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1、项目四,开发图书管理数据库系统,任务目录,设计图书管理数据库,任务十二,能力目标和知识目标,能力目标,1能够进行数据库的分析和设计； 2能够绘制E-R图； 3能够将E-R图转换为关系模式。,知识目标,1了解实体联系图、关系模式和范式等概念； 2了解数据库的一般设计方法。,任务导入,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设中的核心技术，具体说，数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。 本节的主要内容有： 1E-R关系模型数据库设计 2. 关系模型的规范化 3.
2、数据库的一般设计方法,相关知识,一、E-R关系模型数据库设计 使用计算机来处理现实世界的具体事务，必须通过模型对其进行模拟和抽象。 1E-R模型 模型可分为两类，一类是概念模型，一类是数据模型。 1概念模型 概念模型是对概念世界的管理对象、属性及其信息的描述形式。概念模型不依赖计算机及数据库管理系统，它是现实世界的真实全面反映，是现实世界到机器世界的一个中间层次。,相关知识,概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。 概念模型一方面应该具有较强的语义表达能力，能够方便、直接地表达应用中的各
3、种语义知识，另一方面它还应该简单、清晰、易于为用户理解。,信息世界涉及的概念,相关知识,相关知识,2E-R模型 概念模型的表示方法很多，其中最为著名、最为常用的是实体-联系方法（Entity - Relationship Approach）。 该方法用E-R图来描述现实世界的概念模型，E-R方法也称为E-R 模型。 E-R图提供了表示实体、属性和联系的方法：,相关知识,2关系数据库的关系 1关系的分类 模型分为概念模型和数据模型两类。 数据模型是对客观事物及其联系的数据描述，是实体联系模型的数据化。 我们现在研究的数据模型主要是关系模型，它是目前最重要的一种数据模型。 关系模型用关系表示实体及
4、其之间的联系，关系模式则是对关系的描述，它通常包括关系名和组成该关系的多个属性名、域名、属性向域的映射等4个部分，可简单记为R(D1,D2,Dn)，其中R为关系名，D1,D2,Dn为属性名。关系模型是所有的关系模式、属性名和关键字的集合。,相关知识,关系数据库中，两个实体型之间的关系可以分为三类：,实际上，一对一关系是一对多关系的特例，而一对多关系又是多对多关系的特例,相关知识,2将概念模型转换为关系模型 在关系数据库设计中将概念模型转换为关系模式实际上就是将E-R模型转换为关系模式的过程。E-R模型向关系模型的转换不仅要解决实体型转换为关系模式的问题，更要解决如何将实体和实体间的联系转换为关
5、系模式，如何确定这些关系模式的属性和码。 关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合。E-R模型则是由实体、实体属性和实体之间的联系三个要素组成的。所以将E-R模型转换为关系模型实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式，这种转换一般遵循如下原则：,相关知识,（1）一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。 （2）一个1: 1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的码均是该关系的候选码。如果与某一端实体对应的关系
6、模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性。 （3）一个1: n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为n端实体的码。,相关知识,（4）一个m: n联系转换为一个关系模式。与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。 （5）三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系模式。 与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。,相关知识,
7、二、关系模型的规范化 关系数据库范式理论是在数据库设计过程中需要依据的准则，才能确保数据的准确性和可靠性。 这些准则被称为规范化形式，即范式。 在数据库设计过程中，对数据库进行检查和修改并使它符合范式的过程叫做规范化。 范式按照规范化的级别分为5种：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）和第五范式（5NF）。在实际的数据库设计过程中，通常需要用到的是前三类范式。,相关知识,相关知识,三、数据库的一般设计方法 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六个阶段:,任务实施,一、设计图书管理数据库,任务实施,一、设计图书管理数
8、据库,1. 需求分析 在这个阶段中，将对需要存储的数据进行收集和整理，并组织建立完整的数据集。 图书管理数据库系统通过观摩实际的运作流程进行需求分析，从而得出该图书借阅的实际运作过程。 2. 概念设计 在需求分析的基础上，用E-R模型表示数据及其相互间的联系，产生反映用户信息需求的概念模型。概念设计的目的是准确地描述应用领域的信息模式，支持用户的各种应用，概念设计的成果是绘制出图书管理数据库系统的E-R图。,一、设计图书管理数据库,通过对图书管理数据库的概念设计，获得以下两方面的成果。 （1）图书管理数据库需要表述的信息有以下几种： 图书信息 读者信息 借阅信息 图书类别信息 部门信息,一、设
9、计图书管理数据库,（2）图书管理数据库系统的E-R模型。,图12-2图书管理数据库系统的E-R图,一、设计图书管理数据库,3逻辑设计 （1）利用E-R图到关系模式转换的有关知识，将图书管理数据库的E-R图转换为系统的关系模型。 部门信息（部门编号，部门名称） 读者借阅卡信息（借阅卡编号，姓名，部门编号，电话，Email，借阅数量） 图书类别信息（类别编号，类别名称） 图书信息（图书编号，图书名称，类别编号，出版社，作者，单价） 借阅信息（借阅卡编号，图书编号，借阅日期，还书日期） 其中部门信息、读者借阅卡信息、图书信息和图书类别信息分别对应一个实体，而借阅信息对应一个多对多的联系。,一、设计图
10、书管理数据库,（2）将逻辑模式规范化和性能优化 对数据库的性能、存储空间等优化。 数据库逻辑模型的规范化。 对图书管理关系模型的规范化表示如下： department(deptID,dept) readers(reraderID,name,deptID,tel,email,borrownum) type(typeID,typename) books(bookID,bookname,typeID,publisher,author,price) borrow(readerID,bookID,borrowdate,returndate),一、设计图书管理数据库,（3）确定数据表和表中的字段 根据我们
11、所给出的实体得到图书借阅的数据表结构，我们需要为这些字段添加一些简单的描述，包括每个字段应该使用什么样的数据类型，以及有什么特殊限制等。 （4）建立约束，以保证数据的完整性和一致性。 建立主键约束，以惟一标识数据表的各条记录。 建立数据表之间的关联，并根据建立的关联，实现表之间的参照完整性。 对表中一些字段建立检查约束。,一、设计图书管理数据库,通过前面实体关系的转换，我们建立了数据表之间的关联。,图12-3 完整的图书管理数据库系统的逻辑模式,一、设计图书管理数据库,4. 物理设计 数据库物理设计的任务是在数据库逻辑设计的基础上，为每个关系模式选择合适的存储结构和存取路径的过程。 （1）选择
12、存储结构：设计物理存储结构的目的是确定如何在磁盘上存储关系、索引等数据库文件，使得空间利用率最大而数据操作的开销最小。 （2）选取存储方法：选择存取方法的目的是使事务能快速存取数据库中的数据。任何数据库管理系统都提供多种存取方法。其中最常用的是索引方法。,一、设计图书管理数据库,在前面工作的基础上，我们选择SQL Server 2005数据库管理系统建立数据库并设计相应的数据表，完成后数据表如下所示： 读者部门信息表department，部门编号为主键，表结构如下 读者借阅卡信息表readers，借阅卡编号为主键，表结构如下,一、设计图书管理数据库,书刊类型信息表type，类型编号为主键，表结
13、构如下 书刊信息表books, 书刊编号为主键，表的结构如下,一、设计图书管理数据库,书刊借阅信息表borrow，书刊编号和借阅卡编号为主键，表的结构如下,能力拓展,能力拓展,创建图书销售管理数据库 1. 需求分析：收集和整理图书销售管理相关的数据，了解图书销售的实际运作过程。 2. 概念设计：绘制出图书销售管理数据库的E-R图。 3逻辑设计：将图书销售管理数据库的E-R图转换为系统的数据模型，并对数据模型进行优化处理，最后建立数据表之间的关联。 4. 物理设计：为关系模式选择合适的存储结构和存取路径的过程。,在WEB中访问图书管理数据库,任务十三,能力目标和知识目标,能力目标,1能够在Vis
14、ual Studio 2005中创建数据库； 2能够建立数据库联接； 3能够在ASP.NET中配置数据源，使用对数据库的访问。,知识目标,1熟悉Visual Web Developer 2005 Express安装； 2熟悉Visual Studio 2005集成开发环境； 3了解在Visual Studio 2005集成开发环境中创建动态网页的基本操作。,任务导入,当不使用数据库管理系统操作数据库，应根据应用需求开发界面友好的数据库应用程序。 ASP.NET是微软公司最新推出的基于.NET框架的新一代网络编程语言，是它提供了生成一个完整的Web应用程序所必需的各种服务。使用该技术，能够有效地
15、开发数据库应用程序。 微软的Visual Studio 2005是开发ASP.NET 2.0应用程序最好用的集成开发环境，是一套完整的开发工具集合，对于后台数据库的连接、用户界面的生成等都有强大的支持。,任务导入,本项目的主要任务有： 1. 安装使用Visual Web Developer 2005 Express，建立ASP.NET 2.0的运行环境和开发环境； 2. 创建ASP.NET网站； 3. 在Visual Studio 2005中连接图书管理数据库； 4. 利用数据控件创建管理数据动态网页； 5创建添加数据动态网页。,相关知识,一、Visual Studio 2005集成开发环境
16、1.NET Framework框架 ASP.NET的全称为“Active Server Pages.NET”，将软件设计和Web设计融为一体，同时与Visual Basic.NET、Visual C+.NET和Visual C#等程序设计语言紧密结合，从而为Web开发人员提供了一个更为强大的编程空间。 ASP.NET是一种建立在CLR（Common Language Runtime，通用语言运行时）基础之上的程序开发架构。它几乎是完全基于组件和模块化的，开发人员可以使用这个开发环境来开发更加模块化、功能更强大的Web应用程序。,相关知识,.NET包含了一种使用开放标准的XML格式交换信息的标准化格式。可扩展标记语言（Extensible Markup Language，XML）不需要请求者具备任何有关数据存储、如何保存信息的专门知识。 .NET支持软件的Web Services标准，可请求在使用了开放平台标准的简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol，SOAP）和XML的远程软
