第5章 数据库应用系统设计

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1、数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 第五章 数据库应用系统 设计5.1 数据库应用系统开发过程5.2 数据库应用系统设计应用举例数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计数据库设计是建立数据库及其应用系统的技 术，是信息系统开发和建议中的核心技术。由于 数据库应用的复杂性，为了支持相关应用程序的 运行，数据库设计就变得异常复杂，最佳设计不 可能一次就成。而只能是一种“反复探寻，逐步求 精”的过程。数据库设计内容包括结构特性设计和行为特 性设计。前者是指数据库总体概念的设计，它应 该是具有最小数据冗余的、能反映不同用户数据 需求的、能实现数据共享的系统

2、。后者是指实现 数据库用户业务活动的应用程序的设计，用户通 过应用程序来访问和操作数据库。 第五章 数据库应用系 统设计数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计按照规范设计的方法，考虑数据库及其应 用系统开发全过程，将数据库设计分为以下6个 阶段：u 需求分析阶段 u 概念结构设计阶段 u 逻辑结构设计阶段 u 物理结构设计阶段 u 数据库实施阶段 u 数据库运行和维护阶段5.1 数据库应用系统开发过程 概述数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计按数据库应用系统是在计算机硬件软件系统和某一 种数据库管理系统的支持下，针对某一方面应用的信息 管理系统。如

3、常见的银行存取款系统、民航售票系统、 图书借阅系统、财务管理系统、旅店服务系统、网上购 物系统等都是数据库应用系统的具体事例。设计数据库应用系统不是一件容易的事，一般来说 ，大型数据库的设计需要一年甚至几年的时间、汇集许 多专家通力合作才能完成。比如要有以下的专家：5.1 数据库应用系统开发过程 概述数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计比如要有以下的专家： 熟悉数据库设计的理论专家 熟悉某一种或几种数据库管理系统的专家 熟悉某一种或几种数据库应用系统开发工具的专家 熟悉面向数据库应用的具体业务管理的专家但对小型数据库应用系统来说，可能这些角色主要 由一个人来承担。5.1

4、 数据库应用系统开发过程 概述数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计需求分析阶段的主要任务是： 了解和掌握数据库应用系统开发对象（或称用户，它 将是利用数据库进行管理信息的单位）的工作业务流程 和每个岗位、每个环节的职责； 了解和掌握信息从开始产生或建立，到最后输出、存 档或消亡所经过的传递和转换过程； 了解和掌握各种人员在整个系统活动过程中的作用 需求分析阶段的主要目标是画出数据流图， 建立数据字典和编写需求说明书。 5.1.1 需求分析阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计数据流图(data flow diagram，简记DFD)是描述 实际

5、业务管理系统工作流程的一种图形表示法，它使用 带箭头的连线表示数据的流动方向或者表示前者（即不 带箭头的一端）对后者（即箭头所指向的一端）的作用 ，用圆圈表示进行信息处理的一个环节，用双线段或开 口矩形表示存档文件或实物，用矩形表示参与活动的人 员或部门。例如，购物活动的数据流图如下： 5.1.1 需求分析阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 5.1.1 需求分析阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计数据字典(data dictionary，简记DD)是对系统 工作流程中数据和处理的描述。在数据库应用系统设 计中，它是最原始的数据字典，以后

6、在概念设计和逻 辑设计中的数据字典都由它依次变换和修改而得到。 如在购物活动中，主要数据就是营业员开据的购物单 ，它可以包括商品代号、商品名称、品牌、数量、单 价、总价、付款盖章等数据项。购物活动中的处理任 务包括选购处理和收款处理，选购处理又包括两项任 务，一是营业员按照顾客要求开据购物单并交给顾客 ，二是根据顾客交款后的购物单付给顾客物品。 5.1.1 需求分析阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计需求说明书就是系统总体设计方案，它包括上述 的数据流图和数据字典，包括系统设计的总体目标，系 统适宜采用的计算机系统和数据库管理系统及相应配置 情况，包括系统开发人员组

7、成、开发费用和时间，包括 划分系统边界，即哪些数据和处理由计算机完成，哪些 数据和处理仍由人工完成，包括对用户使用系统的要求 等许多方面的详细内容。需求说明书是开发单位与用户单位共同协商达成的 文档，一般要经过有关方面的专家进行评审和通过。它 是以后各阶段进行开发和设计的主要依据，也是最终进 行系统鉴定和评价的依据。 5.1.1 需求分析阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计例如，在购物活动中，可根据原始数据构成三种 用于计算机管理的数据文件：A. 根据各种商品目录建立对应的商品数据文件， 每种商品可以包括商品代号、名称、品牌、颜色、规 格、单价、数量等数据项；B.

8、根据顾客购物单建立对应的销售数据文件，每 条记录包括商品代号、名称、品牌、单价、数量、营 业员、顾客号等数据项；C. 根据每笔收款建立对应的收款数据文件，如包 括商品代号、单价、数量、总价、收款员号、营业员 号等数据项。 5.1.1 需求分析阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计概念设计阶段的主要任务和目标是根据需求分析 的结果找出所有数据实体，包括一般实体和联系实体 ，画出对应的ER图。对于较复杂的系统，通常首先要 根据各个岗位、各个用户对数据和使用权限的不同要 求画出各自对应的局部ER图，然后把各个局部ER图综 合起来形成统一的整体ER图。由局部ER图到整体ER

9、图不是简单的叠加，而是要把有关设计人员集中起来 ，进行讨论和协调，消除某些命名冲突和语义冲突， 消除多余的实体、联系或属性，合并有关的实体、联 系或属性，分解有关的实体、联系或属性等。总之， 要在局部ER图的基础上进行整体设计和优化，使之具 有较高的结构化和规范化。 5.1.2 概念设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计概念设计也要贯彻概念单一化原则，即一个 实体只用来反映一种事实，一个实体中的所有属 性都是用来直接描述码的，而不是用来描述其他 非码属性，甚至其他实体中的属性的。若实体中 存在部分依赖和传递依赖，则应进行分解，使之 消除这些依赖。 5.1.2 概念

10、设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计在上述列举的购物活动中，通过需求分析，我们 能够等到商品实体、销售实体和收款实体。商品实体的 主码是商品代号，销售实体中如没有一种特性做主码， 就可以选用一个整数属性按自然顺序编码做主码，收款 实体也如此，没有合适的属性做主码。它们的ER图如下： 5.1.2 概念设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 5.1.2 概念设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 5.1.2 概念设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计逻辑设计阶段的主要任务和目标

11、是：根据概念 设计的结果设计出数据库的逻辑结构模式，包括全局 模式和各个外模式。由于现在普遍应用的是关系型数 据库管理系统，所以要设计的数据库逻辑模式也就自 然是指关系型的逻辑结构模式。物理设计阶段的任务和目标是根据数据库的逻辑 设计结果设计出相应的内模式。对于关系型数据库系 统来说，它能够自动把用户设计好的数据库全局模式 转换为相应的内模式，至多需要用户考虑是否建立索 引，使用什么方式的索引等简单问题，一般不需要对 数据库的物理设计进行专门的讨论。 5.1.3 逻辑设计和物理设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计主在购物活动系统中，按前面的概念结构模式， 得到的

12、逻辑结构模式应包括3个基本表，定义如下：商品表：create table 商品表(商品代号 char(8) primary key,名称 char(8) not null,品牌 char(6),体积 char(14),颜色 char(6),单价 float check(单价0) not null,库存数量 int check(库存数量=0) default 0 )5.1.3 逻辑设计和物理设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计create table 销售表(交易序号 int primary key check(交易序号0),商品代号 char(8) not nu

13、ll,名称 char(8) not null,品牌 char(6),体积 char(14),颜色 char(6),单价 float check(单价0) not null,购买数量 int check(库存数量=0) default 0，foreign key (商品代号) references 商品表(商品代号)5.1.3 逻辑设计和物理设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计create table 收款表(收款序号 int primary key check(收款序号0),商品代号 char(8) not null,单价 float check(单价0) no

14、t null,购买数量 int check(购买数量=0) default 0,总价 float check(总价=0) not null,foreign key (商品代号) references 商品表(商品代号)5.1.3 逻辑设计和物理设计阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计机器实现阶段的主要任务和目标就是在实际的计 算机系统中建立数据库应用系统。它包括建立数据库 模式（即逻辑结构模式和存储结构模式），通过装入 数据建立真实的数据库，按照需求分析中规定的对数 据的各种处理要求，结合特定的DBMS和开发环境编 写出相应的应用程序和开发出相应的操作界面。总之 ，

15、要在机器上得到一个满足设计要求的、功能完善和 操作方便的数据库应用系统。 5.1.4 机器实现阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计此阶段主要靠数据库管理员(DBA)做日常的系统 管理和维护工作，他需要经常听取用户意见，需要利 用专门的系统测试和分析软件对系统运行状态进行检 测，以便更好地维护系统。当系统运行一段时间后，用户可能会提出新的功 能要求，DBA应尽量在原有系统的基础上给予修改 和扩充。随着时间的推移和计算机技术的飞速发展， 原有系统总有一天不能满足用户的基本要求和客观环 境的需要，必须重新建设，到此一个数据库应用系统 的生命周期就结束了，新系统的生命周期就

16、开始了。 5.1.5 运行与维护阶段数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计5.2.1 需求分析假定对一个旅店进行深入地业务流程分析 后画出如下所示的数据流图。5.2 数据库应用系统设计应用 举例数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 5.2.1 需求分析数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 5.2.1 需求分析1. 数据表根据数据流图和数据库设计的要求建立各种数据 表如下： (1) 旅客登记表由旅客填写的登记单整理而成，它可以包括旅客 姓名、性别、来源地、单位、身份证号、登记日期、 联系电话、消费卡号等数据项组成，其中消费卡号由 总台会计填写，其余由旅客填写。 数据库原理与SQLServer应用第5章 数据库应用系统设计 5.2.1 需求分析(