2013年自考《數據庫原理》串講-數據庫設計
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第五章 數據庫設計
與上一章不同，本章的實用性較強，詳細講述了數據庫應用系統設計的全過程。 重點 是概念設計中 ER模型的設計方法， 邏輯設計中 ER模型向關系模型的轉換方法 .
一、數據庫設計概述( 識記 )
1、 軟件生存期 ：是指從軟件的規劃、研制、實現、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：( 規需設編試運維 )
(1)規劃階段
(2)需求分析階段
(3)設計階段
(4)程序編制階段
(5)調試階段
(6)運行維護階段
2、數據庫系統生存期
數據庫應用系統的開發也是一項軟件工程，稱為數據庫工程，數據庫應用系統也有生存期的概念，通常包括七個階段：
(1)規劃階段
(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)實現階段
(7)運行維護階段
3、數據庫設計方法學
一個好的數據庫設計方法應該能在合理的期限內，以合理的工作量產生一個有實用價值的數據庫結構。
數據庫及其應用系統的設計分為以下幾個階段：規劃、需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計。
二、規劃( 識記 )
數據設計中的規劃階段的主要任務是進行建立數據庫的必要性及可性性分析，確定數據庫系統在組織中和組織中和信息系統中的地位，以及各個數據庫之間的聯系。
三、需求分析( 識記 )
需求分析階段應對系統的整個應用情況作全面的、詳細的調查、確定用戶的目標，收集支持系統總的設計目標的基礎數據和對這些數據的要求，確定用戶需求，并把這些要求寫成用戶和數據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管理人員進行個人訪問得到。還應了解系統將來要發生的變化，充分考慮系統的可能的擴充和變動，使系統設計更符合未來發展方向。
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。
數據字典：是對系統中數據的詳盡描述，它提供對數據庫數據描述的集中管理。它包含以下幾個部分：數據項、數據結構、數據流、數據存儲和加工過程。
四、概念設計( 識記 )
1、 概念模型 ：可以看成是現實世界到機器世界的一個過渡的中間層次。在設計數據庫系統時，要把現實世界的事物通過認識和抽象轉換為信息世界的概念模型，再把概念模型轉換為機器世界的數據模型。
2、 概念設計的主要步驟 ：分三步完成：(1)進行 數據抽象 ，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、 數據抽象 ：數據抽象的兩種形式：聚集和概括：
聚集 ：其數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系對象“課程表”。聚集表示的是“is_part_of”的關系。
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”的關系，如“李樹”是一種“樹”。
4、基本ER模型的擴展( 領會 )
ER(實體聯系)模型 是對現實世界的一種抽象，它的主要成份是 實體 、 聯系 和 屬性 .但是在現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實世界。
依賴聯系 ：在現實世界中，有些實體對一另一些實體有很強的依賴關系，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，子女與職工的聯系是一種依賴聯系。在ER圖中用雙線框表示弱實體。用箭頭表示依賴聯系。
子類 ：在現實中，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模型在數據庫概念設計過程中經常需要進行變換，包括實體類型、聯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。在聯系類型合并時，所合并的聯系類型必須是定義在相同的實體類型中。
6、 采用ER方法的數據庫概念設計( 領會 )
采用ER方法進行數據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模式進行優化
五、邏輯設計
1、概念設計的結果是得到一個與DBMS無關的概念模式。而 邏輯設計 的目的是把概念設計階段設計好的基本 ER圖轉換 為與選用的具體機器上的DBMS所支持的數據模式相符合的 邏輯結構 (包括數據庫模式和外模式)。
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