项目十 数据库设计（一）（课件）-《数据库原理与应用技术--MySQL》（河北科学技术出版社）同步精品课堂

10.1 数据库设计（一） 数据库原理与应用技术--MySQL 同步精品课堂 河北科学技术出版社 教学目标 一 教学目标 了解数据库设计的过程 01 掌握概念模型的概念 06 了解概念结构设计及其特点 03 了解需求分析的概念及内容 02 熟悉逻辑结构设计 04 掌握数据字典的概念 05 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学重难点 二 教学难点 1、需求分析的内容 2、E-R图转换规则 教学重点 E-R图转换规则 教学难点 导入新课 三 讨论： 数据库设计的任务是指针对一个给定的应用环境，构造一个最优的数据模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。大家可以讨论下，构建一个数据库都需要哪些步骤？每一步骤都需要如何设计？ 任务一 1 需求分析 新知讲授 四 ⊙需求分析内容 其他需求分析 性能需求分析 03 04 功能需求分析 数据需求分析 01 02 需求分析 数据字典 数据规范说明书 数据处理需求分析 业务规则需求分析 数据操作响应时间 数据访问响应时间 系统吞吐量 允许并发访问的最大用户数等 存储需求分析 安全性需求分析 备份和恢复需求分析 新知讲授 四 ⊙需求分析的工具 数据流图 数据流图（DFD)表达了数据与处理的关系。 外部实体 处理 或 或 数据流 数据存储 新知讲授 四 ⊙需求分析的工具 实例：学生选课系统的数据流图如下所示。 学生 学生 选课 学生信息表 学生选课表 成绩 登记 教师 课程表 成绩 成绩 选课信息 成绩 选课信息 新知讲授 四 ⊙需求分析的工具 数据字典 数据字典是各类数据描述的集合，它是进行详细的数据收集和数据分析后所获得的主要成果。通常包括5个部分： （1）数据项 （2）数据结构 （3）数据流 数据项是不可再分的数据单位； 数据结构反映了数据之间的组合关系，一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或由若干数据项和数据结构混合组成； 数据流是数据结构在系统内传输的路径； 新知讲授 四 ⊙需求分析的工具 数据字典 （4）数据存储 （5）处理过程 数据存储是数据及其结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。 处理过程的具处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息。 任务二 1 概要结构设计 新知讲授 四 ⊙概念结构设计 将需求分析得到的用户需求抽象为信息模型的过程就是概念结构设计。 概念模型应用易于理解 概念模型应当易于改变 概念模型是现实世界的一个真实模型 概念模型应易于向数据模型转换 01 02 03 04 概念结构主要特点 任务三 1 逻辑结构设计 新知讲授 四 ⊙R图向关系模型转换的规则 一个实体型转换为一个关系模型，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。 一个1：1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。 一个1：n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。 一个m:n联系可以转换为一个独立的关系模式。 一个多元联系可以转换为一个独立的关系模式。 具有相同码的关系模式可以合并。 03 01 02 06 04 05 新知讲授 四 ⊙R图向关系模型转换的规则 有些1:n的联系，将属性合并到n端后，该属性也作为主码的一部分。 07 新知讲授 四 学生 课程 学号 姓名 性别 年龄 家庭住址 选修 课程号 课程名 学生 m n 实例：已知学生与课程之间存在m:n联系，E-R图如下图所示，将其转换为关系模式。 转换后的关系模式为： 学生（学号，姓名，性别，年龄，家庭住址） 课程（课程号，课程名，学时） 选修（学号，课程号，成绩） 成绩 新知讲授 四 ⊙关系模型的优化及设计用户子模式 数据库逻辑设计的结果不是唯一的。为了进一步提高数据库应用系统的性能，通常以规范化理论为指导，根据应用适当地修改、调整关系数据库的结构，这就是关系模式的优化。 关系模式的优化方法： 1、确定数据依赖； 2、对数据依赖进行极小化处理，消除冗余联系； 3、确定关系模式的范式级别，根据应用环境，对某些模式进行合并或分解； 4、对关系模式进行必要的分解； ➽ 关系模式的优化 新知讲授 四 ⊙关系模型的优化及设计用户子模式 主要是考虑使用方便性和效率问题，主要借助视图手段实现。 1、建立视图，使用更符合用户习惯的别名； 2、对不同级别的用户定义不同的视图，以保证系统的安全性； 3、对复杂的查询操作，可以定义视图，简化用户对系统的使用； ➽ 设计用户子模式 师生互动 五 1、总结数据库设计的内容 2、总结概念模型的概念。 3、总结E-R图转换时需要注意哪些问题？ 讨论 随堂练习 六 1、 以下选项中，不属于需求分析的内容是（ ） A.数据需求分析 B.功能需求分析 C.性能需求分析 D.概念模型设计 【答案】D 【解析】需求分析的内容是：1、数据需求分析；2、功能需求分析；3、性能需求分析；4、其他需求分析 随堂练习 六 2、（ ）针对DBAS应具有的功能进行分析，是DBAS需求分析的核心环节。 A.数据需求分析 B.功能需求分析 C.性能需求分析 D.其他需求分析 【答案】 B 【解析】功能需求分析是针对DBAS应具有的功能进行分析，是DBAS需求分析的核心环节。 随堂练习 六 3、下列选项中，（ ）主要用于数据库安全设计，避免被非法使用和攻击。 A.数据需求分析 B.功能需求分析 C.性能需求分析 D.安全性需求分析 【答案】D 【解析】安全性需求分析是指主要用于数据库安全设计，避免被非法使用和攻击。 随堂练习 六 4、 在逻辑设计阶段中，下面不属于E-R图的基本构件的是（ ） A. 实体 B.属性 C. 关系 D.索引 【答案】D 【解析】E-R图的组成部分是不包含索引。 随堂练习 六 5、 概念结构设计分为三个步：__________、__________、__________。 【答案】设计局部E-R图 设计全局E-R图 优化全局E-R图 6、 数据库需求分析阶段的两个主要工具是 _________和 _________。 【答案】数据流图 数据字典 随堂练习 六 图书 借阅者 图书ID 书名 作者 出版社 价格 借阅 借阅证号 姓名 年龄 记录ID 借阅日期 m n 7、已知图书和借阅者之间存在m:n联系，E-R图如下图所示，将其转换为关系模式。 随堂练习 六 【答案】 图书（图书ID，书名，作者，出版社，价格） 借阅者（借阅证号，姓名，年龄） 借阅（记录ID，借阅证号，图书ID，借阅日期） 课堂小结 七 谢谢 $$