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1、单元2_1 数据库需求分析与概念设计（案例1）,数据库应用技术（SQL Server 2008 R2）,数据库开发与维护-需求分析与概念设计,2,工作任务,教务管理系统数据库的概念设计,1.自学Microsoft Office Visio制图软件。 2.阅读教务管理系统项目的需求分析，绘制DFD图。 3.根据项目需求分析建立概念数据模型，绘制ER图。,3,单元目标,能力目标 能够阅读项目需求分析报告 能够根据项目需求分析报告进行数据库的概念模型设计 能够使用Office Visio绘制DFD数据流图和ER概念模型图 能够阅读并理解数据模型有关的英文术语 知识目标 数据库需求分析（DFD数据流图
2、） 数据库概念设计（ER方法建模） 概念模型有关的英文术语 素质目标 通过项目需求分析，培养与客户沟通的能力。 通过学习Office的Visio软件绘图，培养学习新技术的能力。,4,学习内容知识框架,5,一、数据库需求分析,数据库需求分析方法,1,数据库需求分析案例,2,6,（一）需求分析方法,需求分析的重点 信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。 数据流图（Data Flow Diagram，DFD ） ：数据流 ：外部实体 ：数据处理 ：数据存储 数据字典（Data Dictionary，DD） 各类数据描述的集合，它是关于数据库中数据的描述，即元数据。 通常包括数据项、数据结构、数据流
3、、数据存储和处理过程五个部分。,DFD数据流图和DD数据字典,7,（二）教务管理系统需求分析,组织结构是用户业务流程与信息的载体，对分析人员理解企业的业务、确定系统范围具有很好的帮助,教务管理组织结构,8,（二）教务管理系统需求分析,数据流图表达了数据和处理过程的关系,教务管理数据业务流程(DFD),9,（二）教务管理系统需求分析,描述信息需求各类数据描述的集合,教务管理数据字典(DD),学生信息：学号、姓名、性别、出生日期、专业、入学录取分数等 课程信息：课程号、课程名、学分、课程类型、课程性质等 教师信息：职工号、姓名、性别、出生日期、职称、学历、学位、所属系部等 教材信息：教材号、教材名
4、、出版社、价格、订书数量、发放数量等 学生选课信息：学号、课程号、成绩等 教师授课信息：职工号、课程号、专业、班级、授课任务、评价等 课程选用教材信息：课程号、教材号、数量、班级等,10,（二）教务管理系统需求分析,描述功能需求编辑、查询、报表,教务管理处理需求,学生管理功能：添加、更新和删除学生学籍信息，查询和分类统计学生信息 课程管理功能：添加、更新和删除各专业课程信息，查询和分类统计课程信息 成绩管理功能：添加、更新和删除学生选课以及所选课程考试成绩信息，查询和分类统计学生选课以及考试成绩信息 授课管理功能：添加、更新和删除教师授课以及对所授课程的教学评价信息，查询和分类统计教师授课以及
5、对所授课程的教学评价信息 教材管理功能：添加、更新和删除相关课程的教材信息，查询和分类统计教材信息,对于以上功能需求按照自顶向下逐步求精的方法进行模块划分，按照用户的需求和习惯，应用C#、Java等程序设计语言和数据库接口技术ADO.NET、JDBC或ODBC等实现各功能模块的界面设计与数据访问,11,二、数据库概念设计,概念模型的基本要素,1,概念设计的一般步骤,2,12,（一）概念模型的基本要素,实体集 具有相同属性或特征的客观现实和抽象事物的集合 一个班级的学生 实体实例 客观存在并且可以相互区别的事物和活动的抽象 一个学生 实体型 对同类实体的共有特征的抽象定义 学号，姓名，性别 实体
6、值 符合实体型定义的每个具体实体 2011216001，赵成刚，男,实体（Entity，E）,在不会混淆的情况下一般简称为实体（E）,13,（一）概念模型的基本要素,联系集 实体之间相互关系的集合 例如：每位学生选各门课程的相互关系 联系实例 客观存在并且可以相互区别的实体之间的关系 例如：实体“学生”中的 “赵成刚”选择实体“课程”中的 “面向过 程程序设计”，成绩为96分 联系型 对同类联系共有特征的抽象定义 例如：（学号，课程号，成绩） 联系值 符合联系型定义的每个具体联系实例 例如：（2011216001，16020010，96）,联系（Relationship ， R）,在不会混淆的
7、情况下一般简称为联系（R）,14,（一）概念模型的基本要素,属性 描述实体和联系的特性 例如：学号，姓名，性别 属性值 属性的具体取值 例如：2011216001，赵成刚，男,属性（Attribute，A）,15,（一）概念模型的基本要素,候选键（Candidate key，CK） 能够唯一标识实体集或者联系集中每个实例的属性或属性组合，可以有多个。 例如：实体“学生”中的学号、身份证号、姓名（如果无重名） 主键（Primary Key，PK） 能够唯一标识实体集或者联系中每个实例的属性或属性组合，可在多个候选键中选择但只能有一个 。主键中的属性称为主属性，其他属性称为非主属性。 例如：实体“
8、学生”的主键为“学号”，实体“课程”的主键为“课程号”， 联系“选课”的主键为“学号+课程号”,键（ key ，K）,自然键：一些原本就可以唯一标识实例的属性，可直接选择作为主键 例如：学号、员工编号、社会保险号、驾照号码、发票号、订单号、产品号等 智能键：用几部分信息构造起来的属性，属性内部包含多种信息，帮助人们识别真实世界的某些事物 例如：身份证号用于唯一标识公民，某公民的身份证号为23000019990101671* 前6位：地址代码。230000代表黑龙江。 中间8位：代表出生日期。19990101代表1999年1月1日出生。 第15位和第16位：顺序码。67为证件顺序。 第17位：性
9、别码：如果是奇数就是男，如果是偶数就是女。此处1代表男。 最后一位：数字是验证码，是通过计算前面的数字得到的一个值，是用来验证前面身份证号码正确与否的验证码。 例如：图书馆某图书编号为978-7-115-19345-2TP311.138/269 图书-中国-人民邮电出版社-书序号-校验码，计算机技术大类、程序设计小类.数据库系统/书次号,16,（一）概念模型的基本要素,外键（Foreign key，FK） 一个或一组属性，其中包含另一个实体的主键，用于实现实体之间的联系与参照完整性。 例如：联系“课程选用教材”中的外键“课程号”和“教材号”，它们分别是实体“课程”和“教材”中的主键，通过这两个
10、外键可以关联到实体“课程”和实体“教材”中的相应实例，得到此课程和所选教材的具体信息。 例如：联系“选课”中的外键“学号”和“课程号”，它们分别是实体“学生”和“课程”中的主键，通过这两个外键可以关联到实体“学生”和实体“课程”中的相应实例，得到此学生和所选课程的具体信息。,键（ key ，K）,17,（一）概念模型的基本要素,联系分类,18,（一）概念模型的基本要素,实体集间或一个实体集内的各实体存在的联系 一对一联系（1：1）：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中至多有一个（也可以没有）实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1：1。 例如：公司和总经理，学
11、校和校长，教材与课程 一对多联系（1：n）：如果对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体（n0 ）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有一对多联系，记为1：n。 例如：班级和学生，家庭和成员，学生与班长 多对多联系（m：n）：如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中有n个实体（n0 ）与之联系，反之，对于实体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实体（m0）与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m：n。 例如：学生和课程，工人和零件，读者和图书,联系分类,19,二、数据库概念设计,概念设计的一般步骤,1,
12、概念模型的基本要素,2,20,（二）概念设计的一般步骤,初始化工程。这个阶段的任务是从目的描述和范围描述开始，确定建模目标，开发建模计划，组织建模队伍，收集源材料，制定约束和规范。其中收集源材料是这阶段的重点。通过调查和观察结果，由业务流程、原有系统的输入输出、各种报表、收集的原始数据形成了基本数据资料表。 定义实体。实体集合的成员都有一个共同的特征和属性集，可以从收集的源材料基本数据资料表中直接或间接标识出大部分实体。根据源材料名字表中表示物的术语以及具有“代码”结尾的术语，如客户代码、代理商代码、产品代码等将其名词部分代表的实体标识出来，从而初步找出潜在的实体，形成初步实体表。,21,（二
13、）概念设计的一般步骤,定义联系。根据实际的业务需求、规则和实际情况确定连接联系、联系名和说明，确定联系类型。即在前述三种联系（1:1,1:n,m:n）的基础上，进一步确定是标识联系、非标识联系（强制的或可选的）还是分类联系。如果子实体的每个实例都需要通过和父实体的联系来标识，则为标识联系，否则为非标识联系。在非标识联系中，如果每个子实体的实例都与而且只与一个父实体的一个实例关联，则为强制的，否则为非强制的。如果父实体与子实体代表的是同一个现实对象，那么它们为分类联系。 定义主键。为实体标识候选键属性，以便唯一识别每个实体，再从候选键中确定主键。为了确定主键和联系的有效性，通过非空规则和非多值规
14、则来保证，即一个实体的一个属性不能是空值，也不能在同一个时刻有一个以上的值。,22,（二）概念设计的一般步骤,定义属性。从源数据表中抽取说明性的名词开发出属性表，确定属性的所有者。定义非主键属性，检查属性的非空及非多值规则。此外，还要检查完全依赖函数规则和非传递依赖规则，保证一个非主键属性必须依赖于整个主键且仅仅是依赖于主键。以此得到了至少符合关系理论第三范式。 定义其他对象和规则。定义属性的数据类型、长度、精度、非空、默认值和约束规则等。定义触发器、存储过程、视图、角色、同义词、序列等对象信息。,23,三、ER建模方法概念设计,概念模型的ER表示方法,1,概念设计的ER设计过程,2,3,使用
15、Visio建立ER概念模型,24,(一）概念模型的ER表示方法,基本构件 实体：矩形 联系：菱形 属性：椭圆形 相连关系：连接线,ER图（Entity-Relationship Diagram）,25,(一）概念模型的ER表示方法,26,(一）概念模型的ER表示方法,实体本身也有内在的联系，职工实体集内部有领导和被领导的联系，即某职工为部门领导，领导若干职工，而一名职工仅被另外一名职工（领导）直接领导。,职工,领导,1,n,职工实体内1:n的E-R图,27,三、ER建模方法概念设计,概念设计的ER设计过程,1,概念模型的ER表示方法,2,3,使用Visio建立ER概念模型,28,（二）概念模型
16、的ER设计过程,设计出局部ER图。局部ER模型设计是从需求分析数据流图和需求文档出发确定实体和属性，并根据数据流图中表示的对数据的处理、确定实体之间的联系。 综合成初步ER图。局部ER图设计完成之后，将所有的局部ER图综合成全局概念结构。它不仅要支持所有的局部ER模式，而且必须合理地表示一个完善、一致的数据概念结构。一般可以使同一个实体只出现一次，进行两两合并，当然还要消除合并带来的一些属性、命名和结构的冲突，便可产生总体ER图。 优化成基本ER图。初步ER图是在对现实世界进行调查研究之后综合出来的全局和整体概念模型，但并不一定是最优的。需要经过仔细分析找出潜在的数据冗余，再根据应用需求确定是否消除冗余的属性或者冗余的联系。,29,商品进
