2013年自考《數(shù)據(jù)庫原理》串講-數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
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第五章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
與上一章不同，本章的實(shí)用性較強(qiáng)，詳細(xì)講述了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程。 重點(diǎn) 是概念設(shè)計(jì)中 ER模型的設(shè)計(jì)方法， 邏輯設(shè)計(jì)中 ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換方法 .
一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述( 識記 )
1、 軟件生存期 ：是指從軟件的規(guī)劃、研制、實(shí)現(xiàn)、投入運(yùn)行后的維護(hù)、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(shè)編試運(yùn)維 )
(1)規(guī)劃階段
(2)需求分析階段
(3)設(shè)計(jì)階段
(4)程序編制階段
(5)調(diào)試階段
(6)運(yùn)行維護(hù)階段
2、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期
數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)也是一項(xiàng)軟件工程，稱為數(shù)據(jù)庫工程，數(shù)據(jù)庫應(yīng)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(shè)計(jì)階段
(4)邏輯設(shè)計(jì)階段
(5)物理設(shè)計(jì)階段
(6)實(shí)現(xiàn)階段
(7)運(yùn)行維護(hù)階段
3、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)
一個好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法應(yīng)該能在合理的期限內(nèi)，以合理的工作量產(chǎn)生一個有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為以下幾個階段：規(guī)劃、需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)。
二、規(guī)劃( 識記 )
數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)中的規(guī)劃階段的主要任務(wù)是進(jìn)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(yīng)對系統(tǒng)的整個應(yīng)用情況作全面的、詳細(xì)的調(diào)查、確定用戶的目標(biāo)，收集支持系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)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(shè)計(jì)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(jìn)行個人訪問得到。還應(yīng)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(kuò)充和變動，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(xiàng)、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(shè)計(jì)( 識記 )
1、 概念模型 ：可以看成是現(xiàn)實(shí)世界到機(jī)器世界的一個過渡的中間層次。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)時，要把現(xiàn)實(shí)世界的事物通過認(rèn)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(jī)器世界的數(shù)據(jù)模型。
2、 概念設(shè)計(jì)的主要步驟 ：分三步完成：(1)進(jìn)行 數(shù)據(jù)抽象 ，設(shè)計(jì)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(xué)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(kuò)展( 領(lǐng)會 )
ER(實(shí)體聯(lián)系)模型 是對現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象，它的主要成份是 實(shí)體 、 聯(lián)系 和 屬性 .但是在現(xiàn)實(shí)世界中還有一些特殊的語義。需要擴(kuò)展ER模型的概念才能更好地模擬現(xiàn)實(shí)世界。
依賴聯(lián)系 ：在現(xiàn)實(shí)世界中，有些實(shí)體對一另一些實(shí)體有很強(qiáng)的依賴關(guān)系，即一個實(shí)體的存在必須以另一實(shí)體的存在為前提。前者就稱為“弱實(shí)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(shí)體是弱實(shí)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(shí)體。用箭頭表示依賴聯(lián)系。
子類 ：在現(xiàn)實(shí)中，存在某個實(shí)體類型中所有實(shí)體同時也是另一實(shí)體類型中的實(shí)體，此時，我們稱前一實(shí)體類型為者的子類，后一實(shí)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(lǐng)會 )
ER模型在數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常需要進(jìn)行變換，包括實(shí)體類型、聯(lián)系類型和屬性的分裂、合并和增刪等。
實(shí)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(shí)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(shí)體類型中。
6、 采用ER方法的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)( 領(lǐng)會 )
采用ER方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)分成三步進(jìn)行：
首先設(shè)計(jì)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(jìn)行優(yōu)化
五、邏輯設(shè)計(jì)
1、概念設(shè)計(jì)的結(jié)果是得到一個與DBMS無關(guān)的概念模式。而 邏輯設(shè)計(jì) 的目的是把概念設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本 ER圖轉(zhuǎn)換 為與選用的具體機(jī)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)。
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