access数据库设计案例详解课件.pptx
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1、数据库设计第七章第七章数据库设计 7.1 数据库设计过程与设计实例 7.2 需求分析 7.3 概念结构设计 7.4 逻辑结构设计 7.5 关系模式的规范化 7.6 设计实例期刊采编系统7.1 数据库设计过程与设计实例 前面章节介绍的内容只解决了系统的实现过程,即如何建立各种对象,但并没有解释为什么创建这些对象。 数据库设计是根据一个给定的应用环境,构造最优的数据模型,利用DBMS,建立数据库应用系统。 如何建立一个高效适用的数据库应用系统,是数据库应用领域中的一个重要课题。数据库设计是一项软件工程,具有自身的特点,已逐步形成了数据库设计方法学。 简单地讲,数据库设计包括结构设计和行为设计。结构
2、设计结构设计是指按照应用要求,确定一个合理的数据模型。数据模型是用来反映和显示事物及其关系的。结构设计的结果就是得到数据库中表的结构。行为设计行为设计是指应用程序的设计,将设计的结果物理化,实施数据库,如完成查询、修改、添加、删除、统计数据,制作报表等。行为设计要求满足数据的完整性、安全性、并发控制和数据库的恢复。 数据库设计要经历6个阶段:需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施数据库运行与维护需求分析数据流程图学生系授课效果教师教师信息授课选课学生信息成绩课程信息课程信息课程信息需求分析数据流数据流名称:教师信息数据流名称:教师信息来源:教师来源:教师去向:处理去向:处理授课
3、授课包含的数据项:包含的数据项: 教师号教师号 姓名姓名 性别性别 年龄年龄 职称职称 专业专业需求分析数据字典数据项名数据项名称称数据类型及长度数据类型及长度说明说明学号学号字符,固定长度字符,固定长度6前前4位为班号,后位为班号,后2位为在位为在班内序号班内序号学生姓名学生姓名字符,可变长度字符,可变长度8 学生性别学生性别字符,固定长度字符,固定长度2取值范围男或女取值范围男或女 概念结构设计系课程学生教师管理选修讲授注册11mnnmmn教师号系名系号专业出生日期性别姓名学号姓名性别职称年龄专业系主任电话照片评价分数课程号类别课程名学时逻辑结构设计“教学管理系统”的数据模型表示为:系(系
4、号,系名,系主任,电话)教师(教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄,系号)学生(学号,姓名,性别,出生日期,专业,照片,系号)课程(课程号,课程名,学时,类别)课程评价(教师号,课程号,评价)选修(学号,课程号,分数) 物理设计 进行物理结构设计是根据使用的计算机软硬件环境和数据库管理系统,确定数据库表的结构,并进行优化,为数据模型选择合理的存储结构和存取方法,决定存取路径和分配存取空间等。 建立索引的基本原则 1)如果一个属性(或一组属性)经常在查询条件或在连接操作的联接条件中出现,则考虑在这个属性(或这组属性)上建立索引(或组合索引) 2)如果一个属性经常作为最大值或最小值等聚合函数的参数
5、,则考虑在这个属性上建立索引数据库实施 数据库实施是运用DBMS建立数据库,创建各种对象(表、窗体、查询),编制与调试应用程序,录入数据,进行试运行数据库运行与维护 数据库系统正式投入使用后,还应不断进行评价、修改与调整。这一时期的工作就是数据库的运行和维护。数据库设计流程概念设计数据模型评价需求分析不满意逻辑设计物理设计性能评价数据库实施试运行运行与维护不满意不满意不满意7.2 需求分析 需求分析是数据库设计的起点和基础 需求分析阶段的工作是详细准确地了解数据库应用系统的运行环境和用户要求开发的目的是什么用户需要从数据库中得到的数据信息是什么输出这些信息采用何种方式或格式需求分析的方法-调查
6、 步骤调查各部门的组成和业务活动帮助用户进一步明确系统最终要求把结果以标准化的文档表示出来,如使用数据流程图、数据字典和需求说明等 方式发调查表请专业人员介绍询问跟班作业查阅资料数据流程图的基本画法数据流程图要表述出数据来源、数据处理、数据流程图要表述出数据来源、数据处理、数据输出以及数据存储,它主要反映了数据数据输出以及数据存储,它主要反映了数据和处理的关系。和处理的关系。 数据来源数据输出处理数据流数据存储数据流7.3 概念结构设计 任务将需求分析结果抽象为概念模型 方法建立E-R模型(Entity-Relationship model)E-R模型的表示方法为E-R图 E-R图实质表示了实
7、体、属性和实体间的联系7.3.1 E-R图的表示方法 实体用矩形表示,矩形框内写明实体名 属性用椭圆表示,椭圆内写明属性名,并且将椭圆用线与相应的实体连接。 联系用菱形表示,菱形框内写明联系名,并用线分别与有关的实体连接起来,同时在线上注明联系类型。(1:1,1:n或m:n)学生实体、课程实体的属性及其联系的E-R图表示 学生课程学号课程号课名学时性别姓名选修mn系、教师、学生和课程间的联系系课程学生教师管理选修讲授注册11mnnmmn确定出确定出实体与实体与实体间实体间联系联系教学管理的E-R模型 系课程学生教师管理选修讲授注册11mnnmmn教师号系名系号专业出生日期性别姓名学号姓名性别职
8、称年龄专业系主任电话照片评价分数课程号类别课程名学时填全填全实体实体属性属性7.3.2 建立E-R模型中的几个问题 相对原则对于同一对象抽象的结果可能不同 简单原则现实世界的事物能作为属性的尽量归为属性 设计过程设计局部E-R模型集成全局E-R模型解决三种冲突命名冲突属性冲突结构冲突简单原则举例学生宿舍学号宿舍号管理员等级性别姓名住宿m1管理费专业出生日期竣工时间入住时间学生学号宿舍号性别姓名专业出生日期不考虑宿舍的进一步信不考虑宿舍的进一步信息时,宿舍应作为属性息时,宿舍应作为属性建立E-R模型举例 例7-1 一个企业应用包括人员管理、生产管理、设备管理等功能模块。其中:人员管理需要记录职工
9、编号、职工姓名、职务(干部/工人)、年龄、性别等。一个职工工作于一个部门,一个部门有若干职工。对于部门应记录各部门的编号、部门名称、负责人、电话等信息。设计局部E-R模型人员管理的E-R图 人员部门职工编号编号部门名称性别职工姓名属于m1电话年龄职务负责人设计局部E-R模型设备管理的E-R图 人员设备处职工编号编号性别姓名装配m1电话年龄职务负责人包含nm零件零件编号名称规格管理设备名称价格设备编号1n数量装配日期设计局部E-R模型生产管理的E-R图 人员生产处职工编号编号名称性别姓名属于m1电话年龄职务负责人生产n1零件零件编号名称规格日期数量将局部E-R模型集成全局E-R模型人员部门职工编
10、号部门编号性别姓名装配m1电话年龄职务负责人包含nm零件零件编号零件名称规格管理设备设备名称价格设备编号1n装配数量装配日期部门名称生产1m生产数量生产日期7.4 逻辑结构设计 任务将概念设计结果转换为DBMS支持的数据模型 步骤将概念结构转换为数据模型将转换来的模型向特定DBMS支持的数据模型转换(这里使用关系数据库模型)对数据模型进行优化7.4.1 E-R模型转换为关系模型的方法 实体的转换一个实体转换为一个关系模式 实体间联系的转换一对一联系一对多联系多对多联系 主键的定义实体的转换 一个实体转换为一个关系模式 实体的属性就是关系模式的属性 实体的键就是关系的主键 例如教学管理系统中共有
11、教师、系、学生和课程四个实体,它们转换为关系模式后分别为教师(教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄)系(系号,系名,系主任,电话)学生(学号,姓名,性别,出生日期,专业,照片)课程(课程号,课程名,学时,类别) 一对一联系的转换 方法一联系转换为独立的关系模式模式的属性由联系本身的属性及两个实体的键构成主键由两个实体中的任意一个键构成 方法二将联系与一端的实体的关系模式合并,即将联系的属性加入到实体的关系模式内主键不变一对一联系的转换建立独立的关系模式实体对应关系模式分别为:实体对应关系模式分别为:班级(班级(班号班号,专业,人数),专业,人数)班长(班长(学号学号,姓名,专长),姓名,专长)
12、联系联系管理(管理(班号班号,学号),学号)班级班长班号学号姓名人数专业管理11专长关系模式关系模式“管理管理”的主的主键也可以选择学号键也可以选择学号一对一联系的转换合并到实体关系模式班级班长班号学号姓名人数专业管理11专长原实体对应关系模式分别为:原实体对应关系模式分别为: 班级(班级(班号班号,专业,人数),专业,人数) 班长(学号,姓名,专长)班长(学号,姓名,专长)将联系将联系“管理管理”合并到实体合并到实体“班班级级”对应的模式后为:对应的模式后为: 班级(班级(班号班号,专业,人数,专业,人数,学号学号) 班长(班长(学号学号,姓名,专长),姓名,专长)联系联系“管理管理”也可以
13、合并也可以合并到实体到实体“班长班长”对应的模对应的模式式一对多联系的转换 方法一联系转换为独立的关系模式模式的属性由联系本身的属性及两个实体的键构成主键由n端实体的键组成 方法二将联系与n端的实体的关系模式合并,即将联系的属性加入到实体的关系模式内主键不变一对多联系的转换建立独立的关系模式系教师系号教师号姓名年龄系主任系名管理1n性别职称专业电话实体对应的关系模式实体对应的关系模式 系(系(系号系号,系名,系主任,电话),系名,系主任,电话) 教师(教师(教师号教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄),姓名,专业,职称,性别,年龄)联系对应的关系模式联系对应的关系模式 管理(管理(教师号教师号
14、,系号),系号)一对多联系的转换合并到实体关系模式系教师系号教师号姓名年龄系主任系名管理1n性别职称专业电话实体对应的关系模式实体对应的关系模式 系(系(系号系号,系名,系主任,电话),系名,系主任,电话) 教师(教师(教师号教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄),姓名,专业,职称,性别,年龄)合并到实体合并到实体“教师教师”后后 教师(教师(教师号教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄,姓名,专业,职称,性别,年龄,系号)系号)只能合并只能合并到到“多多”的一端的一端多对多联系的转换 联系只能转换为独立模式模式的属性由联系本身的属性及两个实体的键构成主键由两端实体的键组合而成多对多联系的转换建
15、立独立的关系模式课程(课程(课程号课程号,课程名,学时,类别),课程名,学时,类别)学生(学生(学号学号,姓名,性别,专业,出生日期,照片),姓名,性别,专业,出生日期,照片)选修(选修(学号学号,课程号课程号,分数),分数)课程学生课程号学号姓名照片学时课程名选修mn性别出生日期专业类别分数7.4.2 E-R模型转换为关系模型举例 根据教学管理E-R模型建立教学管理系统的关系模型 根据例7-1的E-R模型建立企业应用系统的关系模型系课程学生教师管理选修讲授注册11mnnmmn教师号系名系号专业出生日期性别姓名学号姓名性别职称年龄专业系主任电话照片评价分数课程号类别课程名学时系(系(系号系号,
16、系名,系主任,电话),系名,系主任,电话)学生学生(学号学号,姓名,性别,出生日期,专业,照片),姓名,性别,出生日期,专业,照片)课程(课程(课程号课程号,课程名,学时,类别),课程名,学时,类别) 教师(教师(教师号教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄),姓名,专业,职称,性别,年龄)选修(选修(学号学号,课课程号程号,分数),分数)课 程 评 价课 程 评 价(教师号教师号,课 程 号课 程 号 ,评价)评价)管理(管理(教师号教师号,系号系号)注册(注册(学号学号,系号),系号)系(系号,系名,系主任,电话)课程(课程号,课程名,学时,类别)教师(教师号,姓名,专业,职称,性别,年龄,
17、系号)学生(学号,姓名,性别,出生日期,专业,照片,系号)选修(学号,课程号,分数)课程评价(教师号,课程号,评价)教学管理的关系模型教学管理的关系模型人员部门职工编号部门编号性别姓名装配m1电话年龄职务负责人包含nm零件零件编号零件名称规格管理设备设备名称价格设备编号1n装配数量装配日期部门名称生产1m生产数量生产日期设备(设备(设备编号设备编号,设备名称,价格)设备名称,价格)零件(零件(零件编号零件编号,零件名称,规格)零件名称,规格)人员(人员(职工编号职工编号,姓名,性别,年姓名,性别,年龄,职务)龄,职务)部门(部门(部门编号部门编号,部门名称,负责人,部门名称,负责人,电话)电话
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