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1、数据库设计 （Database Design） 张祖平 中南大学信息科学与工程学院 信息与通信工程系 计算机楼301 2009年春季1大纲要求面向:计算机应用技术 硕士/工程硕士研究生讲授学时:32 课外学时:64 预修课程： 结构化程序设计 离散数学 数据库原理与技术 软件开发技术 数据结构2009年春季2硕士、工程硕士数据库设计张祖平教学目标及要求n本课程的教学目标是强化学生在进行大型 软件系统开发中进行数据库设计的能力， 对数据库的分析、设计、实现方法和过程 有较全面的掌握，培养大型系统项目管理 员与数据库理论研究与应用人才。n要求掌握数据库设计与优化的理论基础与 基本方法，了解数据库的
2、最新进展与最新 理论与技术。对数据库规范化理论与数据 库编程技术有较深的了解，对大型系统中 数据库的设计有较好的理论与技术依据。2009年春季3硕士、工程硕士数据库设计张祖平具体内容：n1、数据库设计基础。n在介绍典型系统应用模型、典型数据库应用领 域、典型数据库系统、典型数据库开发工具、 典型数据模型及描述方法的基础上，重点讲述 面向大型数据库系统的数据库设计方法与应用 ，引出信息模型设计方法及信息模型设计所用 的CASE工具。n2、数据库设计技术。n数据库设计的方法及数据库分析与优化的主要 理论与技术，重点讲述基于CASE工具的数据 设计方法与数据模型表示技术。2009年春季4硕士、工程硕
3、士数据库设计张祖平具体内容：n3、典型实例分析。n分析多个有代表性的大型软件项目的关键技术 ，基于具体实例，重点讲述从信息需求到数据 库设计整个过程的实际解决方案与技术。n4、基于新技术的数据库设计与应用。n主要讲述数据库技术的发展，重点讲述基于O RDBMS的数据库设计理论、技术及应用2009年春季5硕士、工程硕士数据库设计张祖平教材及主要参考书n 教材: n康诺利（Connolly,T.M.） 等著，何玉洁 等译 :数据库 设计教程（第二版）计算机科学丛书,机械工业出 版社，2005.1.nThomas Connolly and Carolyn Begg. Database solutio
4、n (second edition): a step by step guide to build database. 2004n主要参考书:n孙星明,张祖平等.数据库原理及应用,中南大学出版社 ,2005.7 n考核方式:考试2009年春季6硕士、工程硕士数据库设计张祖平n概论(Introduction)n关系模型（Relational Model)n关系数据库设计基础(Database design based on Relational Model)第一部分:数据库设计基础2009年春季71 概论 (Introduction)1.1 典型系统应用模型 1.2 典型数据库应用领域 1.3
5、典型数据库系统 1.4 典型数据库开发工具 1.5 典型数据模型及描述方法2009年春季8n典型应用系统物理结构图1.1 典型系统应用模型2009年春季9硕士、工程硕士数据库设计张祖平全局共享数 据管理软件全局共享 数据B O M编 码 信 息基础数据生产管理 数据综合信息 数据营销管理 数据经 营 计 划财 务 管 理办 公 自 动 化人 力 资 源销 售 管 理售 后 管 理远 程 信 息ERPCAD /CA ECA PPCA MPDM生 产 计 划采 购 管 理库 存 管 理质 量 管 理生 产 信 息设 备 管 理n典型应用系统逻辑结构图2009年春季10硕士、工程硕士数据库设计张祖平
6、数据集成数据抽取, 转换和加 载省中 心业 务数 据库DSS 原始 数据元数据 库数据仓库层通用构件层Web构件层用户界面层Web构件Web构件数据库服务 器应用服务器Web服务器WEB浏览器本机操作 系统HTML页面DHTML页 面XML页面本机应用 程序管理数 据库、 其它数 据DSS 多维 数据通用查询构件通用统计构件通用分析构件通用预警构件通用预测构件通用管理构件数据分析与展现接口典型系统分 层结构2009年春季11硕士、工程硕士数据库设计张祖平1.2典型应用领域n工矿企业生产与管理n产、供、销，人、财、物；OA，电子商务；nMIS；MRPII；ERP；PDM；CIMS；CRM；n政府
7、机关、学校及其它事业单位的管理n财务，人事，图书管理；电子政务；OAn商业单位管理n购销，财务，人事；商业MIS；电子商务；ERP；nIT行业管理nMIS；考勤管理；项目管理；资源管理；流程管理n金融、证券、保险等的管理n电信、邮政、媒体传播、娱乐等的管理2009年春季12硕士、工程硕士数据库设计张祖平1. 3 典型数据库系统国外商业系统nORACLEnV7.3.4,8.0.5,8.1.6,8i,9i,10g,11i,11g nSYBASEnV12.0,12.5 nSQL SERVERnv7.0,2000,2003,2005 nDB2nV9.1 nINFORMIX nINGRESnVFPnAC
8、CESSnMySQLnInterBase2009年春季13硕士、工程硕士数据库设计张祖平1. 3 典型数据库系统国内成熟系统n1988年研制了我国第一个自主版权的数据 库管理系统CRDSn具有一定影响的国产数据库软件n国信贝斯公司的i BASEn人大金仓公司的KingbaseESn北京航天神舟软件公司研制的OSCAR对象关 系型数据库 n华中理工大学的DM系统n东大阿尔派的OpenBASE2009年春季14硕士、工程硕士数据库设计张祖平1. 3 典型数据库系统国内成熟系统(2) ni BASE数据库的突破：(i internet,三星SDS采用)n数据类型和存储结构上支持重复字段、子字段的处
9、理，能根据数据对象分配存储空间，实现自适应变 长存储；n在数据类型、数据模型和存储结构上，采用独特的 外挂文件方式支持多媒体数据管理和超大文本数据 的管理，自带全文检索引擎，能实现对海量数据高 效的全文查询；n在异构系统的互联互访上，i BASE数据库从根本上 解决了不同硬件平台、不同操作系统、不同数据库 管理系统之间互联互访的技术难题，能实现对异构 系统数据库的快速访问查询；n在安全级别上，i BASE数据库实现系统级、数据库 级、记录级和字段级四级安全控制，达到国际安全 标准B2级，从系统底层确保国家信息安全。2009年春季15硕士、工程硕士数据库设计张祖平1. 3 典型数据库系统国内成熟
10、系统(3)n1996年研制出DM2(英文为“Database Multimedia”的简写 ，中文为“达梦”),现 在为DM3(华中2001,12,13通过鉴定)n三权分立的安全机制，使安全级别达到B1级。 n层次关系OO混合数据模型，和扩展的 数据类型使 nDM2能自然而方便地处理空间数据。 n扩展的多媒体数据类型使用DM2能一体化处理 多媒体数据。2009年春季16硕士、工程硕士数据库设计张祖平1. 3 典型数据库系统国内成熟系统(4)n2004年1月，达梦公司正式推出DM4nDM4采用新的体系结构，重新设计了数据存储、并 发控制、事务处理、查询优化和执行等核心模块。nDM4是大型通用的数
11、据库管理系统软件，在功能、 性能上已经赶上国外同类产品（如Oracle 9i、SQL Server 2000等），某些方面还具有优势。nDM4更安全、更标准、更易用，具有低成本高性能 和本地化优势，支持大规模数据存储管理，能满足大 中小型应用需求（如典型的联机事务处理、电子商务 、电子政务等等）。n2006年3月10日，达梦数据库DM 5.0版本正式 发布 ,稳定性提高,现在是V5.62009年春季17硕士、工程硕士数据库设计张祖平1. 4 典型数据库系统开发工具n开发工具语言技术n商业DBS本身所带开发工具如FORMSnC，VC，C+nVBnPowerbuilder（简PB)nDelphin
12、JAVAn基于WEB开发的工具与技术如ASP/JSPn与DBS的接口ODBC/JDBCn平台与构架2009年春季18硕士、工程硕士数据库设计张祖平1.5 典型数据模型n数据模型，分为2类（层）：n概念模型，也称信息模型n逻辑模型，也称数据模型n典型模型：n层次模型、网状模型、关系模型、OO模型n典型数据库n层次数据库系统n网状数据库系统n关系数据库系统n面向对象数据库系统n对象-关系（O-R）数据库系统2009年春季19硕士、工程硕士数据库设计张祖平1.5 数据模型描述方法nER方法( Entity-Relationship Approach)Entity-Relationship Appro
13、ach)n nIDEFIDEF方法，方法，IDEF1XIDEF1X图图n nCASECASE工具工具2009年春季20硕士、工程硕士数据库设计张祖平学号学生姓名性别出生年份入学时间系图 学生实体及属性供应商供应项目零件供应量图 联系的属性2009年春季21硕士、工程硕士数据库设计张祖平仓库仓库号面积电话号项目项目号预算开工日期职工职工号姓名年龄职称零件零件号名称规格描述单价供应商供应商号姓名地址电话号帐号图 实体及其属性图2009年春季22硕士、工程硕士数据库设计张祖平供应商供应项目零件供应量mpn职工领导1n仓库工作仓库供应量1nnm图 实体及其联系图图 顾客贷款联系图顾客身份证号码姓名地址
14、借贷m贷款贷款号金额n2009年春季23硕士、工程硕士数据库设计张祖平借顾客身份证号码姓名地址m贷款贷款号金额n付款付款帐号付款日期付款金额还贷属于支行支行名地址资产贷存款存款号金额子集检查帐户存款帐户透支额利率n1q1n1 p雇员服务nm姓名电话部门号社保号领导1m图 银行系统E-R图2009年春季24硕士、工程硕士数据库设计张祖平供应商供应商号工作仓库零件项目职工地址账号电话号码仓库号姓名面积职称姓名电话号预算年龄职工号供应领导库存开工日期项目号单价名称描述规格零件号供应量库存量nnpmm1n1n2009年春季25硕士、工程硕士数据库设计张祖平ER图的扩展IDEF1X图2009年春季26硕
15、士、工程硕士数据库设计张祖平2 关系模型 Relational Model2.1 数据模型(Data Model) 2.2 关系键（Key) 2.3 关系完整性(Integrity) 2.4 关系语言对应教材上的第2章2009年春季272.1 数据模型n数据模型n表示实体间联系的模型n包括数据结构、数据操作、完整性约束条件n关系数据模型n表、关系数据结构n若干域的笛卡尔乘积的一个子集关系n关系语言数据操作n语句及规则n关系完整性完整性约束条件n三类完整性2009年春季28硕士、工程硕士数据库设计张祖平2.2 关系键（Key)n超键、主键、侯选键、外键 nA superkey is a set
16、of columns that has the uniqueness propertynA key( Candidate Key) is a minimal superkey: no subset of columns also has uniqueness property. nPrimary Key. A Primary Key of a table T is the candidate key chosen by the DBA to uniquely identify rows in T (usually used in references by other tables in “Foreign Key“)2009年春季29硕士、工程硕士数据库设计张祖平2.3 关系完整性(Integrity)n实体完整性n
