2013年自考《数据库原理》串讲-数据库设计
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第五章 数据库设计
与上一章不同，本章的实用性较强，详细讲述了数据库应用系统设计的全过程。 重点 是概念设计中 ER模型的设计方法， 逻辑设计中 ER模型向关系模型的转换方法 .
一、数据库设计概述( 识记 )
1、 软件生存期 ：是指从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护、直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。它包括六个阶段：( 规需设编试运维 )
(1)规划阶段
(2)需求分析阶段
(3)设计阶段
(4)程序编制阶段
(5)调试阶段
(6)运行维护阶段
2、数据库系统生存期
数据库应用系统的开发也是一项软件工程，称为数据库工程，数据库应用系统也有生存期的概念，通常包括七个阶段：
(1)规划阶段
(2)需求分析阶段
(3)概念设计阶段
(4)逻辑设计阶段
(5)物理设计阶段
(6)实现阶段
(7)运行维护阶段
3、数据库设计方法学
一个好的数据库设计方法应该能在合理的期限内，以合理的工作量产生一个有实用价值的数据库结构。
数据库及其应用系统的设计分为以下几个阶段：规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。
二、规划( 识记 )
数据设计中的规划阶段的主要任务是进行建立数据库的必要性及可性性分析，确定数据库系统在组织中和组织中和信息系统中的地位，以及各个数据库之间的联系。
三、需求分析( 识记 )
需求分析阶段应对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查、确定用户的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能够接受的文档。
确定用户需求可以通过对不同层次的企业管理人员进行个人访问得到。还应了解系统将来要发生的变化，充分考虑系统的可能的扩充和变动，使系统设计更符合未来发展方向。
需求分析的步骤大致分为三步：即 需求信息的收集、分析整理和评审。
数据字典：是对系统中数据的详尽描述，它提供对数据库数据描述的集中管理。它包含以下几个部分：数据项、数据结构、数据流、数据存储和加工过程。
四、概念设计( 识记 )
1、 概念模型 ：可以看成是现实世界到机器世界的一个过渡的中间层次。在设计数据库系统时，要把现实世界的事物通过认识和抽象转换为信息世界的概念模型，再把概念模型转换为机器世界的数据模型。
2、 概念设计的主要步骤 ：分三步完成：(1)进行 数据抽象 ，设计局部概念模式;(2)将局部概念模式 综合 成全局概念模式;(3) 评审 .
3、 数据抽象 ：数据抽象的两种形式：聚集和概括：
聚集 ：其数学意义就是笛卡尔积的概念，通过聚集，形成对象之间的一个联系对象。如有一些对象：“老师，课程，班级，上课时间”，通过聚集可以得到一个联系对象“课程表”。聚集表示的是“is_part_of”的关系。
概括 ：是从一类其他对象形成一个对象。如有桃树、李树、杏树等对象，我们通过概括或以得到一个对象“树”。概括表示的是“is_a”的关系，如“李树”是一种“树”。
4、基本ER模型的扩展( 领会 )
ER(实体联系)模型 是对现实世界的一种抽象，它的主要成份是 实体 、 联系 和 属性 .但是在现实世界中还有一些特殊的语义。需要扩展ER模型的概念才能更好地模拟现实世界。
依赖联系 ：在现实世界中，有些实体对一另一些实体有很强的依赖关系，即一个实体的存在必须以另一实体的存在为前提。前者就称为“弱实体”，如在人事管理系统中，职工子女的信息就是以职工的存在为前提的，子女实体是弱实体，子女与职工的联系是一种依赖联系。在ER图中用双线框表示弱实体。用箭头表示依赖联系。
子类 ：在现实中，存在某个实体类型中所有实体同时也是另一实体类型中的实体，此时，我们称前一实体类型为者的子类，后一实体类型称为超类。子类有一个很重要的性质继承性。在ER图中，超类用两端双线框表示，并用加圈的线与子类相连。
5、ER模型的操作( 领会 )
ER模型在数据库概念设计过程中经常需要进行变换，包括实体类型、联系类型和属性的分裂、合并和增删等。
实体类型的分裂包括 垂直分割 、水平分割 .
注意：在垂直分割时，键必须在分裂后的每个实体类型中出现。在联系类型合并时，所合并的联系类型必须是定义在相同的实体类型中。
6、 采用ER方法的数据库概念设计( 领会 )
采用ER方法进行数据库概念设计分成三步进行：
首先设计局部ER模式
然后把各局部ER模式综合成全局ER模式
最后对全局ER模式进行优化
五、逻辑设计
1、概念设计的结果是得到一个与DBMS无关的概念模式。而 逻辑设计 的目的是把概念设计阶段设计好的基本 ER图转换 为与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模式相符合的 逻辑结构 (包括数据库模式和外模式)。
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