"数据库设计规范与技巧:需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计"

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0 下载量 190 浏览量 更新于2024-04-03 收藏 85KB DOC 举报
结构设计阶段的重点在于通过对用户需求的整合和抽象,建立一个独立于具体数据库管理系统的概念模型。这种模型常常采用实体-联系图的方式进行描述,以便更好地反映现实世界中的实体及其之间的联系。概念模型的设计应该具有较强的语义表达能力,能够直观地表达应用中的各种语义知识,从而为后续的数据库设计提供基础。概念模型应当简单、清晰且易于用户理解,以便作为用户和数据库设计人员之间交流的语言。通过概念模型的设计,数据库设计人员可以在不依赖具体数据库管理系统的情况下对信息世界进行建模,并最终将其转换为特定数据库管理系统所支持的数据模型。 在数据库设计的逻辑设计阶段,概念模型将转变为具体的数据库产品支持的数据模型,如关系模型,形成数据库的逻辑模式。此时,数据库设计人员需要根据用户需求和安全性考虑,基于基本表再建立必要的视图,形成数据的外模式。逻辑设计的过程中,需要仔细考虑不同数据实体之间的关系,以及数据间的约束条件,以确保数据库的设计能够有效地满足用户的信息和处理要求。通过逻辑设计,可以实现对数据库中数据的逻辑结构的定义和优化,进而为数据库的物理设计提供基础。 在数据库设计的物理设计阶段,数据库设计人员将根据具体数据库管理系统的特点和处理需求,进行物理存储的安排,设计索引等,最终形成数据库的内模式。物理设计的目的在于实现对数据库物理组织结构的优化,以提高数据库的性能和可靠性。在这一阶段,数据库设计人员需要考虑如何有效地存储和管理数据库中的数据,以及如何利用数据库管理系统的特性和功能来支持用户的数据处理需求。通过物理设计,可以最大程度地发挥数据库管理系统的功能,从而实现对数据的高效管理和利用。 综上所述,数据库设计是一个系统工程,需要经历需求分析、概念结构设计、逻辑设计和物理设计等多个阶段。每个阶段都具有其特定的任务和重点,需要数据库设计人员充分理解用户需求,合理设计数据库模型,并最终实现数据库的高效管理和利用。通过严格按照数据库设计规范和技巧进行设计,可以确保数据库系统能够高效地满足用户的需求,实现信息的有效管理和处理,从而为组织的信息化建设提供有力支持。
2023-01-08 上传
第六章 数据库设计 习题 1.试述数据库设计过程。 2.试述数据库设计过程各个阶段上的设计描述。 3.试述数据库设计过程中结构设计部分形成的数据库模式。 4.试述数据库设计的特点。 5.需求分析阶段的设计目标是什么?调查的内容是什么? 6.数据字典的内容和作用是什么? 7.什么是数据库的概念结构?试述其特点和设计策略。 8.什么叫数据抽象?试举例说明。 9.试述数据库概念结构设计的重要性和设计步骤。 10.什么是E-R图?构成E-R图的基本要素是什么? 11.为什么要视图集成?视图集成的方法是什么? 12.什么是数据库的逻辑结构设计?试述其设计步骤。 13.试述把E-R图转换为DBTG模型和关系模型的转换规则。 *14.你能给出有E-R图转换为IMS模型的转换规则吗? 15.试把第一章习题12和习题13中的E-R图转换为DBTG模型、IMS模型、关系模型。 16.试述逻辑设计阶段中运用LRA方法优化模型的方法和步骤。 17.使用规范化理论中有关泛式的概念分析习题15中你设计的模型中各个关系模型的 码,他们术语第几模式?会产生什么更新异常? 18.规范化理论对数据库设计有什么指导意义? 19.试述数据库物理设计的内容和步骤。 20.你能给出关系数据库物理设计的主要内容吗?例如Oracle数据库物理设计的内容 。 21.数据输入在实施阶段的重要性是什么?如何保证输入数据的正确性? 22.什么是数据库的再组织和再构造?为什么要进行数据库的再组织和再构造? 23.现有一局部应用,包括两个实体:"出版社"和"作者",这两个实体是多对多的联 系,请读者自己设计恰当的属性,画出E- R图,再将其转换为关系模型(包括关系名、属性名、码和完整性约束条件)。 24.请设计一个图书管数据库,此数据库中对每个借阅者保存读者记录,包括:读者 号、姓名、地址、性别、年龄、单位。对每本书存有:书号、书名、作者、出版社。对 每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。要求:给促E- R图,再将其转换为关系模型。 参考答案 1.答:这里只概要列出数据库设计过程的六个阶段: (1)需求分析; (2)概念结构设计; (3)逻辑结构设计; (4)数据库物理设计; (5)数据库实施; (6)数据库运行和维护。 这是一个完整的实际数据库及其应用系统的设计过程。不仅包括设计数据库本身,还 包括数据库的实施、运行和维护。 设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复。 2.答:各阶段的设计要点如下: (1)需求分析:准确了解与分析用户需求(包括数据与处理)。 (2)概念结构设计:通过对用户需求进行综合、归纳与抽象,形成一个独立于具体D BMS的概念模型。 (3)逻辑结构设计:将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型,并对其进行优化 。 (4)数据库物理设计:为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存 储结构和存取方法) (5)数据库实施:设计人员运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言,根据逻辑设 计和物理设计的结果建立数据库,编制与调试应用程序,组织数据入库,并进行试运行 。 (6)数据库运行和维护:数据库系统运行过程中对其进行评价、调整与修改。 3.答:数据库结构设计的不同阶段形成数据库的名级模式,即: (1)在概念设计阶段形成独立于机器特点,独立于各个DBMS产品的概念模式,在本篇 中就是E-R图; (2)在逻辑设计阶段将E- R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型,如关系模型,形成数据库逻辑模式,然后 在基本表的基础上再建立必要的视图(View),形成数据的外模式。 (3)在物理设计阶段,根据DBMS特点和处理的需要,进行物理存储安排,建立索引, 形成数据内模式。 4.答:数据库设计既是一项涉及多学科的综合性技术又是一项庞大的工程项目。 其主要特点有: (1)数据库建设是硬件、软件和干件(技术与管理的界面)的结合。 (2)从软件设计的技术角度看,数据库设计应该和应用系统设计相结合,也就是说, 整个设计过程中要指把结构(数据)设计和行为(处理)设计密切结合起来。 5.答:需求分析阶段的设计目标是通过详细调查实现世界处理的对象(组织、部门、 企业等,)充分了解原系统(手工系统或计算机系统)工作概况,明确用户的各种需求 ,然后在此基础上确定新系统的功能。 调查的内容是"数据"和"处理",即获得用户对数据库的如下要求: (1)信息要求,指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质,由信息要求可以导出 数据要求,即在数据库中需要存储哪些数据; (2)处理要求,指用户要完成什么处理功能,对处理的响应时间有什么要求,处理方 式是批处理还是联机处理; (3)安全性与完整性要求。 6。答:数据字典是系统中各类数据描述的集合。数据字典的内容通常包括: (1
2023-03-11 上传
关于计算机数据库系统设计方案 摘要:下文主要根据笔者多年工作经验就关于计算机数据库系统设计方案进行了论述 ,针对数据库应用开发工具来证明其能够支持面向对象的开发方法,并提高相应的开发 手段。仅供同行参考。 关键词:数据库:软件开发   引言 计算机技术中数据库是最重要的研究方向之一,随着日趋应用复杂化,传统的数据库 不足已逐渐被显露出来,而面向对象技术的数据库将成为新一代数据库的发展方向。 1、关系数据库中的优势 面向对象是一种认识方法学,也是一种新的程序设计方法学。把面向对象的方法和数 据库技术结合起来可以使数据库系统的分析、设计最大程度地与人们对客观世界的认识 相一致。 面向对象技术利用对象、类等技术手段可以满足对一些领域数据库的特殊需求,与关 系型数据库相比,面向对象技术的优势主要体现在以下几个方面。 1.1 支持复杂的数据模型。传统的关系型数据库不能支持复杂的数据模型,例如:文本、图 像、声音、动画、图像等数据,其缺乏对这些数据信息的描述、操纵和检索能力。而面 向对象技术具有这些方面的优势,面向对象技术应用到数据库领域后,对象的使用就可 以满足对这些类型数据的相关操作。 1.2 支持复杂的数据结构。传统的关系型数据库不能满足数据库设计的层次性和设计对象多 样性的需求,关系型数据库中的二维表不能描述复杂的数据关系和数据类型,而面向对 象技术中的对象可以描述复杂的数据关系和数据类型。 1.3 支持分布式计算和大型对象存储。面向对象技术中对象、封装、继承等方法的应用可以 支持分布式计算,并且支持独立于平台的大型对象存储。 1.4 更好地实现数据的完整性。面向对象数据库支持复杂的数据结构和操作的约束、触发机 制,从而可以更好地实现数据的完整性。 2、面向对象技术应用在关系数据库中的实现方法 由于计算机网络、多媒体技术、CAD/CASE等新型数据库应用的需要,数据库领域开始 借助面向对象技术来满足这些需要。面向对象技术借助对象、封装和继承机制可以实现 对复杂对象和复杂数据模型的支持,将面向对象技术应用于数据库是解决当今许多新型 数据库应用中遇到的问题的好办法,虽然面向对象技术和数据库的结合沿着三个方向发 展,当前多数数据库生产商都在研发如何将面向对象技术应用到关系数据库中。将面向 对象技术应用到关系数据库中可以有两种方式。 2.1 把面向对象技术中的对象作为关系数据库系统中的一种新的数据模型。关系表中的属性 值包含对象指针,对象数据的操作在关系数据库之外进行。把面向对象数据模型(ODM)和 关系数据模型(RDM)结合起来,对荚系数据库管理系统进行扩充,但对象查询功能受到一 定的限制。 2.2 把面向对象接口添加在关系数据库中。在关系数据库系统中增加一个对象到关系转换器 ,将上层的面向对象模式转化为关系存储模式,存放到关系数据库中。这样,在面向对 象的数据库中关系存储模型位于底层。数据库用户可以利用标准的面向对象数据库语言 进行查询处理,用户输入的面向对象数据库语言被转换成关系数据库语青,从而对底层 的关系存储模式进行查询等处理,同时将操作结果按照对象方式返回给用户。这种实现 方式使得数据库管理系统存实现关系模型和面向对象模型之间的模型转换时需要一定的 开销,执行效率比直接面向对象数据库要低一些,但这种扩充方式实现比较简单。 面向对象技术通过映射接口和关系数据库相结合,面向对象数据库强调的是对象的属 性、方法和对象间的关系。设计这种类型的数据库需要理解对象到关系数据库表的映射 方法。这种映射方法通过将对象类生成为 SQL 语言中的数据定义语言(DDL)来将对象转换成一个好的概念层的数据模型(DDL)。 3、面向对象关系数据库系统的应用实例 3.1 系统构想。设想这个是物流信息 MIS 系统。该 MIS 系统有几种验证方法:(1)通过使用的代理和选择的物流公司。如果其代理在其业务的 代理IP段的话,就认为是在物流公司上网,可认为是管理人员,将自动通过注册请求, 系统发激活邮件;(2)不符合第一种情况的话,看选择的注册方式如果是使用 IP 电话的话去根据选择的物流公司看填写的 IP 电话是否符合所在区域的 IP 段,如果符合的话,系统发激活邮件;(3)选择物流公司邮箱注册,根据选择的物流公 司和他填写的邮箱,如果域名符合就认为注册人为合法客户,系统发激活邮件;(4)选 择其他方式,通过人工方法去确认注册者的合法性。以上是用户注册的过程,注册成功 后,用户通过激活账户的链接,激活自己的账户,然后登陆,登陆成功后就可以使用注 册用户可以使用的所有功能。管理员除可以拥有所有注册用户可以使用的功能外,还可 添加物流公司及运单信息;编辑公司所在的 IP 段,查看所有用户的状态,进行活动管理,即添加、编辑活动,设定活动规则。应用系 统需要响应用户