易于參與。（5 5）概念模型易于更改，當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界需求改變時(shí)，概）概念模型易于更改，當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界需求改變時(shí)，概念結(jié)構(gòu)又可以很容易地作相應(yīng)調(diào)整。念結(jié)構(gòu)又可以很容易地作相應(yīng)調(diào)整。39概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法 2 2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 概念模型是數(shù)據(jù)模型的前身，它比數(shù)據(jù)概念模型是數(shù)據(jù)模型的前身，它比數(shù)據(jù)模型更獨(dú)立于機(jī)器、更抽象，也更加穩(wěn)定。模型更獨(dú)立于機(jī)器、更抽象，也更加穩(wěn)定。概念模型設(shè)計(jì)有概念模型設(shè)計(jì)有4 4種方法。種方法。 （1）自頂向下策略（）自頂向下策略（to

37、p-down strategy）（2）自底向上策略（）自底向上策略（bottom-up strategy）（3）由內(nèi)向外策略（）由內(nèi)向外策略（inside-out strategy）（4）混合策略（）混合策略（mixed strategy）40概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法 3概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟 在對(duì)數(shù)據(jù)庫的具體設(shè)計(jì)過程中，通常先采用自頂向下法進(jìn)行需求分析，得到每一具體的應(yīng)用需求，然后反過來根據(jù)每個(gè)子需求，采用自底向上方法分步設(shè)計(jì)產(chǎn)生每一局部的E-R模型，綜合各局部E-R模型，逐層向上回到頂部，最終產(chǎn)生全局E-R模型。 41概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法需需求求需求需求1需求需求2需求需求1.1概念模式概

38、念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式1概念模式概念模式n全局概念模式全局概念模式需求需求1.2需求需求n.1需求需求n.2 （應(yīng)用（應(yīng)用1）（應(yīng)用（應(yīng)用n）圖圖3-6 自頂向下分析需求和自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)自頂向下分析需求和自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)423.3.2 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)1. 三種數(shù)據(jù)抽象方法三種數(shù)據(jù)抽象方法(1) 分類分類: 定義類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象的類型，這些對(duì)象具定義類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象的類型，這些對(duì)象具有某些共同的特性和行為。在有某些共同的特性和行為。在E-R模型中，實(shí)體集是該抽象。模型中，實(shí)體集是該抽象。(2) 聚集：定義某一類型的

39、組成部分，它抽象了對(duì)象內(nèi)部的類型聚集：定義某一類型的組成部分，它抽象了對(duì)象內(nèi)部的類型和和 “組成部分組成部分”的語義。的語義。(3) 概括：定義類型之間的一種子集聯(lián)系，它抽象了類型之間的概括：定義類型之間的一種子集聯(lián)系，它抽象了類型之間的“所屬所屬”的語義。的語義。2. 設(shè)計(jì)分設(shè)計(jì)分E-R圖圖概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是利用抽象機(jī)制對(duì)需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)分概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是利用抽象機(jī)制對(duì)需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)分類、組織（聚集），形成實(shí)體集、屬性和碼，確定實(shí)體集之間類、組織（聚集），形成實(shí)體集、屬性和碼，確定實(shí)體集之間的聯(lián)系類型，進(jìn)而設(shè)計(jì)分的聯(lián)系類型，進(jìn)而設(shè)計(jì)分E-R圖。圖。43數(shù)據(jù)抽象和局部視圖設(shè)計(jì) 3.

40、應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 下面，繼續(xù)以下面，繼續(xù)以“學(xué)生圖書管理系統(tǒng)學(xué)生圖書管理系統(tǒng)”為例，為例，利用這些需求分析的結(jié)果進(jìn)行自底向上的概利用這些需求分析的結(jié)果進(jìn)行自底向上的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 在這個(gè)的例子中，圖書管理系統(tǒng)的局部應(yīng)在這個(gè)的例子中，圖書管理系統(tǒng)的局部應(yīng)用中主要涉及的實(shí)體包括學(xué)生、圖書、出版用中主要涉及的實(shí)體包括學(xué)生、圖書、出版社、罰款、登陸用戶。社、罰款、登陸用戶。那么，這些實(shí)體之間的聯(lián)系又是怎樣的呢？那么，這些實(shí)體之間的聯(lián)系又是怎樣的呢？44數(shù)據(jù)抽象和局部視圖設(shè)計(jì) 由于一個(gè)學(xué)生可以由于一個(gè)學(xué)生可以借閱多本圖書，一本借閱多本圖書，一本圖書可以被多個(gè)學(xué)生圖書可以被多個(gè)學(xué)生借閱；一個(gè)圖

41、書由一借閱；一個(gè)圖書由一個(gè)出版社出版，一個(gè)個(gè)出版社出版，一個(gè)出版社可以出版很多出版社可以出版很多本圖書；一本圖書屬本圖書；一本圖書屬于一種類別，一種類于一種類別，一種類別可以有多本圖書；別可以有多本圖書；因此各實(shí)體之間的關(guān)因此各實(shí)體之間的關(guān)系見右圖系見右圖 。圖書屬于出版社n1學(xué)生圖書管理系統(tǒng)的分E-R圖學(xué)生借閱圖書mn圖書屬于圖書類別n1學(xué)生登陸登陸用戶圖書過 期 / 丟失罰款111145數(shù)據(jù)抽象和局部視圖設(shè)計(jì)461. 合并分合并分E-R圖，生成初步圖，生成初步E-R圖圖無論采用哪個(gè)方法集成視圖，在每次集成時(shí)都要無論采用哪個(gè)方法集成視圖，在每次集成時(shí)都要分三步進(jìn)行：分三步進(jìn)行： （1）解決模

42、式之間的沖突，合并分）解決模式之間的沖突，合并分E-R圖圖 由于各個(gè)局部應(yīng)用所面向的問題是不同的，由于各個(gè)局部應(yīng)用所面向的問題是不同的，而且通常是由不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行不同局部的視而且通常是由不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行不同局部的視圖設(shè)計(jì)，所以就會(huì)導(dǎo)致各個(gè)分圖設(shè)計(jì)，所以就會(huì)導(dǎo)致各個(gè)分E-R圖之間必定會(huì)圖之間必定會(huì)存在許多不一致的地方，即產(chǎn)生沖突問題。存在許多不一致的地方，即產(chǎn)生沖突問題。47全局視圖設(shè)計(jì)模式間可能會(huì)發(fā)生如下的模式間可能會(huì)發(fā)生如下的3 3類類沖突：沖突：屬性域沖突屬性域沖突：即屬性值的類型、取值范圍或?。杭磳傩灾档念愋?、取值范圍或取值集合不同。值集合不同。屬性取值單位沖突屬性取值單位沖突例如

43、：例如：“職員職員”的性別屬性，有些部門定義的類型是布的性別屬性，有些部門定義的類型是布爾型，取值爾型，取值0 0和和1 1；例如：例如：“職員職員”的身高，不同部門可能分別用米或厘米的身高，不同部門可能分別用米或厘米 來表示，這就會(huì)給數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)造成錯(cuò)誤。來表示，這就會(huì)給數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)造成錯(cuò)誤。48全局視圖設(shè)計(jì)同名異義同名異義: : 不同意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用不同意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字。中具有相同的名字。異名同義（一義多名）異名同義（一義多名）: :意義相同的對(duì)象在不意義相同的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字。同的局部應(yīng)用中具有不同的名字。49全局視圖設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)沖突 同一對(duì)

44、象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象。同一對(duì)象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象。實(shí)體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類實(shí)體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型。型。50全局視圖設(shè)計(jì)（2）修改和重構(gòu)初步）修改和重構(gòu)初步E-R圖，使得相互一致圖，使得相互一致 對(duì)一些模式進(jìn)行修改，以便于其它模式相符合。對(duì)一些模式進(jìn)行修改，以便于其它模式相符合。重構(gòu)是一個(gè)可選步驟，可能會(huì)對(duì)全局模式進(jìn)行分析和重構(gòu)是一個(gè)可選步驟，可能會(huì)對(duì)全局模式進(jìn)行分析和重構(gòu)，以刪除任何冗余和不必要的內(nèi)容。重構(gòu)，以刪除任何冗余和不必要的內(nèi)容。 這一步可以解決上一步發(fā)現(xiàn)的沖突。這一步可以解決上一步發(fā)現(xiàn)的沖突。51（3）合并視圖）合并視圖 全局視

45、圖設(shè)計(jì)全局視圖設(shè)計(jì) 通過創(chuàng)建單個(gè)子視圖來創(chuàng)建全局視圖。相應(yīng)的概通過創(chuàng)建單個(gè)子視圖來創(chuàng)建全局視圖。相應(yīng)的概念在全局模式中只出現(xiàn)一次，并且要確定子視圖和全念在全局模式中只出現(xiàn)一次，并且要確定子視圖和全局視圖之間的映射關(guān)系。局視圖之間的映射關(guān)系。52全局視圖設(shè)計(jì) 下面將繼續(xù)以下面將繼續(xù)以“學(xué)生圖書管理系統(tǒng)學(xué)生圖書管理系統(tǒng)”為例，為例，介紹分介紹分E-R圖進(jìn)行合并的主要過程：圖進(jìn)行合并的主要過程：第一步：確定各模式之間的對(duì)應(yīng)和沖突：第一步：確定各模式之間的對(duì)應(yīng)和沖突： 各模式之間主要存在命名沖突：各模式之間主要存在命名沖突： “登陸用戶登陸用戶”實(shí)體的登陸實(shí)體的登陸ID對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)“學(xué)生學(xué)生”實(shí)體的借書證

46、號(hào)，實(shí)體的借書證號(hào)， “罰款罰款”實(shí)體的實(shí)體的借閱者借閱者對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)“學(xué)生實(shí)體學(xué)生實(shí)體”的的借書證號(hào)借書證號(hào)。535.3.3 全局視圖設(shè)計(jì)第二步：消除存在的冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系：第二步：消除存在的冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系： “ “學(xué)生學(xué)生”實(shí)體中的年齡屬性可以由出生年份推算實(shí)體中的年齡屬性可以由出生年份推算出來，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。這樣不僅可以節(jié)省出來，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。這樣不僅可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，而且當(dāng)某個(gè)學(xué)生的出生日期有誤，進(jìn)行修存儲(chǔ)空間，而且當(dāng)某個(gè)學(xué)生的出生日期有誤，進(jìn)行修改后，無須修改年齡，減少了產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的機(jī)會(huì)。改后，無須修改年齡，減少了產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的機(jī)會(huì)。54全局視圖設(shè)計(jì) 第三

47、步：視圖集成：集成后的學(xué)生圖書管理系第三步：視圖集成：集成后的學(xué)生圖書管理系統(tǒng)的統(tǒng)的E-R如圖所示：如圖所示：出版社出版社1屬于屬于n圖圖 圖書管理系統(tǒng)的集成圖書管理系統(tǒng)的集成E-R圖圖圖書圖書m借還借還n借書時(shí)間借書時(shí)間應(yīng)還時(shí)間應(yīng)還時(shí)間屬于屬于n1 圖書類別圖書類別過期過期/丟失丟失 罰款罰款11學(xué)生學(xué)生登陸登陸登陸用戶登陸用戶11553.4.1 概念模型向網(wǎng)狀模型轉(zhuǎn)換概念模型向網(wǎng)狀模型轉(zhuǎn)換1.不同型實(shí)體集及其聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則不同型實(shí)體集及其聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則1) 每個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換成一個(gè)記錄。每個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換成一個(gè)記錄。2) 每個(gè)每個(gè)1:n的二元聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)系，系的方向由的二元聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)系，系的

48、方向由1方實(shí)方實(shí)體記錄指向體記錄指向n方實(shí)體記錄。方實(shí)體記錄。3) 每個(gè)每個(gè)m:n的二元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時(shí)要引入一個(gè)連結(jié)記錄，的二元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時(shí)要引入一個(gè)連結(jié)記錄，并形成兩個(gè)系，系的方向由實(shí)體記錄方指向連結(jié)記錄方。并形成兩個(gè)系，系的方向由實(shí)體記錄方指向連結(jié)記錄方。 4) K（=3）個(gè)實(shí)體型之間的多元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時(shí)也引入個(gè)實(shí)體型之間的多元聯(lián)系，在轉(zhuǎn)換時(shí)也引入一個(gè)連結(jié)記錄，并將聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)連結(jié)記錄，并將聯(lián)系轉(zhuǎn)換成K個(gè)實(shí)體記錄型和連結(jié)記個(gè)實(shí)體記錄型和連結(jié)記錄型之間的錄型之間的K個(gè)系，系的方向均為實(shí)體型指向連結(jié)記錄。個(gè)系，系的方向均為實(shí)體型指向連結(jié)記錄。 56 部門部門-職工職工1n部門職工部門-職工

49、系學(xué)生選課課程mn學(xué)生課程選課學(xué)生-選課課程-選課(a) 1:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換實(shí)例聯(lián)系的轉(zhuǎn)換實(shí)例 (b) m:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換實(shí)例聯(lián)系的轉(zhuǎn)換實(shí)例 57部件部件工程工程部件部件-工程工程-供應(yīng)供應(yīng)供應(yīng)供應(yīng)mnp部件部件工程工程供應(yīng)供應(yīng)部件部件-工程工程-供應(yīng)供應(yīng)Set1Set2Set3581. 實(shí)體集的轉(zhuǎn)換規(guī)則實(shí)體集的轉(zhuǎn)換規(guī)則一個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個(gè)關(guān)系，實(shí)體的屬性一個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個(gè)關(guān)系，實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)是關(guān)系模式。是關(guān)系模式。2. 實(shí)體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則實(shí)體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換規(guī)則(1) 1:1聯(lián)

50、系的轉(zhuǎn)換方法聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法1) 將將1:1聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系：與該聯(lián)系相連的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系：與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，且每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼。且每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼。2) 將將1:1聯(lián)系與某一端實(shí)體集所對(duì)應(yīng)的關(guān)系合并，則需聯(lián)系與某一端實(shí)體集所對(duì)應(yīng)的關(guān)系合并，則需要在被合并關(guān)系中增加屬性，其新增的屬性為聯(lián)系本身要在被合并關(guān)系中增加屬性，其新增的屬性為聯(lián)系本身的屬性和與聯(lián)系相關(guān)的另一個(gè)實(shí)體集的碼。的屬性和與聯(lián)系相關(guān)的另一個(gè)實(shí)體集的碼。59【例3-1】將圖中E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。方案方案1：聯(lián)系形成的關(guān)系獨(dú)立存在：聯(lián)系形成的關(guān)系獨(dú)立存在： 職工（職工號(hào)，姓名，年齡）；職工（職工號(hào)，姓名，年齡）； 產(chǎn)品（產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，價(jià)格）；產(chǎn)品（產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，價(jià)格）； 負(fù)責(zé)（職工號(hào)，產(chǎn)品號(hào)）負(fù)責(zé)（職工號(hào)，產(chǎn)品號(hào)）.方案