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1、第第 6 6 章章 数据库技术与数据库技术与Access 2003Access 2003 1 目 录上一页下一页 结 束本章内容本章内容 6.1 数据库技术基础数据库技术基础 6.2 数据库设计数据库设计6.3 数据库管理系统数据库管理系统6.4 数据库管理系统数据库管理系统Access 2003 2 目 录上一页下一页 结 束6.1 数据库技术基础数据库技术基础 6.1.1 数据库的基本概念数据库的基本概念 6.1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展 6.1.3 数据库系统的组成数据库系统的组成6.1.4 数据模型数据模型 6.1.5 关系数据库关系数据库返 回3 目 录上一页下一
2、页 结 束6.1.1 数据库的基本概念数据库的基本概念1.数据数据 数数据据是是指指存存储储在在某某一一种种媒媒体体上上能能够够识识别别的的物物理理符符号号。数数据据的的概概念念包包括括两两个个方方面面：其其一一是是描描述述事事物物特特性性的的数数据据内内容容；其其二二是是存存储储在在某某一一种种媒媒体体上上的的数数据据形式。形式。2.数据处理数据处理 数数据据处处理理是是指指对对各各种种形形式式的的数数据据进进行行收收集集、存存储储、加工和传播的一系列活动的总和。加工和传播的一系列活动的总和。3.数据库数据库 数数据据库库是是长长期期存存放放在在计计算算机机内内的的、有有组组织织的的、可可以
3、表现为多种形式的可共享的数据集合。以表现为多种形式的可共享的数据集合。4 目 录上一页下一页 结 束6.1.1 数据库的基本概念数据库的基本概念4.数据库管理系统数据库管理系统 数数据据库库管管理理系系统统（DBMS）是是对对数数据据库库进进行行管管理理的的系系统统软软件件，它它的的职职能能是是有有效效地地组组织织和和存存储储数数据据，获获取取和和管管理理数数据据，接接受受和和完完成成用用户户提提出出的的访访问问数数据据的各种请求。的各种请求。5.数据库系统数据库系统 数数据据库库系系统统是是指指拥拥有有数数据据库库技技术术支支持持的的计计算算机机系系统统，它它可可以以实实现现有有组组织织地地
4、、动动态态地地存存储储大大量量相相关关数数据，提供数据处理和信息资源共享服务。据，提供数据处理和信息资源共享服务。5 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展数数据据管管理理技技术术的的发发展展大大致致经经历历了了人人工工管管理理、文文件件系系统统和和数数据据库库系系统统三三个个阶阶段段。目目前前，数数据据仓仓库技术和库技术和XML数据库的发展也十分迅速。数据库的发展也十分迅速。1.人工管理阶段人工管理阶段 2.文件系统阶段文件系统阶段 3.数据库系统阶段数据库系统阶段 1）数据仓库系统数据仓库系统 2）XML数据库数据库6 目 录上一页下一页 结 束6.
5、1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展 -人工管理阶段人工管理阶段 20世世纪纪50年年代代中中期期以以前前，计计算算机机主主要要用用于于科科学学计计算算。那那时时的的计计算算机机硬硬件件方方面面，外外存存只只有有卡卡片片、纸纸带带及及磁磁带带，没没有有磁磁盘盘等等直直接接存存取取的的存存储储设设备备；软软件件方方面面，只只有有汇汇编编语语言言，没没有有操操作作系系统统和和高高级级语语言言，更更没没有有管管理理数数据据的的软软件件；数数据据处处理理的的方方式式是是批批处处理理。这这些些决决定定了了当当时时的的数数据据管管理理只只能能依赖人工来进行。依赖人工来进行。7 目 录上一页下一
6、页 结 束 人工管理阶段的主要特点如下：人工管理阶段的主要特点如下：（1）数据不进行保存；）数据不进行保存；（2）没有专门的数据管理软件；）没有专门的数据管理软件；（3）数据面向应用；）数据面向应用；（4）只有程序的概念。）只有程序的概念。人工管理阶段人工管理阶段 返 回8 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展 -文件系统阶段文件系统阶段 20世世纪纪60年年代代，随随着着科科学学技技术术的的发发展展，计计算算机机技技术术有有了了很很大大提提高高，计计算算机机的的应应用用范范围围也也不不断断扩扩大大，不不仅仅用用于于科科学学计计算算，还还大大量量用用于
7、于管管理理。这这时时的的计计算算机机硬硬件件已已经经有有了了磁磁盘盘、磁磁鼓鼓等等直直接接存存取取的的外外存存设设备备；软软件件则则有有了了操操作作系系统统、高高级级语语言言，操操作作系系统统中中的的文文件件系系统统是是专专门门用用于于数数据据管管理理的的软软件件；处处理理方方式式不不仅仅有有批批处处理理，还还增增加加了了联联机机实实时时处理。处理。9 目 录上一页下一页 结 束文件系统阶段文件系统阶段 文件系统阶段的主要特点如下：文件系统阶段的主要特点如下：（1）数据可以长期保存在磁盘上；）数据可以长期保存在磁盘上；（2）文件系统提供了数据与程序之间的存取方法；）文件系统提供了数据与程序之间
8、的存取方法；（3）数据冗余量大；）数据冗余量大；（4）文文件件之之间间缺缺乏乏联联系系，相相对对孤孤立立，仍仍然然不不能能反反映客观世界各个事物之间错综复杂的联系。映客观世界各个事物之间错综复杂的联系。返 回10 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展 -数据库系统阶段数据库系统阶段 20世世纪纪60年年代代末末以以来来，计计算算机机的的应应用用更更为为广广泛泛，用用于于数数据据管管理理的的规规模模也也更更为为庞庞大大，由由此此带带来来数数据据量量的的急急剧剧膨膨胀胀。计计算算机机磁磁盘盘技技术术有有了了很很大大发发展展，出出现现了了大大容容量量的的磁磁
9、盘盘。在在处处理理方方式式上上，联联机机实实时时处处理理的的要要求求更更多多。这这种种变变化化促促使使了了数数据据管管理理手段的进步，数据库技术应运而生。手段的进步，数据库技术应运而生。11 目 录上一页下一页 结 束数据库系统阶段数据库系统阶段 数据库系统阶段的主要特点如下：数据库系统阶段的主要特点如下：（1）数据的结构化；）数据的结构化；（2）数据共享性好；）数据共享性好；（3）数据独立性好；）数据独立性好；（4）数据存储粒度小；）数据存储粒度小；（5）为用户提供了友好的接口。）为用户提供了友好的接口。返 回12 目 录上一页下一页 结 束 数据管理三个阶段的比较数据管理三个阶段的比较 人
10、人 工工 管管 理理 阶阶 段段 文文 件件 系系 统统 阶阶 段段 数数 据据 库库 系系 统统 阶阶 段段 背背景景应用背景应用背景 科学计算科学计算 科学计算、管理科学计算、管理 大规模管理大规模管理 硬件背景硬件背景 无无直直接接存存取取存存储储设设备备 磁盘、磁鼓磁盘、磁鼓 大容量磁盘大容量磁盘 软件背景软件背景 无操作系统无操作系统 有文件系统有文件系统 有数据库管理系统有数据库管理系统处理方式处理方式 批处理批处理 联联机机实实时时处处理理、批处理批处理 联机实时处理、分布处理、批处理联机实时处理、分布处理、批处理 特特点点数据的管理者数据的管理者 用户（程序员）用户（程序员）文
11、件系统文件系统 数据库管理系统数据库管理系统 数据面向的对象数据面向的对象 某一应用程序某一应用程序 某一应用某一应用 现实世界现实世界 数据的共享程度数据的共享程度 无共享，冗余度大无共享，冗余度大 共共享享性性差差，冗冗余余度大度大 共享性高，冗余度小共享性高，冗余度小 数据的独立性数据的独立性 不不独独立立，完完全全依依赖赖于程序于程序 独立性差独立性差 具具有有高高度度的的物物理理独独立立性性和和一一定定的的逻逻辑独立性辑独立性 数据的结构化数据的结构化 无结构无结构 记记录录内内有有结结构构，整体无结构整体无结构 整体结构化，用数据模型描述整体结构化，用数据模型描述 数据控制能力数据
12、控制能力 应用程序自己控制应用程序自己控制 应应用用程程序序自自己己控控制制 由由数数据据库库管管理理系系统统提提供供数数据据安安全全性性、完整性、并发控制和恢复能力完整性、并发控制和恢复能力 13 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展 -数据仓库系统数据仓库系统 数数据据仓仓库库技技术术是是目目前前数数据据处处理理中中发发展展十十分分迅迅速速的的一一个个分分支支。所所谓谓数数据据仓仓库库，是是对对长长期期数数据据的的存存储储，这这些些数数据据来来自自于于多多个个异异种种数数据据源源。通通过过数数据据仓仓库库提提供供的的联联机机分分析析处处理理（OLA
13、P）工工具具，实实现现多多维维数数据据分分析析，以以便便向向管管理理决决策策层层提提供供支支持持。数数据据仓仓库库系系统统允允许许将将各各种种应应用用系系统统集集成成在在一一起起，为为统统一一的的历历史史数数据据分分析析提提供供坚坚实实的的平平台台，对对海海量量信信息息处处理理进进行行支支持持。目目前前数数据据仓仓库库已已经经日日渐渐成成为为数据分析和联机分析处理的重要平台。数据分析和联机分析处理的重要平台。14 目 录上一页下一页 结 束数据仓库系统数据仓库系统 数据仓库的主要特征如下：数据仓库的主要特征如下：（1）面向主题特性：围绕某一主题建模和分析；）面向主题特性：围绕某一主题建模和分析
14、；（2）集集成成特特性性：将将多多个个异异种种数数据据源源以以及及事事务务记记录集成在一起；录集成在一起；（3）时时变变特特性性：数数据据存存储储从从历历史史的的角角度度提提供供信信息；息；（4）非易失特性：总是物理地独立存放数据。）非易失特性：总是物理地独立存放数据。返 回15 目 录上一页下一页 结 束数据库系统和数据仓库系统的区别数据库系统和数据仓库系统的区别（1）面面向向的的用用户户不不同同。数数据据库库系系统统面面向向使使用用单单位位的的低低层层人人员员，用用于于日日常常数数据据的的分分析析和和处处理理；数数据据仓仓库库系系统统面面向的是使用单位的决策人员，提供决策支持。向的是使用单
15、位的决策人员，提供决策支持。（2）数数据据内内容容不不同同。数数据据库库系系统统存存储储和和管管理理的的是是当当前前的数据；数据仓库系统存储的是长期积累的历史数据。的数据；数据仓库系统存储的是长期积累的历史数据。（3）数数据据来来源源不不同同。数数据据库库的的数数据据一一般般来来源源于于同同种种数数据源，而数据仓库的数据可以来源于多个异种数据源。据源，而数据仓库的数据可以来源于多个异种数据源。（4）数数据据的的操操作作不不同同。数数据据库库系系统统提提供供了了联联机机事事务务处处理理（OLTP，On-Line Transaction Processing）系系统统，而而数数据据仓仓库库系系统统
16、主主要要提提供供了了联联机机分分析析处处理理（OLAP，On-Line Analytical Processing）和和决决策策支支持持系系统统，实实现现数数据据挖掘和知识发现。挖掘和知识发现。返 回16 目 录上一页下一页 结 束6.1.2 数据库管理技术的发展数据库管理技术的发展 -XML数据库数据库XML数数据据库库是是一一种种支支持持对对XML格格式式文文档档进进行行存存储储和和查查询询等等操操作作的的数数据据管管理理系系统统。在在系系统统中中，开开发发人人员员可可以以对对数数据据库库中中的的XML文文档档进进行行查查询询、导出和指定格式的序列化。导出和指定格式的序列化。XML（Ext
17、ensible Markup Language）即即可可扩扩展展 标标 记记 语语 言言，它它 与与 HTML一一 样样，都都 是是SGML（Standard Generalized Markup Language，标标准准通通用用标标记记语语言言）。XML作作为为一一种种简简单单的的数数据据存存储储语语言言，仅仅仅仅使使用用一一系系列列简简单单的的标标记记来来描描述述数数据据。虽虽然然XML比比二二进进制制数数据据要要占占用用更更多多的的空空间间，但但XML极极其其简简单单，易易于于掌掌握握和使用，尤其具有跨平台的特性。和使用，尤其具有跨平台的特性。17 目 录上一页下一页 结 束6.1.3
18、 数据库系统的组成数据库系统的组成数数据据库库系系统统由由四四部部分分组组成成，即即硬硬件件系系统统、系系统统软软件件（包包括括操操作作系系统和数据库管理系统）、数据库应用系统和各类人员。统和数据库管理系统）、数据库应用系统和各类人员。1.硬件系统硬件系统 由由于于一一般般数数据据库库系系统统的的数数据据量量很很大大，加加之之DBMS丰丰富富的的强强有有力力的的功功能能使使得得自自身身的的体体积积很很大大，因因此此，整整个个数数据据库库系系统统对对硬硬件件资资源源提提出了较高的要求。出了较高的要求。2.系统软件系统软件 系系统统软软件件主主要要包包括括操操作作系系统统、数数据据库库管管理理系系
19、统统、与与数数据据库库接接口口的的高高级级语语言言及及其其编编译译系系统统，以以及及以以DBMS为为核核心心的的应应用用程程序序开开发发工工具。具。3.数据库应用系统数据库应用系统 数据库应用系统是为特定应用开发的数据库应用软件。数据库应用系统是为特定应用开发的数据库应用软件。4.各类人员各类人员 参参与与分分析析、设设计计、管管理理、维维护护和和使使用用数数据据库库的的人人员员均均是是数数据据库库系系统统的的组组成成部部分分。这这些些人人员员包包括括数数据据库库管管理理员员、系系统统分分析析员员、应应用用程序员和最终用户。程序员和最终用户。18 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型
20、数据模型数数据据库库是是企企业业或或组组织织所所涉涉及及的的数数据据的的提提取取和和综综合合，它它不不仅仅反反映映数数据据本本身身，而而且且反反映映数数据据之之间间的的联联系系。数数据据库库用用数数据据模模型型对对现现实实世世界界进进行行抽抽象象，现现有有的的数据库系统均是基于某种数据模型的。数据库系统均是基于某种数据模型的。数数据据库库中中最最常常见见的的数数据据模模型型有有三三种种，即即层层次次模模型型、网状模型和关系模型。网状模型和关系模型。19 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型数据模型 -层次模型层次模型 若若用用图图来来表表示示，层层次次模模型型是是一一棵棵倒倒立立的的
21、树树。在在数数据据库库中中，满满足足以以下下两两个个条条件件的的数数据据模模型型称称为为层次模型：层次模型：（1）有有且且仅仅有有一一个个结结点点无无父父结结点点，这这个个结结点点称称为根结点；为根结点；（2）其他结点有且仅有一个父结点。）其他结点有且仅有一个父结点。在在层层次次模模型型中中，结结点点层层次次从从根根开开始始定定义义，根根为为第第一一层层，根根的的子子结结点点为为第第二二层层，根根为为其其子子结结点点的的父父结结点点，同同一一父父结结点点的的子子结结点点称称为为兄兄弟弟结结点点，没有子结点的结点称为叶结点。没有子结点的结点称为叶结点。20 目 录上一页下一页 结 束层次模型层次
22、模型下下图图是是一一个个抽抽象象层层次次模模型型，R1为为根根结结点点；R2和和R3为为兄兄弟弟结结点点，并并且且是是R1的的子子结结点点；R4和和R5为为兄兄弟弟结结点点，并并且且是是R2的的子子结结点点；R3、R4和和R5为叶结点。为叶结点。层次模型结构21 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型数据模型 -网状模型网状模型若若用用图图来来表表示示，网网状状模模型型是是一一个个网网络络。在在数数据据库库中中，满满足足以以下下两两个个条条件件之之一一的的数数据据模模型型称称为为网状模型。网状模型。（1）允许一个以上的结点无父结点；）允许一个以上的结点无父结点；（2）允许结点可以有多于
23、一个的父结点。）允许结点可以有多于一个的父结点。由由于于在在网网状状模模型型中中子子结结点点与与父父结结点点的的联联系系不不是是唯唯一一的的，所所以以要要为为每每个个联联系系命命名名，并并指指出出与与该该联系有关的父结点和子结点。联系有关的父结点和子结点。网网状状模模型型允允许许一一个个以以上上的的结结点点无无父父结结点点或或某某一一个个结结点点有有一一个个以以上上的的父父结结点点，从从而而构构成成了了比比层层次结构复杂的网状结构。次结构复杂的网状结构。22 目 录上一页下一页 结 束网状模型网状模型下下图图是是一一个个抽抽象象网网状状模模型型，R1与与R2之之间间的的联联系系被被命命名名为为
24、L1，R1与与R4之之间间的的联联系系被被命命名名为为L2，R3与与R4之之间间的的联联系系被被命命名名为为L3，R4与与R5之之间间的的联联系系被被命命名名为为L4，R2与与R5之之间间的的联联系系被被命命名名为为L5。R1为为R2和和R4的的父父结结点点，R3也也是是R4的的父父结结点点。R1和和R3没有父结点。没有父结点。网状模型结构23 目 录上一页下一页 结 束6.1.4 数据模型数据模型 -关系模型关系模型关关 系系 模模 型型 把把 世世 界界 看看 作作 是是 由由 实实 体体（Entity）和和 联联 系系（Relationship）构成的。）构成的。所所谓谓联联系系就就是是
25、指指实实体体之之间间的的关关系系，即即实实体体之之间间的的对对应应关关系系。联系可以分为三种：联系可以分为三种：（1）一一对对一一的的联联系系。如如：一一个个班班级级只只有有一一个个班班长长，一一个个班班长长只属于一个班级，班长和班级之间为一对一的联系。只属于一个班级，班长和班级之间为一对一的联系。（2）一一对对多多的的联联系系。如如：相相同同性性别别的的人人有有许许多多个个，一一个个人人只只有一种性别，性别与人之间为一对多的联系。有一种性别，性别与人之间为一对多的联系。（3）多多对对多多的的联联系系。如如：一一个个人人可可以以选选多多门门课课，一一门门课课可可以以被很多人选，人与课程之间是多
26、对多的联系。被很多人选，人与课程之间是多对多的联系。通通过过联联系系就就可可以以用用一一个个实实体体的的信信息息来来查查找找另另一一个个实实体体的的信信息息。关关系系模模型型把把所所有有的的数数据据都都组组织织到到表表中中。表表是是由由行行和和列列组组成成的的，反映了现实世界中的事实和值。反映了现实世界中的事实和值。24 目 录上一页下一页 结 束关系模型关系模型满满足足下下列列条条件件的的二二维维表表，在在关关系系模模型型中中，称称为为关系。关系。（1）每一列中的分量是类型相同的数据；）每一列中的分量是类型相同的数据；（2）列的顺序可以是任意的；）列的顺序可以是任意的；（3）行的顺序可以是任
27、意的；）行的顺序可以是任意的；（4）表表中中的的分分量量是是不不可可再再分分割割的的最最小小数数据据项项，即表中不允许有子表；即表中不允许有子表；（5）表中的任意两行不能完全相同。）表中的任意两行不能完全相同。25 目 录上一页下一页 结 束关系模型关系模型如如下下面面给给出出的的“学学生生基基本本情情况况表表”便便是是一一个个关关系：系：学学 号号姓姓 名名性性 别别出生日期出生日期入学成绩入学成绩0802011001张张 莉莉女女1989-10-015400802011002董董 源源男男1988-01-255760802011003雷晓亮雷晓亮男男1990-10-066010802011
28、004刘刘 萌萌女女1987-08-265560802011005李李 彬彬男男1991-06-1461226 目 录上一页下一页 结 束关系模型关系模型层层次次数数据据库库是是数数据据库库系系统统的的先先驱驱，而而网网状状数数据据库库则则为为数数据据库库在在概概念念、方方法法、技技术术上上的的发发展展奠奠定定了了基基础础，它它们们是是数数据据库库技技术术研研究究最最早早的的两两种种数数据据库库，而而且且也也曾曾得得到到广广泛泛的的应应用用。但但是是，这这两两种种数数据据库库管管理理系系统统存存在在着着结结构构比比较较复复杂杂、用用户户不不易易掌掌握握、数数据据存存取取操操作作必必须须按按照照
29、模模型型结结构构中中已已定定义义好好的的存存取取路路径径进进行行、操操作作比比较较复复杂杂等等缺缺点点，这这就就限限制制了了这两种数据库管理系统的发展。这两种数据库管理系统的发展。关关系系数数据据库库以以其其数数学学理理论论基基础础完完善善、使使用用简简单单灵灵活活、数数据据独独立立性性强强等等特特点点，而而被被公公认认为为是是最最有有前前途的一种数据库管理系统。途的一种数据库管理系统。27 目 录上一页下一页 结 束6.1.5 关系数据库关系数据库1.关系数据库的基本概念关系数据库的基本概念（1）关关系系：一个关系就是一张二维表，每个关系有一个关系名。在计算机中，关系的数据存储在文件中，在A
30、ccess中，一个关系就是数据库文件中的一个表对象。（2）属属性性：二维表中垂直方向的列称为属性，有时也叫做一个字段。（3）域：）域：一个属性的取值范围叫做一个域。（4）元元组组：二维表中水平方向的行称为元组，有时也叫做一条记录。（5）码码：又称为关键字。二维表中的某个属性或属性组，若它的值唯一地标识了一个元组，则称该属性或属性组为候选码。若一个关系有多个候选码，则选定其中一个为主码，也称之为主键。（6）分量：）分量：元组中的一个属性值叫做元组的一个分量。（7）关关系系模模式式：是对关系的描述，它包括关系名、组成该关系的属性名、属性到域的映象。通常简记为：关系名（属性名1，属性名2，属性名n）
31、。28 目 录上一页下一页 结 束关系数据库关系数据库2.关系运算关系运算对对关关系系数数据据库库进进行行查查询询时时，若若要要找找到到用用户户关关心心的的数数据据，就就需需要要对对关关系系进进行行一一定定的的关关系系运运算算。关关系系运运算算有有两两种种：一一种种是是传传统统的的集集合合运运算算（并并、差差、交交、广广义义笛笛卡卡儿儿积积等等）；另另一一种种是是专专门门的的关系运算（选择、投影、连接）。关系运算（选择、投影、连接）。传传统统的的集集合合运运算算不不仅仅涉涉及及关关系系的的水水平平方方向向（即即二二维维表表的的行行），而而且且涉涉及及关关系系的的垂垂直直方方向向（即即二二维维表
32、表的的列列）。关关系系运运算算的的操操作作对象是关系，运算的结果仍为关系。专门的关系运算包括：对象是关系，运算的结果仍为关系。专门的关系运算包括：（1）选择：选择运算即在关系中选择满足指定条件的元组。）选择：选择运算即在关系中选择满足指定条件的元组。（2）投影：投影运算是在关系中选择某些属性（列）。）投影：投影运算是在关系中选择某些属性（列）。（3）连连接接：连连接接运运算算是是从从两两个个关关系系的的笛笛卡卡儿儿积积中中选选取取属属性性间间满足一定条件的元组。满足一定条件的元组。29 目 录上一页下一页 结 束6.2 数据库设计数据库设计 6.2.1 数据库设计概述数据库设计概述 6.2.2
33、 需求分析需求分析 6.2.3 概念设计概念设计6.2.4 逻辑设计逻辑设计6.2.5 物理设计物理设计 返 回30 目 录上一页下一页 结 束6.2.1 数据库设计概述数据库设计概述 1.数据库设计任务数据库设计任务数数据据库库设设计计是是指指根根据据用用户户需需求求研研制制数数据据库库结结构构的的过过程程，具具体体地地说说，是是指指对对于于一一个个给给定定的的应应用用环环境境，构构造造最最优优的的数数据据库库模模式式，建建立立数数据据库库及及其其应应用用系系统统，使使之之能能有有效地存储数据，满足用户的各种信息处理要求。效地存储数据，满足用户的各种信息处理要求。具具体体地地说说，数数据据库
34、库设设计计是是把把现现实实世世界界中中的的数数据据，根根据据各各种种应应用用处处理理的的要要求求，加加以以合合理理的的组组织织，满满足足硬硬件件和和操操作作系系统统的的特特性性，利利用用已已有有的的DBMS来来建建立立能能够够实实现现系统目标的数据库。系统目标的数据库。返 回31 目 录上一页下一页 结 束数据库设计概述数据库设计概述2.数据库设计的阶段数据库设计的阶段一般来说，数据库的设计过程大致可分为五个阶段：一般来说，数据库的设计过程大致可分为五个阶段：（1）需需求求分分析析：调调查查和和分分析析用用户户的的业业务务活活动动和和数数据据的的使使用用情情况况，弄弄清清所所用用数数据据的的种
35、种类类、范范围围、数数量量以以及及它它们们在在业业务务活活动动中中交交流流的的情情况况，确确定定用用户户对对数数据据库库系系统统的的使使用用要要求求和和各各种种约约束束条条件件等等，形形成用户需求规约。成用户需求规约。（2）概概念念设设计计：针针对对用用户户要要求求描描述述的的现现实实世世界界（可可能能是是一一个个工工厂厂、一一个个商商场场或或者者一一个个学学校校等等），通通过过对对其其中中数数据据的的分分类类、聚聚集集和概括，建立抽象的概念数据模型。和概括，建立抽象的概念数据模型。（3）逻逻辑辑设设计计：将将现现实实世世界界的的概概念念数数据据模模型型设设计计成成数数据据库库的的一一种种逻逻
36、辑辑模模式式，即即适适应应于于某某种种特特定定数数据据库库管管理理系系统统所所支支持持的的逻逻辑辑数数据据模模式式。与与此此同同时时，可可能能还还需需要要为为各各种种数数据据处处理理应应用用领领域域产产生生相相应的逻辑子模式。这一步设计的结果就是所谓的应的逻辑子模式。这一步设计的结果就是所谓的“逻辑数据库逻辑数据库”。32 目 录上一页下一页 结 束数据库设计的阶段数据库设计的阶段（4）物物理理设设计计；根根据据特特定定数数据据库库管管理理系系统统所所提提供供的的多多种种存存储储结结构构和和存存取取方方法法等等依依赖赖于于具具体体计计算算机机结结构构的的各各项项物物理理设设计计措措施施，对对具
37、具体体的的应应用用任任务务选选定定最最合合适适的的物物理理存存储储结结构构（包包括括文文件件类类型型、索索引引结结构构和和数数据据的的存存放放次次序序、存存取取方方法法和和存存取取路路径径等等）。这这一一步步设设计的结果就是所谓的计的结果就是所谓的“物理数据库物理数据库”。（5）验验证证设设计计：在在上上述述设设计计的的基基础础上上收收集集数数据据并并具具体体建建立立一一个个数数据据库库，运运行行一一些些典典型型的的应应用用任任务务来来验验证证数数据据库库设设计计的的正正确确性性和和合合理理性性。一一般般来来说说，一一个个大大型型数数据据库库的的设设计计过过程程往往往往需需要要经经过过多多次次
38、循循环环反反复复。当当设设计计的的某某步步发发现现问问题题时时，可可能能就就需需要要返返回回到到前前面面去去进进行行修修改改，因因此此，在在做做上上述述数数据据库库设设计计时时就就应应考考虑虑到到今今后后修修改改设计的可能性和方便性。设计的可能性和方便性。33 目 录上一页下一页 结 束6.2.2 需求分析需求分析 需需求求分分析析是是数数据据库库设设计计的的第第一一步步，是是设设计计的的基基石石。需需求求分分析析是是否否能能全全面面、准准确确地地表表达达用用户户要要求求，将将直直接接影影响响到到后后续续各各阶阶段的设计，影响到整个数据库设计的可用性和合理性。段的设计，影响到整个数据库设计的可
39、用性和合理性。1.需求分析的内容和方法需求分析的内容和方法 需需求求分分析析的的目目的的是是获获取取用用户户的的信信息息要要求求、处处理理要要求求、安安全全性性要求和完整性要求。要求和完整性要求。需求分析阶段的任务一般分以下步骤：需求分析阶段的任务一般分以下步骤：（1）现行系统调研；）现行系统调研；（2）业务及需求分析；）业务及需求分析；（3）综合、调整；）综合、调整；（4）编写需求分析报告，以作为下一阶段设计的依据。）编写需求分析报告，以作为下一阶段设计的依据。34 目 录上一页下一页 结 束需求分析需求分析2.用户要求的描述和分析用户要求的描述和分析1）数据流图）数据流图 数数据据流流图图
40、（DFD，Data Flow Diagram）是是结结构构化化分分析析方方法法（SA，Structured Analysis）的的工工具具之之一一，它它描描述述数数据据处处理理过过程程，以以图图形形化化方方式式刻刻画画数数据据流流从从输输入入到到输输出出的的变变换换过过程程。任任何何一一个个系系统统都都可可以以抽抽象象为为如如下下图所示的情况。图所示的情况。返 回 数据流抽象图35 目 录上一页下一页 结 束需求分析需求分析2）数据字典）数据字典 数数据据字字典典（DD，Data Dictionary）是是对对系系统统中中数数据据的的详详尽尽描描述述，是是各各类类数数据据属属性性的的清清单单。
41、对对数数据据库库设设计计来来讲讲，数数据据字字典典是是进进行行详详细细的的数数据据收收集集和和数数据据分分析析所所获获得得的的主主要要结结果果。数数据据字字典典是是各各类类数数据据描描述述的的集集合合，通通常常包包括括以以下几个部分：下几个部分：（1）数据项：是数据的最小单位。）数据项：是数据的最小单位。（2）数据结构：是若干数据项有意义的集合。）数据结构：是若干数据项有意义的集合。（3）数据流：可以是数据项，也可以是数据结构。）数据流：可以是数据项，也可以是数据结构。（4）数据存储：处理过程中存取的数据。）数据存储：处理过程中存取的数据。36 目 录上一页下一页 结 束6.2.3 概念设计概
42、念设计概概念念设设计计是是对对数数据据的的抽抽象象和和分分析析，它它以以对对信信息息要要求求和和处处理理要要求求的的初初步步分分析析为为基基础础，以以数数据据流流图图和和数数据据字字典典提提供供的的信信息息作作为为输输入入，运运用用信信息息模模型型工工具具，发发挥挥开开发发设设计计人人员员的的综综合合抽抽象象能能力力建建立立概概念念模模型型。概概念念模模型型独独立立于于数数据据逻逻辑辑结结构构，也也独独立立于于DBMS和和计计算算机机系系统统，是是对对现现实实世世界界有有效效而而自自然然的的模模拟拟。其其主要特点如下：主要特点如下：（1）能充分地反映现实世界；）能充分地反映现实世界；（2）易于
43、理解；）易于理解；（3）易于更动；）易于更动；（4）易于向关系、网状或层次等数据模型转换。）易于向关系、网状或层次等数据模型转换。37 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计 1.概念设计的方法概念设计的方法概概念念设设计计可可采采用用两两种种方方法法，即即自自顶顶而而下下和和自自底底而而上上，分分别别如如图图1和和2所示所示 图1 自顶而下的方法图2 自底而上的方法38 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计2.数据抽象与局部视图设计数据抽象与局部视图设计1）E-R模型模型 E-R方方法法是是实实体体-联联系系方方法法（Entity-Relationship Approach）的的简
44、简称称，是是描描述述现现实实世世界界概概念念结结构构模模型型的的有有效效方方法法。用用E-R方方法法建建立立的的概概念结构模型称为念结构模型称为E-R模型，或称为模型，或称为E-R图，如图图，如图3所示。所示。图3 ER模型图39 目 录上一页下一页 结 束 现现实实世世界界的的复复杂杂性性导导致致实实体体联联系系的的复复杂杂性性。表表现现在在E-R图图上上可可以以归归结结为为以下几种基本形式：以下几种基本形式：（1）两个实体集之间的联系，如图）两个实体集之间的联系，如图a所示所示（2）两个以上实体集间的联系，如图）两个以上实体集间的联系，如图b所示。所示。（3）同一实体集内部各实体之间的联系
45、，如图）同一实体集内部各实体之间的联系，如图c所示。所示。实体联系类型40 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计2）数据抽象）数据抽象 E-R模模型型是是对对现现实实世世界界的的一一种种抽抽象象。所所谓谓抽抽象象是是对对实实际际的的人人、物物、事事和和概概念念进进行行人人为为处处理理，抽抽取取人人们们关关心心的的本本质质特特性性，忽忽略略非非本本质质的的细细节节，并并把把这这些些特特性性用用各各种种概概念念精精确确地地加加以以描描述述，这这些些概概念念组组成成了了某某种种模模型型。抽抽象象一一般般有有三三种种，分分别别是是分分类类、聚聚集集和概括。和概括。返 回41 目 录上一页下一页
46、结 束概念设计概念设计3）局部视图设计）局部视图设计 概概念念结结构构设设计计的的第第一一步步就就是是利利用用上上面面介介绍绍的的抽抽象象机机制制对对需需求求分分析析阶阶段段收收集集到到的的数数据据进进行行分分类类、组组织织（聚聚集集），形形成成实实体体、实实体体的的属属性性，标标识识实实体体的的码码，确确定定实实体体之之间间的的联联系系类类型型（1 1，1 n，n m），设设计计局局部部视视图图（也称局部（也称局部E-R图）。具体做法是：图）。具体做法是：（1）选择局部应用；）选择局部应用；（2）逐一设计局部）逐一设计局部E-R图。图。返 回42 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计3
47、.视图集成视图集成设设计计好好各各子子系系统统的的局局部部视视图图后后，还还需需要要通通过过视视图图集集成成的的方方法法，将将各各子子系系统统有有机机融融合合起起来来，综综合合成成一一个个系系统统的的总总视视图图，如如图图4所所示示。这这样样由由局局部部到到整整体体设设计计出出的的数数据据库库，最最终终是是从从系系统统整整体体的的角角度度看看待待和和描描述述数数据据的的，因因此此数数据据不不再再面面向向某某个个应应用用而而是是面面向向整整个个系系统统。经经过过视视图图集集成成，使使得得数数据据库库能能被被全全系系统统的的多多个个应应用用共享使用。共享使用。图4 视图集成局 部 -图合并（消除冲
48、突）消除冗余集成视图集成视图基本-图初步-图分析规范化理论43 目 录上一页下一页 结 束概念设计概念设计1）合并）合并 局局部部E-R图图中中语语法法和和语语义义都都相相同同的的概概念念称称为为对对应应，局局部部E-R图图之之间间的的不不一一致致称称为为冲冲突突。合合并并局局部部E-R图图就就是是尽尽量量合合并并对对应应的的部部分分，保保留留特特殊殊的的部部分分，着着重重解解决决冲冲突突的的部部分分。各各局局部部E-R图图面面向向不不同同的的局局部部应应用用，而而通通常常由由不不同同开开发发设设计计人人员员进进行行局局部部E-R图图设设计计，因因此此，各各个个局局部部E-R图图间间的的冲冲突
49、突是是难难免免的的。一一般般来讲，冲突分为命名冲突、属性冲突和结构冲突。来讲，冲突分为命名冲突、属性冲突和结构冲突。2）消除冗余）消除冗余 冗冗余余包包括括冗冗余余数数据据和和实实体体间间冗冗余余的的联联系系。冗冗余余数数据据指指可可由由其其他他数数据据导导出出的的数数据据；冗冗余余联联系系是是指指可可由由其其他他联联系系导导出出的的联联系系。冗冗余余数数据据和和冗冗余余联联系系会会破破坏坏数数据据库库的的完完整整性性，增增加加数数据据库库管管理理的困难，应该消除。的困难，应该消除。注注意意：但但并并非非所所有有的的冗冗余余都都应应去去掉掉，对对于于访访问问频频率率高高的的冗冗余余数数据据应应
50、适适当当保保留留，同同时时加加强强数数据据完完整整性性约约束束，如如设设计计触触发发器器等等。消除冗余后得到基本消除冗余后得到基本E-R图。图。44 目 录上一页下一页 结 束6.2.4 逻辑设计逻辑设计 逻逻辑辑设设计计是是在在数数据据库库概概念念设设计计的的基基础础上上，将将概概念念结结构构设设计计阶阶段段得得到到的的独独立立于于DBMS和和计计算算机机系系统统的的概概念念模模型型转转换换成成特特定定DBMS所所支支持持的的数数据模型。据模型。E-R图向关系模型的转换图向关系模型的转换：E-R图图由由实实体体、联联系系和和属属性性组组成成，E-R图图向向关关系系模模型型的的转转换换就就是是