數(shù)據(jù)庫(kù)原理課件

數(shù)據(jù)庫(kù)原理

第漳數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

6.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

6.2需求分析

6.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

6.6數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)

6.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

■6.L1引言

■6.L2數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng)

■6.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和內(nèi)容

■6.1.4參加數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的人員

■6.1.5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述

-6.1.6數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本步驟

3

6/7弓|言

■數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是信息資源開(kāi)發(fā)、管理和服

務(wù)的最有效手段。

■使用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的

整體性、完整性和共享性。

■在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域內(nèi)，將應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)的各種

系統(tǒng)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。

4

6/2數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng)

■從使用角度看

-信息系統(tǒng)是提供信息、輔助人們對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制

和決策的系統(tǒng)。

-數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。

■二者之間的關(guān)系

-數(shù)據(jù)庫(kù)將信息系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)按一定的模型組

織起來(lái)，提供存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索數(shù)據(jù)的功能，信

息系統(tǒng)各個(gè)功能模塊能否很好地結(jié)合，關(guān)鍵在于

數(shù)據(jù)庫(kù)。

-對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行合理的邏輯設(shè)計(jì)和有效的物理設(shè)計(jì)

才能開(kāi)發(fā)出完善、有效的信息系統(tǒng)，使信息系統(tǒng)

可以方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取信息。5

6/2數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng)

■大型數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)工程,

應(yīng)該具備多方面的技術(shù)和知識(shí)。

-數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)

-計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)

-程序設(shè)計(jì)方法

-軟件工程原理和方法

-應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)

6

6/5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和內(nèi)容

［數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

±-數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)是硬件、軟件和干件（技

術(shù)與管理的界面）的結(jié)合。

■數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，即

整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行

為（處理）設(shè)計(jì)是密切結(jié)合的。

■需要注意的是：

■數(shù)據(jù)庫(kù)模式是各種程序的共享結(jié)構(gòu)，是

穩(wěn)定的、永久的，它直接影響系統(tǒng)各個(gè)

處理過(guò)程的性能和質(zhì)量。

■現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)7

67.5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

■數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

■數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(靜態(tài))

■(1)邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

■局部邏輯結(jié)構(gòu)、全局邏輯結(jié)構(gòu)

■(2)物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

■存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

■數(shù)據(jù)庫(kù)的行為設(shè)計(jì)(動(dòng)態(tài))

■(1)數(shù)據(jù)的裝載

■(2)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

6/4參加數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的人員

I■數(shù)據(jù)庫(kù)分析、設(shè)計(jì)人員

+(1)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的核心人員

■(2)自始至終參與

■用戶

■(1)參加需求分析

■(2)參加數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行維護(hù)

■程序員和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員

■(1)在系統(tǒng)實(shí)施階段參與進(jìn)來(lái)

■(2)負(fù)責(zé)編制程序

9

■(3)準(zhǔn)備軟硬件環(huán)境

6/5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述

■經(jīng)過(guò)近十年來(lái)人們的研究，提出了多種

+數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，這些方法運(yùn)用軟件工

程的思想和方法，提出了各種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

和規(guī)程，都屬于規(guī)范設(shè)計(jì)法。

■規(guī)范設(shè)計(jì)法的基本思想是迭代和逐步求

精。

■著名的新奧爾良（NewOrleans）方

法將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為四個(gè)階段。

-需求分析（分析用戶要求）

-概念設(shè)計(jì)（信息分析和定義）

-邏輯設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)）

-物理設(shè)計(jì)（物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)）

67.5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述

■在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的不同階段上支持實(shí)現(xiàn)的

技術(shù)和方法有：

-基于E?R模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法

-基于3NF的設(shè)計(jì)方法

-基于抽象語(yǔ)法規(guī)范的設(shè)計(jì)方法。

■目前，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具已經(jīng)開(kāi)始實(shí)用化

和產(chǎn)品化，這些工具可以自動(dòng)地或輔助

設(shè)計(jì)人員完成數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。

-Design2000ORACLE公司推出

-PowerDesignerSYSBASE公司推出

6/6數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本步驟

4b按照規(guī)范化設(shè)計(jì)的方法，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)及

其應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全過(guò)程，將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)

計(jì)分為六個(gè)階段。

■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)庫(kù)實(shí)施

■數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)

62需求分析

■6.2.1需求分析的任務(wù)

■6.2.2需求分析的方法

■6.2.3數(shù)據(jù)字典

■6.2.4小結(jié)

13

52.7需求分析的任務(wù)

J需求分析的任務(wù)：

1）詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象（組織、部門等）

2）充分了解原系統(tǒng)（手工或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）的工作概況

3）明確用戶的各種需求

信息要求、處理要求

安全性要求、完整性要求

4）確定新系統(tǒng)的功能

5）考慮今后的擴(kuò)充性

14

621需求分析的任務(wù)

■調(diào)查需求的重點(diǎn)：

■“數(shù)據(jù)”方面（用戶需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲

得的信息內(nèi)容和性質(zhì)）

■“處理”方面（用戶需要完成什么處理

功能、處理的響應(yīng)時(shí)間、處理方式等）

■通過(guò)調(diào)查、收集和分析獲得用戶對(duì)數(shù)據(jù)

庫(kù)的需求。

6Z2需求分析的過(guò)程與方法

卜

■進(jìn)行需求分析的總體過(guò)程是：

■調(diào)查清楚用戶的實(shí)際要求，與用戶達(dá)成

共識(shí)。

■分析和表達(dá)需求

■寫出需求分析報(bào)告16

6,Z2需求分析的過(guò)程與方法

調(diào)查用戶需求并進(jìn)行分析的具體步驟:

1調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況

(1)了解組織的各個(gè)組成部門

(2)了解各個(gè)部門的職責(zé)

2調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)流程

(1)各部門輸入、輸出的數(shù)據(jù)和格式

(2)所需的表格和卡片

(3)如何加工處理這些數(shù)據(jù)

(4)輸入輸出的部門

6,Z2需求分析的過(guò)程與方法

3協(xié)助用戶明確對(duì)新系統(tǒng)的各種需求

(1)信息要求

(2)處理要求

(3)安全性要求

(4)完整性要求

4確定新系統(tǒng)的邊界

(1)哪些功能由計(jì)算機(jī)完成(即新系統(tǒng)

應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能)

(2)哪些活動(dòng)由人工完成?

6.Z2需求分析的過(guò)程與方法

5準(zhǔn)確分析系統(tǒng)功能

一采用最常用的結(jié)構(gòu)化分析方法SA

6分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，編制數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)字典通常包括：

數(shù)據(jù)項(xiàng)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)流

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

處理過(guò)程

19

6Z2需求分析的方法

■需求分析過(guò)程小結(jié)：

■第1、2、3、4步驟為需求調(diào)查過(guò)程,

■第5、6步驟為需求分析過(guò)程，

■第7步驟為編寫需求分析報(bào)告。

6Z2需求分析的過(guò)程與方法

!_需求分析過(guò)程中的需求調(diào)查方法

■根據(jù)不同的問(wèn)題和條件可以采用的調(diào)查

方法有：

■跟班作業(yè)

■開(kāi)調(diào)查會(huì)

■請(qǐng)專人介紹

■詢問(wèn)

■設(shè)計(jì)調(diào)查表，請(qǐng)用戶填寫21

622需求分析的過(guò)程與方法

■需求分析過(guò)程中的需求分析的方法

+在眾多的分析方法中，結(jié)構(gòu)化分析方法

SA是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。

■SA方法從最高層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手，采

用自頂向下、逐步求精的方式分析系統(tǒng)。

■SA方法將任何一個(gè)系統(tǒng)都抽象為一個(gè)數(shù)據(jù)

流圖的形式。數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理

過(guò)程的關(guān)系。

■SA方法中，處理過(guò)程的處理邏輯常借助判

定表、判定樹(shù)來(lái)描述。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)則借

助數(shù)據(jù)字典DD來(lái)描述。2

62/數(shù)據(jù)字典

■數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理的關(guān)系。

■數(shù)據(jù)字典則是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的集

合，是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析

所獲得的主要成果。

■數(shù)據(jù)字典通常包括

-數(shù)據(jù)項(xiàng)：最小組成單位，不可再分

-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：若干數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

-數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂?/p>

-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方

-處理過(guò)程：描述有關(guān)的處理過(guò)程

23

6Z5數(shù)據(jù)字典

■1數(shù)據(jù)項(xiàng)（數(shù)據(jù)元素）

■姍項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，不可以再分。

■數(shù)據(jù)項(xiàng)的描述內(nèi)容通常包括

■數(shù)據(jù)項(xiàng)描述二｛數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義，別名,

數(shù)據(jù)類型，長(zhǎng)度，取值范圍，取值含義，與其他

數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系｝

■其中取值范圍、與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系等定義

了數(shù)據(jù)的完整性約束條件，是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)功能

的依據(jù)。

■對(duì)于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系，可以關(guān)系規(guī)范化理論

為指導(dǎo)，用數(shù)據(jù)依賴的概念分析和表示。即按實(shí)

際語(yǔ)義，寫出每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的數(shù)據(jù)依賴，它們

6.2將數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)項(xiàng)描述舉例

數(shù)據(jù)元素條目

總

轉(zhuǎn)3

1-搞1

第

點(diǎn)

名

稱

學(xué)

號(hào)

.相

別

fl編;

名.X

.XX電

說(shuō)

班

冊(cè)

S-本

N學(xué)o

也

值

號(hào)

專

教

據(jù)

類

絲

號(hào)

類

系

救

據(jù)

三

型

業(yè)

代

碼

：

入

長(zhǎng)?

度

代

效70

號(hào)

有

關(guān)

結(jié)q

據(jù)

學(xué)

年

XX」

25

數(shù)據(jù)字典

■2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)

系，即說(shuō)明這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括哪些成分。

■一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)成可以是以下情況

■若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（或稱元素）

■若干個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

■若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

■描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容

■數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述二｛數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說(shuō)明,

組成：《數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝｝26

6.2將數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述舉例

敖據(jù)結(jié)構(gòu)條目

名稱:學(xué)生聾記卡總編號(hào)：2-03

說(shuō)期:新生入學(xué)時(shí)填寫編號(hào)：008

結(jié)構(gòu):有關(guān)的藪據(jù)流、藪據(jù)存儲(chǔ):

學(xué)號(hào)新生登記表

名

姓學(xué)籍表

郎

日

學(xué)

入n

tr

期效雖

日

生

出n

n銀年約1000份

別

性

族

民

家庭

地址

本人

簡(jiǎn)歷

開(kāi)始

竭止

單位

職務(wù)27

528數(shù)據(jù)字典

3數(shù)據(jù)流

數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?/p>

描述性據(jù)流的內(nèi)容

數(shù)據(jù)流描述二｛數(shù)據(jù)流名，說(shuō)明，數(shù)據(jù)流來(lái)源，數(shù)據(jù)流去

向，組成：（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)卜平均流量，高峰期流量｝

其中

1）數(shù)據(jù)流的來(lái)源，它可以來(lái)自某個(gè)外部實(shí)體、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回

某個(gè)處理。

2）數(shù)據(jù)流的去處，數(shù)據(jù)流的去處可能不止一個(gè)，要對(duì)去攵

加以說(shuō)明。

3）數(shù)據(jù)流的組成，指數(shù)據(jù)流所包含的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。一個(gè)數(shù)4

流可以包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在規(guī)定名稱上要注意統(tǒng)

28

O

6.2將數(shù)據(jù)字典

■數(shù)據(jù)流描述舉例

效據(jù)流條目

名稱：期末成績(jī)單總編號(hào)3-05

簡(jiǎn)要說(shuō)明：學(xué)期結(jié)束時(shí)，認(rèn)可教師填寫的成縊單編號(hào)：。05

斂據(jù)浦源源：教師

效據(jù)流去向：P2.1.P2.2

包含的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：流通量200份/學(xué)期

?…科目名稱…種,

｛考試，考查｝

學(xué)生成績(jī)

學(xué)號(hào)

任課教師

628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)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方,

也是數(shù)據(jù)流的來(lái)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。

■數(shù)據(jù)存儲(chǔ)描述內(nèi)容

■數(shù)據(jù)存儲(chǔ)描述=｛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名，說(shuō)明，

編號(hào)，輸入的數(shù)據(jù)流，輸出的數(shù)據(jù)流，

組成：｛數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝,數(shù)據(jù)量，存取頻

6.2將數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)描述舉例

蝕據(jù)存儲(chǔ)條目

名稱:學(xué)習(xí)成縊一覽表總編號(hào)：4-。2

說(shuō)肺早期結(jié)束I接班匯集學(xué)生各科成縊編號(hào)；02

結(jié)構(gòu):

級(jí)

班有關(guān)的效據(jù)流：

生

縊

學(xué)

成P2.1J->D2

號(hào)

學(xué)D2->P2.1,2

名

姓

D2->P2.1.4

縊

成

D2->P2.1.3

科目名稱D2->P2.1.4

i考試r考查｝信息量：20。份/學(xué)期

有無(wú)立即查詢：有

31

62g數(shù)據(jù)字典

5處理過(guò)程

主要描述處理過(guò)程的說(shuō)明性信息。

處理過(guò)程的具體處理邏輯一般用判定表或

判定樹(shù)來(lái)描述。

處理過(guò)程的描述內(nèi)容

處理過(guò)程描述=｛處理過(guò)程名，說(shuō)明，

輸入：｛數(shù)據(jù)流｝,輸出：｛數(shù)據(jù)流｝,

處理：｛簡(jiǎn)要說(shuō)明｝｝

32

苴

6.2將數(shù)據(jù)字典

■加工處理描述舉例

加工處理?xiàng)l目

名

標(biāo)

填寫成端單總編號(hào)：5-007

說(shuō)

明通知學(xué)生成績(jī)有補(bǔ)考科目的說(shuō)明補(bǔ)考日期編號(hào):

愉?P2J4

人

愉吐〉

出P2,I.5

半生（成妹通知單）

處

理P2.1.5-＞

*02（成績(jī)一覽表）,打印每個(gè)學(xué)生的螭通如乳

若有不及格蝌國(guó)則在.“竭通如”植觸修

科目，時(shí)間，交瓢點(diǎn)，麗桌

33

數(shù)據(jù)字典

編寫數(shù)據(jù)字典的基本要求

+1)對(duì)數(shù)據(jù)流圖上各種成分的定義必須明確、容

易理解、唯一。

(2)命名、編號(hào)和數(shù)據(jù)流圖一致，必要時(shí)可以增

加編碼。

(3)符合一致性和完整性。

(4)格式規(guī)范、統(tǒng)一，數(shù)字和符號(hào)正確。

34

628數(shù)據(jù)字典

■數(shù)據(jù)字典小結(jié)

■數(shù)據(jù)字典是關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的描述,

即元數(shù)據(jù)，而不是數(shù)據(jù)本身。

■數(shù)據(jù)字典建立在需求分析階段，在數(shù)據(jù)

庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要不斷修改、充實(shí)、

占羊

7TS口o

35

6.24需求分析小結(jié)

在需求分析階段的工作結(jié)果有

數(shù)據(jù)字典：采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)流圖：對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的詳細(xì)描述（概

念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)）

需求分析報(bào)告：

需要注意的問(wèn)題

充分考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)充性和可更改性

65概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.3.1概念結(jié)構(gòu)

6.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟

6.3.3數(shù)據(jù)抽象

6.3.4局部視圖設(shè)計(jì)

6.3.5視圖的集成

37

6.3.1概念結(jié)構(gòu)

力求分析階段得到的應(yīng)用需求，

首先，要抽象為信息世界的結(jié)構(gòu)，即概念結(jié)構(gòu);

然后，進(jìn)一步準(zhǔn)確用某一DBMS實(shí)現(xiàn)這些需求。

因此，概念結(jié)構(gòu)

(1)是客觀世界的數(shù)據(jù)抽象

(2)獨(dú)立于任何DBMS,抽象且穩(wěn)定

(3)使用E?R模型描述概念結(jié)構(gòu)

38

6.5.7概念結(jié)構(gòu)

概念結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)

-真實(shí)反映客觀世界

-易于理解

-易于更改

-易于向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換

39

652概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和

步驟

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的四種方法

-自頂向下：先全局，后細(xì)化

-自底向上：先局部，后集成

-由里向外：先核心，后擴(kuò)充

-混合策略：自頂向下+自底向上

最常用的方法：

自底向上方法，策略是采用自頂向下

進(jìn)行需求分析；自底向上進(jìn)行概念結(jié)

、口、1

6W2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和

步驟

自底向上方法的步驟

-第一步：抽象數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)局部視圖（應(yīng)用局部E-

R模型）；

-第二步：集成局部視圖，構(gòu)成全局概念結(jié)構(gòu)（應(yīng)

用全局E-R模型）。

41

6sM數(shù)據(jù)抽象

■概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象。

■抽象是指，對(duì)實(shí)際的人、物、事和概念

進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性,

忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)，組織這些特性為某種

概念、形成某種模型。

■一般抽象有

-分類

-聚集

-概括42

6S8數(shù)據(jù)抽象

定上某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類型。

這些對(duì)象具有某些共同的特性和行為。

分類抽象了對(duì)象值和型之間的“ismembero儼的語(yǔ)義。

在E?R模型中，實(shí)體型屬于這種抽象。

實(shí)體型

ismemberof

實(shí)體值張英

43

635數(shù)據(jù)抽象

2聚集

，定義某一類型的組成成分。

抽象了對(duì)象內(nèi)部類型和成分之間"ispartor

語(yǔ)義。

在E?R模型中，這種抽象表現(xiàn)為若干屬性的聚

集組成了實(shí)體型。

頭體型isparto

屬性----學(xué)號(hào)*姓名X專業(yè)X班級(jí)

6M.M數(shù)據(jù)抽象

P概括

T概括定義類型之間的一種子集聯(lián)系。

概括抽象了類型之間的“issubsetof”的語(yǔ)義。

例如：

學(xué)生是一個(gè)超類

本科生、研究生是學(xué)生的子類（他們都具有學(xué)

生的共性。）

概括的重要性質(zhì)是繼承性，子類繼承超類上定義

的所有抽象。

45

65“局部視圖設(shè)計(jì)

局部應(yīng)用E?R模型設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)分E?R模型）的基本

一思想：

-利用需求分析階段得到的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字

典）確定實(shí)體和實(shí)體屬性（按現(xiàn)實(shí)世界中事物的自然

劃分來(lái)定義實(shí)體和屬性）。

-進(jìn)行必要的調(diào)整，調(diào)整的原則是：

■實(shí)體和屬性間保持為1：1或1：n的聯(lián)系

■描述實(shí)體的屬性本身不能再有需要描述的性質(zhì)

■能作為屬性對(duì)待的盡量作為屬性對(duì)待

-設(shè)計(jì)分E-R圖。46

63“局部視圖設(shè)計(jì)

設(shè)社分E?R模型的具體做法

*選擇局部應(yīng)用

根據(jù)某個(gè)系統(tǒng)的具體情況，在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇

一個(gè)適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，作為設(shè)計(jì)分E?R圖的設(shè)

計(jì)起點(diǎn)，使圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用。

(2)逐一設(shè)計(jì)E?R圖

對(duì)每一個(gè)局部應(yīng)用逐一設(shè)計(jì)分圖。

對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)字典中收集，參照數(shù)據(jù)流圖標(biāo)定局

部應(yīng)用中的實(shí)體、實(shí)體的屬性、實(shí)體的碼，確定實(shí)

體之間的聯(lián)系和類型。

47

6W4局部視圖設(shè)計(jì)

球意問(wèn)題：

4數(shù)據(jù)字典中，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，，、“數(shù)據(jù)流”、“數(shù)

據(jù)存儲(chǔ)”都是若干屬性有意義的聚合。可根據(jù)需

要謫整。

要區(qū)分實(shí)體和屬性，現(xiàn)實(shí)世界中的事物盡量以屬性

出現(xiàn)。例分析，P219

作為屬性的準(zhǔn)則有

(1)不能再具有需要描述的性質(zhì)，是不可分的數(shù)

據(jù)項(xiàng)。

(2)不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系，聯(lián)系只是實(shí)體之鈿

間有。

局部視圖設(shè)計(jì)

■實(shí)例，銷售管理子系統(tǒng)分E?R圖的設(shè)計(jì)

P220

49

655視圖的集成

視圖的集成即設(shè)計(jì)全局E?R模型。

曾計(jì)全局E-R模型有兩種方式：

M個(gè)分E?R圖一次集成。

逐步集成，用累加的方式一次集成兩個(gè)E?R圖。

（第二種方式，可以降低復(fù)雜度。）

無(wú)論哪種方式，集成局部視圖的步驟均為：

1）合并，解決分E-R圖之間的沖突，生成初步E-R圖。

2）修改、重構(gòu)，消除不必要的冗余，生成基本的E-R

So

50

635視圖的集成

1.合并，解決分E-R圖之間的沖突，生成

初步E-R圖。

分E-R圖之間的沖突主要有：

-結(jié)構(gòu)沖突

-屬性沖突

-命名沖突

51

655視圖的集成

*修改和重構(gòu)，消除冗余，生成基本E-R圖

在初步E-R圖中，可能存在：

冗余的數(shù)據(jù)：指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)

冗余的聯(lián)系：指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系

52

6.35視圖的集成

消除冗余的方法有:

分析方法（主要的方法），即以數(shù)據(jù)字典

和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)

于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間邏輯關(guān)系的說(shuō)明來(lái)消除冗

余。

（但是，并非所有的冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系

需要消除）

53

635視圖的集成

54

635視圖的集成

實(shí)例，某工廠管理信息系統(tǒng)的視圖集成。

P228

55

54邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6.4.1概述

6.4.2E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

6.4.3數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

6.4.4設(shè)計(jì)用戶子模式

56

647概述

概念結(jié)構(gòu)是獨(dú)立于任何一種數(shù)據(jù)模型的信

息結(jié)構(gòu)。

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)

將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)的基本E?R

圖轉(zhuǎn)換為與選用DBMS所支持的數(shù)據(jù)模

型相符的邏輯結(jié)構(gòu)。

57

647概述

設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)的一般步驟

-將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型

-將轉(zhuǎn)換的模型向特定DBMS支持的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換

（具體產(chǎn)品有特定的限制）

-對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化

目前，大多采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型。

58

642左圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

1E?R圖向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換需要解決的問(wèn)題

聿何將實(shí)體和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

為何確定這些關(guān)系模式的屬性

分析：

由于關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)是一組關(guān)系模式的集

合；E?R圖是由實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的

聯(lián)系組成的。

因此，將E?R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型就是將實(shí)體、

實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。

59

64”-左圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

』E?R圖向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換的原則

實(shí)體類型的轉(zhuǎn)換

-一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式，實(shí)體的屬性就是關(guān)

系的屬性，實(shí)體的鍵就是關(guān)系的鍵。

（注：這里的鍵指的是主鍵。）

60

64"次圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

（1）一個(gè)L1聯(lián)系轉(zhuǎn)換分以下兩種情況:

-可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，這時(shí)與該聯(lián)系

相連的各實(shí)體的鍵以及聯(lián)系本身的屬性都轉(zhuǎn)換為

關(guān)系的屬性，且每個(gè)實(shí)體的鍵都是該關(guān)系的侯選

鍵；

-也可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，這時(shí)要

在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)關(guān)系模式的鍵

（作為外鍵出現(xiàn)）和聯(lián)系本身的屬性。

61

642左圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

(2)一個(gè)Ln聯(lián)系轉(zhuǎn)換分以下兩種情況:

-可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，這時(shí)與該聯(lián)系

相連的各實(shí)體的鍵以及聯(lián)系本身的屬性都轉(zhuǎn)換為

關(guān)系的屬性，而關(guān)系的鍵為n端實(shí)體的鍵。

-也可以與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，這時(shí)要在該關(guān)

系模式的屬性中加入1端關(guān)系模式的鍵(作為外鍵)

和聯(lián)系本身的屬性，關(guān)系的鍵為n端實(shí)體的鍵。

62

642%乏圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

(3)一個(gè)m：n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。與

亥聯(lián)系相連的各實(shí)體的鍵以及聯(lián)系本身的屬性均

轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，關(guān)系的鍵是各個(gè)實(shí)體鍵的組

合。

(4)三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為

一個(gè)關(guān)系模式。與該多元聯(lián)系相連的各個(gè)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，而

關(guān)系的碼為各個(gè)實(shí)體碼的組合。

(5)同一實(shí)體集的實(shí)體間的聯(lián)系，可按

1:1,1:n,m:n分別處理。63

642W-左圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

例，將下面的E?R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。

部「J

J

參加聯(lián)系

職工工作（職工號(hào),產(chǎn)品號(hào),工作天數(shù)，…）

“供應(yīng)”聯(lián)系

供供應(yīng)（產(chǎn)品號(hào)，供應(yīng)商號(hào)，零件號(hào),供應(yīng)量）

零

件（寫件號(hào),寄件名，…）

64"次圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

形成了一般數(shù)據(jù)模型后，下一步工作是向

特定的RDBMS的模型轉(zhuǎn)換。

65

645數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

什么是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化？

數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的結(jié)果不是唯一的。

為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的性能，可以根

據(jù)應(yīng)用需要適當(dāng)修改、調(diào)整數(shù)據(jù)模型的

結(jié)構(gòu)。

66

645數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論作

為指導(dǎo)。

主要方法是：

-確定數(shù)據(jù)依賴

-對(duì)各個(gè)關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理,

消除冗余的聯(lián)系

-按照數(shù)據(jù)依賴的理論對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行逐一分析，

確定各關(guān)系模式屬于哪一范式

-對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，提高數(shù)據(jù)操作的效

率和存儲(chǔ)空間的利用率67

644設(shè)計(jì)用戶子模式

罩念模型轉(zhuǎn)換為全局邏輯模型后，還需要根

據(jù)局部應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)用戶的外模式