《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》PPT課件

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1、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 賈長云 () 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 賈長云 () 2 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 本章主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述（了解） 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程（領(lǐng)會） ER模型 （綜合應(yīng)用） ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 （綜合應(yīng)用） ER模型實例分析 （理解） 小結(jié) 賈長云 () 3 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點 理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程 掌握需求分析的任務(wù)和方法 掌握概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法 賈長云 () 4 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 一、軟件工程與軟件生存期 軟件工程： 用工程化的方法與理論來指導(dǎo)軟件開發(fā)的過程， 以提高軟件質(zhì)量和開發(fā)效率，降低開發(fā)成本 。 軟件危機 軟件神話

2、 軟件生存期 ： 從軟件的規(guī)劃、研制、實現(xiàn)、投入運行后的維 護，直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個期間 。 規(guī)劃階段 需求分析階段 設(shè)計階段 編碼階段 測試階段 運行維護階段 賈長云 () 5 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 二、數(shù)據(jù)庫工程與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期 數(shù)據(jù)庫工程： 以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的軟件系統(tǒng)， 屬于軟件工程，但有所區(qū)別。 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 與之相關(guān)的應(yīng)用軟件設(shè)計 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期 ： 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)從開始 規(guī)劃、設(shè)計、實現(xiàn)、維護到最后被新的系統(tǒng) 取代而停止使用的整個期間。 定義：規(guī)劃、需求分析 設(shè)計：概念、邏輯、物理 實現(xiàn)與運行 賈長云 () 6 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.1

3、 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 二、數(shù)據(jù)庫工程與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存 期 規(guī)劃階段 ：一個單位、企業(yè)的信息化 規(guī)劃 需求分析階段 ：綜合各個用戶的應(yīng)用需求 概念設(shè)計階段 ：形成獨立于機器特點，獨立于各個 DBMS產(chǎn)品的概念模式 (E-R圖 ) 邏輯設(shè)計階段 ： E-R圖轉(zhuǎn)換成具體 DBMS支持的數(shù) 據(jù)模型，形成數(shù)據(jù)的外模式 物理設(shè)計階段 ：根據(jù) DBMS特點和處理的需要，進 行物理存儲安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。 賈長云 () 7 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 規(guī)劃 需求分析 系統(tǒng)設(shè)計 程序編制 調(diào)試 運行維護 運行和維護 實現(xiàn) 物理設(shè)計 邏輯設(shè)計 概念設(shè)計 需求分析 規(guī)劃 軟件生存期 數(shù)據(jù)庫生存期 賈長云 () 8

4、數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2 規(guī)劃與需求分析 6.2.1 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃 目標(biāo)：信息化的程度 人 管理規(guī)范化 軟件與硬件條件 規(guī)劃階段的三個步驟 系統(tǒng)調(diào)查： 對企業(yè)組織作全面的調(diào)查，畫出組織層次圖，以了解企業(yè)的組織 結(jié)構(gòu) 可行性分析 從技術(shù)、經(jīng)濟、效益、法律等族方面對建立數(shù)據(jù)庫的可行性進 分析；寫出可行性分析報告；組織專家進行討論其可行性 確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的總目標(biāo)和制定項目開發(fā)計劃 賈長云 () 9 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.2 需求分析 1、目標(biāo)： 分析用戶的需要與要求 充分了解原系統(tǒng)的工作概況 明確用戶的各種需求 確定新系統(tǒng)的功能。 考慮今后可能的擴充和改變 2、需求分析的重點 信息要求 處理要求

5、安全性與完整性要求。 賈長云 () 10 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.2 需求分析 3、需求分析的難點 用戶無法準(zhǔn)確地表達自己的需求 所提出的需求往往不斷地變化； 設(shè)計人員缺少用戶的專業(yè)知識，不易理解用 戶的真正需求，甚至誤解用戶的需求； 新的硬、軟件技術(shù)的出現(xiàn)也會使用戶需求發(fā) 生變化 4、需求分析的方法： 調(diào)查研究 分析表達 賈長云 () 11 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.2 需求分析 5、調(diào)查研究 步驟 (1)調(diào)查組織機構(gòu)情況： 包括組織部門的組成情況 和職責(zé)等。 (2)調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動情況，包括各個部門輸 入和使用什么數(shù)據(jù)、如何加工處理這些數(shù)據(jù)、輸出 什么信息、輸出到什么部門、輸出結(jié)果的

6、格式是什 么等 。 (3)協(xié)助用戶明確對新系統(tǒng)的各種要求，包括信息 要求、處理要求、完全性與完整性要求 。 (4)確定新系統(tǒng)的邊界：人機完成的功能分解 。 賈長云 () 12 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.2 需求分析 6、常用調(diào)查方法 跟班作業(yè)：通過親身參加業(yè)務(wù)工作了解業(yè)務(wù) 活動的情況。 開調(diào)查會：通過與用戶座談來了解業(yè)務(wù)活動 情況及用戶需求。 請專人介紹。 詢問：對某些調(diào)查中的問題，可以找專人詢 問。 設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫。 查閱記錄：查閱與原系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄 賈長云 () 13 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.2 需求分析 7、分析和表達用戶需求 SA (Structured Analysis)

7、 方法 ：自頂向下 從最上層系統(tǒng)組織機構(gòu)入手，采用逐層分解 的方式分析系統(tǒng)，并用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典 描述系統(tǒng)。 SA方法的具體步驟 根據(jù)調(diào)查分析，得到如下所示的系統(tǒng)高層抽象圖 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲 信息要求 數(shù)據(jù) 來源 處理 數(shù)據(jù) 輸出 處理要求 賈長云 () 14 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.2 需求分析 分解處理功能和數(shù)據(jù)：逐步分解形成若干層 次的數(shù)據(jù)流圖，數(shù)據(jù)流圖表達了數(shù)據(jù)和處理 過程的關(guān)系；數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)字典來描述。 用戶評審并認(rèn)可 8、需求分析工作 分析用戶活動產(chǎn)生，產(chǎn)生 業(yè)務(wù)流程圖 確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生 系統(tǒng)范圍圖 分析用戶活動涉及的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生 數(shù)據(jù)流圖 分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生 數(shù)據(jù)字典

8、賈長云 () 15 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.3 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典： 各類數(shù)據(jù)描述的集合 數(shù)據(jù)項： 是不可再分的數(shù)據(jù)單位。對數(shù)據(jù)項的描述 數(shù)據(jù)項名 , 數(shù)據(jù)項含義說明 ,別名 ,數(shù)據(jù)類型 ,長度 ,取值范圍 ,取值含義 ,與其他 數(shù)據(jù)項的邏輯關(guān)系 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)描述 數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)名 ,含義說明 ,組成 :數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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?。?shù)據(jù)流描述 數(shù)據(jù) 流名 ,說明 ,數(shù)據(jù)流來源 ,數(shù)據(jù)流去向 ,組成 :數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) , 平均流量 , 高峰期流量 數(shù)據(jù)存儲： 是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的停留或保存處，也是數(shù)據(jù)流的來源和 去向之一。數(shù)據(jù)存儲描述 數(shù)據(jù)存儲名

9、,說明 ,編號 ,流入的數(shù)據(jù) 流 ,流出的數(shù)據(jù)流 ,組成 :數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ,數(shù)據(jù)量 ,存取方式 處理過程 ：描述處理過程的說明性信息。處理過程描述 處理 過程名 ,說明 ,輸入 :數(shù)據(jù)流 ,輸出 :數(shù)據(jù)流 ,處理 :簡要說明 賈長云 () 16 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.3 數(shù)據(jù)字典 例：學(xué)生學(xué)籍管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。 數(shù)據(jù)項以學(xué)號為例： 數(shù)據(jù)項： 學(xué)號 含義說明：唯一標(biāo)識每個學(xué)生 別名： 學(xué)生編號 類型： 字符型 長度： 8 取值范圍： 00000000至 99999999 取值含義：前兩位標(biāo)別該學(xué)生所在年級，后六位按順序編號 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以學(xué)生為例 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 學(xué)生 含義說明： 定義了一個學(xué)生的有

10、關(guān)信息 組成： 學(xué)號，姓名，性別，年齡，所在系，年級 賈長云 () 17 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.3 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)流以體檢結(jié)果為例 數(shù)據(jù)流： 體檢結(jié)果 說明： 學(xué)生參加體格檢查的最終結(jié)果 數(shù)據(jù)流來源：體檢 數(shù)據(jù)流去向：批準(zhǔn) 組成： 平均流量： 高峰期流量： 數(shù)據(jù)存儲以學(xué)生登記表為例 數(shù)據(jù)存儲： 學(xué)生登記表 說明： 記錄學(xué)生的基本情況 流入數(shù)據(jù)流： 流出數(shù)據(jù)流： 組成： 數(shù)據(jù)量： 每年 3000張 存取方式： 隨機存取 賈長云 () 18 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.2.3 數(shù)據(jù)字典 處理過程以分配宿舍為例 處理過程：分配宿舍 說明： 為所有新生分配學(xué)生宿舍 輸入： 學(xué)生，宿舍， 輸出： 宿舍安排

11、 處理： 在新生報到后，為所有新生分配學(xué)生 宿舍。要求同一間宿舍只能安排同一性別的學(xué)生 ，同一個學(xué)生只能安排在一個宿舍中。安排新生 宿舍其處理時間應(yīng)不超過 15分鐘。 賈長云 () 19 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.3 概念設(shè)計 一、概念結(jié)構(gòu) 1、目標(biāo) :在數(shù)求分析的基礎(chǔ)上完成 概念模式 設(shè)計 2、為什么需要概念設(shè)計 準(zhǔn)確反映用戶需求 獨立于 DBMS 3、概念結(jié)構(gòu)的特點 真實充分反映現(xiàn)實世界及其聯(lián)系，現(xiàn)實世界的真實模型 易于用戶理解 易于修改 易于轉(zhuǎn)化為邏輯模式 賈長云 () 20 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.3 概念設(shè)計 二、概念設(shè)計的主要步驟與方法 局部概念模式 針對每個用戶 (類 )的需求，進行數(shù)

12、據(jù)抽象 常用方法是聚集與概括 局部概念模式綜合成全局概念模式 局部模式的綜合 調(diào)整、修改與協(xié)調(diào) 評審 用戶評審 DBA評審 常用方法： ER方法。 賈長云 () 21 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 圖 5.2 數(shù)據(jù)庫的各級模式 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 轉(zhuǎn)換 映像 映像 賈長云 () 22 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 三、數(shù)據(jù)抽象 數(shù)據(jù)抽象：抽象是從實際事物中抽取所關(guān)心的共同 特性，忽略非本質(zhì)的細節(jié)，并把這些特性用各種概 念精確地加以描述。一般有三種常用抽象： 分類： 具有某些共同的

13、特性和行為的對象，“ is member of” ，在 E-R模型中，實體型就是這種抽象。 聚集： 定義某一類型的組成成分。它抽象了對象內(nèi)部類 型和成分之間“ is part of”的語義。 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“ is subset of”的語義。概括具有繼承性：子類繼 承超類上定義的所有抽象。 E-R模型中用雙豎邊的矩形 框表示子類，用直線加小圓圈表示超類 -子類的聯(lián)系。 6.3 概念設(shè)計 賈長云 () 23 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 6.3.4 局部 ER模型 一、 ER模型 實體聯(lián)系模型 (1976) ER模型的基本元素 實體：可以區(qū)別的客觀事物 需求描述中

14、出現(xiàn)的主要名詞 實體 聯(lián)系 屬性 ER模型圖例 聯(lián)系：實體之間存在的關(guān)系 需求描述中的動詞 一個實體可能涉及多個聯(lián)系 屬性：實體中的某一特性 實體標(biāo)識符，只有一個 值域：屬性的取值范圍 聯(lián)系的屬性：描述聯(lián)系的特征 賈長云 () 24 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 實例：老師 學(xué)生 老 師 學(xué) 生 教 m n 學(xué)號 姓名 專業(yè) 班級 職稱 性別 姓名 職號 賈長云 () 25 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 二、屬性的分類 1、基本屬性和復(fù)合屬 性（可否再分） 圖 5.4 地址屬性的層次結(jié)構(gòu) 郵政編碼 ?。ㄊ校?名 地 址 區(qū) 名 街 道 家庭地址 門牌號碼 圖 5.5 多值屬性的表示 零件編碼 零 件 零件名 供應(yīng)商

15、規(guī)格 進貨價格 銷售價格價 格 2、單值屬性和多值屬 性（對一個實體對象是 否只能取一個值） 多值屬性用雙框表示 多值屬性可以轉(zhuǎn)化 賈長云 () 26 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 二、 屬性的分類 多值屬性的處理 將原來的多值屬性 用幾個新的單值屬 性來表示。 將原來的多值屬性 用一個新的實體類 型表示 聯(lián)系類型： 1： N 弱實體：依賴于原 實體而存在 表示方法：雙線框 圖 5.6 多值屬性的變換 （ 1） 零件編碼 零 件 零件名 供應(yīng)商 規(guī)格 進貨價格 經(jīng)銷價格 代銷價格 批發(fā)價格 零售價格 圖 5.7 多值屬性的變換 （ 2） 零件編碼 零 件 零件名 供應(yīng)商 規(guī)格 進貨價格 銷售性質(zhì) 售貨價格 存在 銷售價格 1 N 賈長云 () 27 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 小結(jié) 軟件工程生存期與數(shù)據(jù)庫工程生存期 數(shù)據(jù)庫設(shè)計全過程 規(guī)劃 需求分析 概念設(shè)計 邏輯設(shè)計 物理設(shè)計 實現(xiàn) 運行與維護 需求分析 分析的目的 方法 需求分析的目標(biāo) 賈長云 () 28 數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用 下課了。 休息。