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1、会计电算化系统设计,系统设计是在系统分析的基础上，进一步确定系统的实现方法，给出系统的实现方案。本讲将介绍系统设计的一般概念，设计方法和工具。,系统设计的任务,系统设计的任务是将系统分析得到的系统逻辑模型，转化为可以实现的系统的物理模型。即解决如何做的问题。 系统设计的具体任务包括： 系统总体设计 系统配置设计（确定系统的硬件结构） 模块结构设计（确定系统的软件结构） 数据库设计（确定系统的数据结构） 系统的详细设计 代码设计 输入输出设计 模块设计 安全保密设计 编写系统设计报告,系统设计的原则,经济性原则 地投入，高产出。少花钱，多办事。 实用性原则 满足用户的需求（包括功能、性能等方面）
2、，使用方便。 适应性原则 适应环境的变化，容易维护。,系统配置设计,系统配置设计包括确定系统的体系结构，选择计算机硬件设备，选择系统软件。 系统的体系结构 单机批处理体系结构 联机处理体系结构 分布式处理体系结构 选择系统软件 操作系统、网络操作系统的选择 数据库管理系统的选择 软件开发工具的选择 选择计算机硬件设备 机型选择 数据量的估算及存储器的选择 网络连接设备的选择 输入输出方式的确定及输入输出设备的选择,数据库设计,信息系统是数据处理系统，哪些数据应该存放在系统中，数据在系统中存放方式如何，对系统的实用性，适应性，及系统的效率将产生重大的影响。数据库设计就是要确定哪些数据应该保存在系
3、统中，以及数据应该怎样被保存在系统中。 数据库设计包括数据库的概念设计，数据库的逻辑设计，及数据库的物理设计三个阶段。,数据库的概念设计,概念设计是对用户的数据需求进行分析，选择出用户感兴趣的有关数据，对其进行抽象，分类，命名，并描述数据之间的关系，得到数据库的概念模型。数据库设计的依据是系统分析阶段的数据字典，概念设计的方法是实体联系方法，所对应的工具是E-R图。,概念模型（实体联系模型）,实体:客观存在并可以相互区分的事物。 实体集：同类实体的集合。 属性：实体某方面的特征。实体通过其若干属性来描述。 域：属性的取值范围。 实体型：用实体集的名称及其属性名的集合来描述刻画同类实体，即得到相
4、应实体集的实体型。实体型是对实体集的抽象。 码：唯一标识实体的属性集合。 联系（实体型内部的联系，实体型之间的联系）,张三,男,350.00,001,王丽,女,360.00,099,实体集：职工,编号,基本工资,姓名,性别,实体:张三,属性,码,实体型：职工（编号，姓名，性别，基本工资）,三位数字的集合,域,返回,属性值,实体型之间的联系的种类及其表示,一对一（1:1）：若实体集A中的一个实体，在实体集B中至多只有一个实体与之对应，反之亦然，则称实体集A与实体集B的联系是一对一的。 一对多（1:m）：若实体集A中的一个实体，在实体集B中有多个实体与之对应，反之，实体集B中的一个实体，在实体集A
5、中至多只有一个实体与之对应，则称实体集A与实体集B的联系是一对多的。 多对多（m:n）：若实体集A中的一个实体，在实体集B中有多个实体与之对应，反之亦然，则称实体集A与实体集B的联系是多对多的。,班长,学生,学生,班级,管理,班级,社团,隶属,隶属,1,1,1,m,m,n,实体B,实体A,联系名,？,？,实体型之间的联系的种类及其表示,例：,E-R图,用图形方式直观的描述实体型及其联系。 实体联系模型是概念级的模型，是各种机器数据模型的基础。在实际应用中要转换成机器数据模型才能得到DBMS的支持。,学生,学号,姓名,出生日期,性别,班级编号,课程,课程编号,课程名称,学时数,学分,选修,m,n
6、,成绩,E-R图示例,学生,学号,姓名,出生日期,性别,班级编号,课程,课程编号,课程名称,学时数,学分,选修,m,n,成绩,E-R图示例,属性,实体,实体间的联系也可能需要属性来描述,联系,数据库的逻辑设计,数据库的逻辑设计要将数据库的概念模型转换为数据库管理系统所支持的机器数据模型，并进行优化。 机器数据模型可分为:层次模型，网状模型和关系模型，前两者已被淘汰。以下现介绍关系模型，在介绍将概念模型转换为关系模型的方法及其优化方法。,关系模型,数据结构（二维表） 关系模型用二维表来表示实体集和实体间的联系。一张二维表就是一个关系。二维表既可以表示实体集，也可以表示实体集之间的联系，且不论这种
7、联系是什么类型的（1:1/1:m/m:n），都不需要作任何转换。,关系模型实例,概念模型,学生关系,课程关系,选课关系,关系模型,关系模型的常用术语,域（Domain）：值的集合 迪卡尔积（Cartesian Product）： 一组域D1,D2,Dn的迪卡尔积D1D2Dn 记为: D1D2Dn=(d1,d2, ,dn)|diDi,i=1,2, ,n 如：若有域D1=s01,s02,D2=张三，李四，D3=01,02 则： D1D2 D3 =(s01,张三,01),(s01,张三,02),(s01,李四,01),(s01,李四,02), (s02,张三,01),(s02,张三,02),(s02
8、,李四,01),(s02,李四,02),关系模型的常用术语（续）,关系（Relation）: 迪卡尔积的子集。 元组（Tuple）：表中的一行，表示一个实体。在一个关系中，不得有两个相同的元组，元组的次序无关紧要。 属性（Attribute）：关系二维表中的一列，列的次序无关紧要。 分量（Component）：元组中的属性值,取前述迪卡尔积的子集构成学生关系： 学生关系= (s01,张三,01),(s02,李四,01) 用表格表示：,元组,属性,分量,关系模型的常用术语（续）,主码（Primary key）：关系的一个最小属性集合，关系中的每个元组在此属性集上的取值不同。因而能唯一地区分关系中
9、的各元组。有时一个关系中有多个这样的属性集，则取一个为主码，其他的叫候选码（Candidate key）,主码,关系模型的常用术语（续）,关系模式（Relation schema）：关系模式是对关系的描述，它包括关系名、组成关系的各属性、属性到域的映射关系、属性间的依赖关系等。属性到域的映射关系常常直接说明为属性的类型和长度。关系模式可简记为：关系名（属性集）,上述关系的关系模式：学生（学号，姓名，班号）,关系模型的完整性约束,关系模型的完整性约束可分为三类 实体完整性约束(Entity Integrity)（主码约束/主键约束） 若属性A是基本关系R的主码的组成部分，则属性A不能取空值。 基
10、本关系：所谓基本关系（基本表/基表）是实际存在的表，是实际存储数据的逻辑表示。它与视图表、查询表不同，后者不对应实际存储的数据。 空值：不知道的或无意义的值。,学生（学号，姓名，班号）,不得取空值,关系模型的完整性约束（续）,参照完整型约束(Referential Integrity) 若基本关系R1中含有与另一个基本关系R的主码K对应的的属性组FK（FK称为R1的外部码）,且K和FK定义在同一个（一组）域上，则对R1的元组来说，FK要么取空值，要么取R中某个元组对应的主码值。,学生关系,课程关系,选课关系,关系模型的完整性约束（续）,用户定义的完整性约束 实体完整性约束和参照完整性约束用于任
11、何关系数据库系统，而用户定义的完整性约束则是针对某个具体的数据库的。它由用户的具体应用要求而定。如：规定属性基本工资的取值不得低于300元。 关系模型必须提供定义和检查上述三类完整性约束的机制。,不得低于300,关系模型的数据操纵,关系模型的数据操纵是基于严格的数学理论的。它具有以下特点： 操作是集合操作：操作的对象和操作的结果都是记录集合（关系） 语言是非过程化的：用户只需指出干什么，而不必指出怎么干。 关系数据操纵语言的数学基础：关系代数或关系演算，前者是基于代数方式的，而后者则是基于逻辑方式的。关系演算按谓词变元的基本对象是元组变量还是域变量又可分为元组关系演算和域关系演算，这两（三）种
12、方式的能力是等价的。即：用关系代数能完成的操作，用关系演算也能完成，反之亦然。,将概念模型转换为关系模型,将概念模型中的每个实体转换为一个关系 转换规则：实体名为关系名，实体的属性为关系的属性，实体的码为关系的码。 将概念模型中实体与实体的联系转换为一个关系 转换规则：联系名为关系名，相联系的两个实体的码以及描述联系的属性成为关系的属性，若联系是多对多的，则两个实体的码共同组成关系的码；若联系是一对多的，则多方实体的码成为关系的码；若联系是一对一的，则两个实体的码均可作为关系的候选码。 将码相同的关系进行合并,概念模型转换为关系模型示例,概念模型,学生,学号,姓名,出生日期,性别,班号,课程,
13、课程编号,课程名称,学时数,学分,选修,m,n,成绩,选课关系(学号，课程编号，成绩),课程关系(课程编号，课程名称，学时数，学分),关系模型,学生关系(学号,姓名,出生日期,性别,班号）,关系的规范化,一个关系中的属性相互之间存在联系，我们称之为数据依赖。不良的数据依赖使得在存放数据时产生许多问题。这些问题是： 数据冗余以及由此引起的空间浪费，数据修改困难。 数据插入异常和删除异常 例如：对下述关系，假设有100个学生，这些学生同属一个专业，该专业为一年制，每个同学选修了同样的20门课程。试分析其存在的问题。 学生（学号，姓名，性别，年龄，专业编号，专业名称，课程编号，课程名称，成绩）,问题
14、,冗余度大,插入异常,删除异常,函数依赖,函数依赖 定义：设R(U)是属性集U上的一个关系模式，X,Y是U的子集，若对关系模式R(U)的任何一个当前关系，不可能有两个元组在属性集X上的值相同而在属性集Y上的值不同，则称X函数决定Y或Y函数依赖于X，记作X Y。 完全函数依赖和部分函数依赖 若XY，且对X的任何一个真子集X都有X Y，则称X完全函数决定Y，或Y完全函数依赖于X。记作X Y。否则称X部分函数决定Y，或Y部分函数依赖于X，记作：X Y。 传递函数依赖 若对于属性集X、Y、Z，有X Y，Y X，Y Z，则称X传递函数决定Z，或Z传递函数依赖于X，记作X Z。,t,f,p,码、主属性与非
15、主属性,码：对于关系模式R(U)，K包含于U中，若K U，则称K为R(U)的码。 主属性与非主属性：包含在码中的属性为主属性，否则为非主属性。,f,范式,范式的概念 满足某些确定的约束条件的关系的集合，称之为范式。按照约束条件的严格程度，将范式分为不同的级别。在函数依赖的范畴中，范式按级别高低依次是1NF,2NF,3NF和BCNF。 1NF 若一个关系的所有属性都是原子属性，则该关系属于第一范式。 2NF 若关系R1NF，且R中不存在非主属性对码的部分函数依赖，则称R2NF。 3NF 若关系R2NF，且R中不存在非主属性对码的传递函数依赖，则称R3NF。 BCNF 若关系R中任何非平凡函数依赖
16、的左面均包含了R的一个码，则称关系RBCNF。,关系的规范化,1NF2NF,学生（学号，姓名，性别，年龄，专业编号，专业名称）,学生（学号，姓名，性别，年龄，专业编号，专业名称，课程编号，课程名称，成绩）,学生选课（学号，课程编号，成绩）,课程（课程编号，课程名称）,投影,破坏非主属性对码的部分函数依赖,不丢失属性,维持原有数据间的关系,关系的规范化,2NF3NF,学生（学号，姓名，性别，年龄，专业编号，专业名称）,学生（学号，姓名，性别，年龄，专业编号）,学生（专业编号，专业名称）,投影,破坏非主属性对码的传递函数依赖,不丢失属性,维持原有数据间的关系,数据库的物理设计,略,模块结构设计,模块结构设计的任务是设计出软件的总体结构，即软件由哪些功能模块组成，模块间的相互关系如何。 结构化设计方法：模块化，由顶向下，逐步求精 模块的概念 模块是组成系统的，可以组合，分解，更换的，易于处理的具有一定功能的程序单元。模块之间具有一定
