2013年自考《數(shù)據(jù)庫原理》串講-數(shù)據(jù)庫設計

更新時間：2012-12-10 10:16:03 來源：|0

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　　第五章數(shù)據(jù)庫設計

　　與上一章不同，本章的實用性較強，詳細講述了數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計的全過程。重點是概念設計中 ER模型的設計方法，邏輯設計中 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換方法 .

　　一、數(shù)據(jù)庫設計概述( 識記 )

　　1、軟件生存期：是指從軟件的規(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。它包括六個階段：( 規(guī)需設編試運維 )

　　(1)規(guī)劃階段

　　(2)需求分析階段

　　(3)設計階段

　　(4)程序編制階段

　　(5)調(diào)試階段

　　(6)運行維護階段

　　2、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期

　　數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)也是一項軟件工程，稱為數(shù)據(jù)庫工程，數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)也有生存期的概念，通常包括七個階段：

　　(1)規(guī)劃階段

　　(2)需求分析階段

　　(3)概念設計階段

　　(4)邏輯設計階段

　　(5)物理設計階段

　　(6)實現(xiàn)階段

　　(7)運行維護階段

　　3、數(shù)據(jù)庫設計方法學

　　一個好的數(shù)據(jù)庫設計方法應該能在合理的期限內(nèi)，以合理的工作量產(chǎn)生一個有實用價值的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

　　數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)的設計分為以下幾個階段：規(guī)劃、需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計。

　　二、規(guī)劃( 識記 )

　　數(shù)據(jù)設計中的規(guī)劃階段的主要任務是進行建立數(shù)據(jù)庫的必要性及可性性分析，確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在組織中和組織中和信息系統(tǒng)中的地位，以及各個數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系。

　　三、需求分析( 識記 )

　　需求分析階段應對系統(tǒng)的整個應用情況作全面的、詳細的調(diào)查、確定用戶的目標，收集支持系統(tǒng)總的設計目標的基礎數(shù)據(jù)和對這些數(shù)據(jù)的要求，確定用戶需求，并把這些要求寫成用戶和數(shù)據(jù)庫設計者都能夠接受的文檔。

　　確定用戶需求可以通過對不同層次的企業(yè)管理人員進行個人訪問得到。還應了解系統(tǒng)將來要發(fā)生的變化，充分考慮系統(tǒng)的可能的擴充和變動，使系統(tǒng)設計更符合未來發(fā)展方向。

　　需求分析的步驟大致分為三步：即需求信息的收集、分析整理和評審。

　　數(shù)據(jù)字典：是對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的詳盡描述，它提供對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)描述的集中管理。它包含以下幾個部分：數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和加工過程。

　　四、概念設計( 識記 )

　　1、概念模型：可以看成是現(xiàn)實世界到機器世界的一個過渡的中間層次。在設計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，要把現(xiàn)實世界的事物通過認識和抽象轉(zhuǎn)換為信息世界的概念模型，再把概念模型轉(zhuǎn)換為機器世界的數(shù)據(jù)模型。

　　2、概念設計的主要步驟：分三步完成：(1)進行數(shù)據(jù)抽象，設計局部概念模式;(2)將局部概念模式綜合成全局概念模式;(3) 評審 .

　　3、數(shù)據(jù)抽象：數(shù)據(jù)抽象的兩種形式：聚集和概括：

　　聚集：其數(shù)學意義就是笛卡爾積的概念，通過聚集，形成對象之間的一個聯(lián)系對象。如有一些對象：“老師，課程，班級，上課時間”，通過聚集可以得到一個聯(lián)系對象“課程表”。聚集表示的是“is_part_of”的關(guān)系。

　　概括：是從一類其他對象形成一個對象。如有桃樹、李樹、杏樹等對象，我們通過概括或以得到一個對象“樹”。概括表示的是“is_a”的關(guān)系，如“李樹”是一種“樹”。

　　4、基本ER模型的擴展( 領會 )

　　ER(實體聯(lián)系)模型是對現(xiàn)實世界的一種抽象，它的主要成份是實體、聯(lián)系和屬性 .但是在現(xiàn)實世界中還有一些特殊的語義。需要擴展ER模型的概念才能更好地模擬現(xiàn)實世界。

　　依賴聯(lián)系：在現(xiàn)實世界中，有些實體對一另一些實體有很強的依賴關(guān)系，即一個實體的存在必須以另一實體的存在為前提。前者就稱為“弱實體”，如在人事管理系統(tǒng)中，職工子女的信息就是以職工的存在為前提的，子女實體是弱實體，子女與職工的聯(lián)系是一種依賴聯(lián)系。在ER圖中用雙線框表示弱實體。用箭頭表示依賴聯(lián)系。

　　子類：在現(xiàn)實中，存在某個實體類型中所有實體同時也是另一實體類型中的實體，此時，我們稱前一實體類型為者的子類，后一實體類型稱為超類。子類有一個很重要的性質(zhì)繼承性。在ER圖中，超類用兩端雙線框表示，并用加圈的線與子類相連。

　　5、ER模型的操作( 領會 )

　　ER模型在數(shù)據(jù)庫概念設計過程中經(jīng)常需要進行變換，包括實體類型、聯(lián)系類型和屬性的分裂、合并和增刪等。

　　實體類型的分裂包括垂直分割、水平分割 .

　　注意：在垂直分割時，鍵必須在分裂后的每個實體類型中出現(xiàn)。在聯(lián)系類型合并時，所合并的聯(lián)系類型必須是定義在相同的實體類型中。

　　6、采用ER方法的數(shù)據(jù)庫概念設計( 領會 )

　　采用ER方法進行數(shù)據(jù)庫概念設計分成三步進行：

　　首先設計局部ER模式

　　然后把各局部ER模式綜合成全局ER模式

　　最后對全局ER模式進行優(yōu)化

　　五、邏輯設計

　　1、概念設計的結(jié)果是得到一個與DBMS無關(guān)的概念模式。而邏輯設計的目的是把概念設計階段設計好的基本 ER圖轉(zhuǎn)換為與選用的具體機器上的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模式相符合的邏輯結(jié)構(gòu) (包括數(shù)據(jù)庫模式和外模式)。