管理信息系统第十三讲：结构化系统设计（3）：数据库设计

第十三讲结构化系统设计（Ⅱ）系统物理设计（Ⅱ）数据库设计数据库设计的目的信息系统的主要任务是通过对数据的处理获得组织（企业）运行及决策所需要的信息，因此系统必须存储与管理大量的数据，这就需要以良好的数据结构形式进行数据存储与管理结构的设计，在目前来讲，最普及的也是最好的数据存储与管理的组织形式就是数据库（DataBase）。数据库设计的流程用户开发者数据需求分析概念数据模型设计逻辑数据模型设计物理数据模型设计调查分析实体-联系模型关系模型在选定的DBMS平台上数据库文件 数据需求数据模型（DataModel--DM） 数据模型是现实世界中的事物及其间联系的一种抽象表示，是一种形式化描述 ●数据结构； ●数据操作； ●数据约束条件。 的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 数据结构 ●规定了数据模型的静态特征。 ●数据结构类型： ▲层次模型； ▲网状模型； ▲关系模型 （目前普遍使用的数据模型）。数据操作 ●规定了数据模型的动态特征，指对指定数据结构的任何有效操作。 ●规定了操作的含义、规则与实现操作的语言。数据的约束条件 ●是一组完整性规则（rules）集合，定义数据结构的制约和依存规则。 ●保证数据库中数据的正确性、有效性与相容性。数据模型的类型 数据模型是从现实世界到数据世界的一个变换过程的中间结果，是数据库设计员手中的一个重要工具。概念数据模型（ConceptualDataModel--CDM）●特点：▲是用户眼中的模型，直接模拟现实世界。▲直观、语义丰富。▲与数据库管理系统（DBMS）无关。●具体应用模型：E-R数据模型。（Entity-RelationshipDM）▲实体（Entity）◆是客观存在的且可以区别的事物。◆可以是具体的事物或人，也可是抽象的概念。◆实体集（EntitySets）▲联系（Relationship）◆是实体集之间关系的抽象表示。◆有联系▲属性(Attribute)◆实体或联系所具有的特性。概念数据模型（ConceptualDataModel--CDM）E-R图◆图例：实体名联系名属性名实体集实体间的联系属性概念数据模型（ConceptualDataModel--CDM）学生课程选修学号出生年月性别姓名入学总分政治面貌籍贯院系专业考试成绩考查成绩学分数课程性质课程类型课程名称课程编号概念数据模型（ConceptualDataModel--CDM）学生选课系统●特点：▲用户从系统中看到的数据模型（二维表）▲与数据库管理系统（DBMS）有关必须采用相应的数据库管理系统。逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM）●具体应用模型：关系数据模型。▲关系：数据二维表：逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM） A1 A2 AJ An a11 a12 a1j a1n a21 a22 a2j a2n am1 am2 amj amn▲属性名A1,A2,AjAn(j=1n)反映实体的特性。▲元组：对实体集中每一个体的描述。▲属性值：实体集中每一个体的某属性的值。aij(i=1m,j=In)▲关键字：在一个关系中唯一识别一个元组的属性值。Key=(Ak1,Ak2,Akk)是k个属性，k<=n的一种组合。逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM）●转换规则：从概念数据模转换成逻辑数据模型的规则。▲E-R图中的每一个实体集转换成一关系。▲E-R图中的每一个实体的联系转换成一个关系。逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM）●应用实例RelationStudent:Key=(学号)逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM） 学号 姓名 性别 出生年月 院系 专业 入学总分 政治面貌 籍贯 RelationCourse:Key=(课程编号)逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM） 课程编号 课程名称 类型 性质 学分RelationSelection:Key=(学号，课程编号)逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM） 学号 课程编号 考试成绩 考查成绩 ●特点： ▲是数据库管理员（DBA）的数据模型。 ▲选定数据库管理系统平台，在这平台上实现物理数据模型。 ▲是现实世界的计算机实现。（静态） 物理数据模型（PhysicalDataModel--PDM）●具体应用模型：选VFP6.0数据库管理系统平台。CreateStudent.dbf字段名类型字段宽度小数位数学号C10——姓名C8——性别C2—— 籍贯C16——逻辑数据模型（LogicalDataModel--LDM） 关系代数（RelationAlgebra） 我们选择关系作为逻辑数据模型，即将E-R图转换成关系（二维表），就可以用关系代数作为语言对关系进行操作：对数据库中一些现存关系的运算就可以生成另一些在数据库中并不现成存在的新关系，以满足用户对这些新关系的需求。我们称之为： 有限存在无限需求满足数据操作●关系运算的类型：▲传统的集合运算：关系的并、差、积（笛卡儿积）、交；▲专门的关系运算：关系的选择、投影、连接。数据操作 ●关系的选择运算（Selection）： ▲运算内容：在一个关系内按一定的条件选择记录组成一个新的关系。 ▲运算符号：σF(RelR) 其中F是选择运算的条件。 ▲实例：Relmstudent=σ性别=“男”(RelStudent)数据操作●关系的投影运算（Injection）▲运算内容：选择关系中若干个属性进行重新排列后组成一个新的关系。▲运算符号：∏Ai1,Ai2,Aik(RelR)其中Ai1,Ai2,Aik是RelR属性A1,A2,,An中的k个属性的一种排列。(k≤n)▲实例：RelStu1=∏姓名，性别，出生年月，院系，专业（RelStudent）数据操作●选择与投影运算的组合：▲实质：选择是在关系中进行行的挑选，投影是在关系中进行列的挑选，因此两种运算的实质是可以任意分割一个关系而产生许多新的关系。▲特征：两种运算的次序可调换，不改变运算结果。Relmstu=σ性别=“男”(∏姓名，性别，出生年月，院系，专业(RelStudent))=∏姓名，性别，出生年月，院系，专业(σ性别=“男”(RelStudent))数据操作 ●关系的连接运算（Join）（条件连接） ▲运算内容：根据给定的条件θ，将满足θ条件的两个关系中的元组连成一个元组，这样来组成一个新的关系。 ▲运算符号：RelR1RelR2 ▲实例：RelStudentRelSelection θStudent.学号=Selection.学号数据操作●关系运算的综合应用：▲运算过程与逻辑：RelStudent学号姓名性别出生年月院系专业入学总分政治面貌RelCourse课程编号课程名称类型性质学分RelSelection学号课程名称考试成绩考查成绩RelScore姓名课程名称考试成绩考查成绩数据操作数据库设计应用数据库设计的目标⑴最大限度地满足用户的应用功能对数据的需求。⑵要使建成的数据库具有良好的数据共享性、独立性、完整性及安全性。⑶对现实世界模拟的精确度要高。⑷应充分利用和发挥选定的DBMS的功能与性能。 数据库设计案例之一 航空公司订座子系统的数据库设计 数据库设计应用航班客户订座时间机型到达时间出发时间目的地出发地日期机长折扣座位数目的地手机电话联系地址工作单位身份证号码时间日期姓名性别航班号票价等级价格 数据库设计应用RelAirline航班号日期时间出发地目的地出发时间到达时间机型座位数票价折扣机长RelClient姓名性别身份证号码工作单位联系地址电话手机目的地日期 RelBook 身份证号码航班号等级价格数据库设计应用企业产品设计、生产与库存管理系统的数据库设计⑴工厂技术部门局部E-R模型： ⑵工厂供销部门局部E-R模型：产品材料零件组成消耗产品号性能参数零件数规格零件号材料名耗用量产品材料使用产品号价格使用量材料名仓库号库存量价格数据库设计应用