1、http:/第一章 数据库技术基础软件工程系 许爽2009年8月22日http:/章节脉络章节脉络1.1 1.1 数据库系统应用示例数据库系统应用示例 1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构1.4 1.4 数据库设计数据库设计 2009年8月22日http:/1.1 1.1 数据库系统应用示例数据库系统应用示例账号账号 存款存款 余额余额 取款取款日期等日期等账户信息账户信息顾客信息顾客信息银行业务管理信息系统银行业务管理信息系统姓名姓名 身份证号码身份证号码地址地址 电话电话 通信编码等通信编码等 20
2、09年8月22日账户或余额的查询；账户或余额的查询；账户数据的更新操作等账户数据的更新操作等同一时间内保证一个账户同一时间内保证一个账户并发操作不会出现错误并发操作不会出现错误 利用利用ATMATM系统故障，账户系统故障，账户数据不会前后不一致等数据不会前后不一致等 http:/1.1 1.1 数据库系统应用示例数据库系统应用示例账号账号存款存款余额余额取款取款日期日期0000000100000001100.00100.002000.002000.002009/1/12009/1/100000002000000021900.001900.00300.00300.002009/3/32009/3
3、/30000000300000003100.00100.00100.00100.002009/2/72009/2/7姓名姓名身份证号身份证号地址地址电话电话通信编码通信编码张三张三210*大连西岗区大连西岗区0416*116021李四李四211*大连甘井区大连甘井区0416*116015王武王武222*大连中山区大连中山区0416*116011顾客信息表顾客信息表2009年8月22日账户信息表账户信息表数据：描述事物的符号记录数据：描述事物的符号记录 形式：数字、文字、图形、形式：数字、文字、图形、图像、声音图像、声音 http:/1.1 1.1 数据库系统应用示例数据库系统应用示例（1 1）
4、数据库可管理大量相互关联的数据）数据库可管理大量相互关联的数据（2 2）存储数据时需定义数据库的各种架构，例如表）存储数据时需定义数据库的各种架构，例如表（3 3）数据存到数据库后，用户可使用其中数据（查询）数据存到数据库后，用户可使用其中数据（查询）（4 4）可控制多用户的访问：不同的用户只能执行允许执）可控制多用户的访问：不同的用户只能执行允许执 行的操作；不同用户之间的操作互不影响行的操作；不同用户之间的操作互不影响（DBMSDBMS）数据库管理系统：数据库管理系统：对收集到的大量数据对收集到的大量数据进行整理、加工、归进行整理、加工、归并、分类、计算、存并、分类、计算、存储等操作储等操
5、作 作用作用数据库：数据库：将数据按照一定的数将数据按照一定的数据模型组织、描述和据模型组织、描述和存储，具有较小冗余存储，具有较小冗余度，较高数据独立性度，较高数据独立性和扩展性，用户可共和扩展性，用户可共享的数据集合享的数据集合2009年8月22日http:/1.1 1.1 数据库系统应用示例数据库系统应用示例数据库系统：由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库系统：由数据库、数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户组成数据库管理员和用户组成见见1.4节节2009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介OracleOracle1Microsof
6、t SQL ServerMicrosoft SQL Server2DB2DB2和和InformixInformix3MySQLMySQL4Sybase ASESybase ASE5Visual FoxProVisual FoxPro7Microsoft AccessMicrosoft Access6一、常见的数据库系统一、常见的数据库系统2009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介OracleOracle是世界上最早商品化的关系型数据管理系统，是是世界上最早商品化的关系型数据管理系统，是数据库专业厂商数据库专业厂商OracleOracle公司的核心产
7、品，当前应用最广公司的核心产品，当前应用最广 泛、功能最强大、可用性最高的数据库系统泛、功能最强大、可用性最高的数据库系统 OracleOracle1 19961996年年 Oracle7 Oracle7 19971997年年 Oracle8Oracle8 1999 1999年年 基于基于InternetInternet数据库数据库Oracle8iOracle8i 2001 2001年年 InternetInternet电子商电子商务基础架构务基础架构Oracle9iOracle9i20032003年年 Oracle Oracle Database 10gDatabase 10g 集成式网络计
8、集成式网络计算架构软件算架构软件2009年8月22日http:/119951995年年 第一个第一个SQL ServerSQL Server版本版本Microsoft SQL Microsoft SQL Server 6.0Server 6.0220002000年年 Microsoft SQL Microsoft SQL Server 2000Server 200020052005年年1212月月 Microsoft SQL Microsoft SQL Server 2005Server 2005，适用，适用（安全性和可用性）（安全性和可用性）1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基
9、础简介Microsoft SQL ServerMicrosoft SQL Server是一种典型的具有客户机是一种典型的具有客户机/服务服务器体系架构的关系型数据库管理系统，用器体系架构的关系型数据库管理系统，用Transact-SQLTransact-SQL语句在服务器和客户机之间传送请求和回应。可在多种语句在服务器和客户机之间传送请求和回应。可在多种操作系统上运行，具可靠性、可伸缩性、可用性和可管操作系统上运行，具可靠性、可伸缩性、可用性和可管理性等特点，为用户提供了完整的数据库解决方案理性等特点，为用户提供了完整的数据库解决方案Microsoft SQL ServerMicrosoft
10、SQL Server22009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介DB2DB2是是IBMIBM公司于公司于19931993年推出的关系型数据库管理系统，年推出的关系型数据库管理系统，20012001年，年，IBMIBM收购了收购了InformixInformix公司的数据库产品，让公司的数据库产品，让IBMIBM在数据库市场上的地位大幅度增强在数据库市场上的地位大幅度增强DB2DB2提供所有主流提供所有主流UNIXUNIX、LinuxLinux和和WindowsWindows平台数据库版本平台数据库版本DB2DB2和和InformixInformix
11、32009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介MySQLMySQL是最流行的开放源码（任何人都能使用和改变软是最流行的开放源码（任何人都能使用和改变软件，都能从件，都能从InternetInternet下载下载MySQLMySQL软件，而无需支付任何费软件，而无需支付任何费用）的用）的SQLSQL数据库管理系统，由数据库管理系统，由MySQL ABMySQL AB公司开发、发布公司开发、发布并支持并支持MySQLMySQL具有良好的连通性、速度和安全性，适于访问具有良好的连通性、速度和安全性，适于访问InternetInternet上的数据库上的数据
12、库MySQLMySQL42009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介SybaseSybase公司开发的数据库管理系统，由公司开发的数据库管理系统，由Sybase SQL Sybase SQL ServerServer发展和演变而来发展和演变而来Sybase ASESybase ASE52009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介Microsoft OfficeMicrosoft Office组件之一，是组件之一，是WindowsWindows环境下非常流行环境下非常流行的桌面型数据库管理系统的桌面型数据库管
13、理系统AccessAccess无需编写任何代码，通过直观的可视化操作即可无需编写任何代码，通过直观的可视化操作即可完成大部分数据库管理任务完成大部分数据库管理任务Microsoft AccessMicrosoft Access62009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介小型关系数据库产品，由微软公司兼并小型关系数据库产品，由微软公司兼并FoxFox公司后推出的公司后推出的可视化数据库编程工具可视化数据库编程工具Visual FoxProVisual FoxPro72009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简
14、介二、数据库技术的发展二、数据库技术的发展1 1、人工管理阶段、人工管理阶段时间：时间：2020世纪世纪5050年代中期以前年代中期以前计算机应用：科学计算（很大局限性）计算机应用：科学计算（很大局限性）特点：数据不保存特点：数据不保存 没有对数据进行管理的软件系统没有对数据进行管理的软件系统 没有文件的概念没有文件的概念 数据是面向应用数据是面向应用2009年8月22日http:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介2 2、文件系统阶段、文件系统阶段时间：时间：2020世纪世纪5050年代后期到年代后期到6060年代中期年代中期计算机应用：科学计算和数据管理计算机应用：科
15、学计算和数据管理特点：特点：数据需要长期保存在外存上供反复使用数据需要长期保存在外存上供反复使用 程序之间有了一定的独立性程序之间有了一定的独立性 文件的形式已经多样化文件的形式已经多样化 数据的存取基本上以记录为单位数据的存取基本上以记录为单位2009年8月22日vhttp:/1.2 1.2 数据库系统的基础简介数据库系统的基础简介3 3、数据库系统阶段、数据库系统阶段时间：时间：2020世纪世纪6060年代后期年代后期计算机应用：大规模的数据管理计算机应用：大规模的数据管理特点：特点：数据共享数据共享 面向全组织的数据结构化面向全组织的数据结构化 数据独立性数据独立性 可控数据冗余度可控数
16、据冗余度 统一数据控制功能统一数据控制功能2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构1 1、数据库开发过程的主要阶段、数据库开发过程的主要阶段概念数据建模概念数据建模逻辑数据库设计逻辑数据库设计物理数据库设计物理数据库设计数据库的实现和维护数据库的实现和维护数据需求数据需求实体关系图（外模式和概念模式）实体关系图（外模式和概念模式）数据库模式数据库模式内模式内模式可使用的数据库可使用的数据库2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构三级模式两级映射示意图三级模式两级映射示
17、意图2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构2 2、数据库应用开发过程数据库应用开发过程调查研究调查研究系统分析系统分析系统设计系统设计系统实现系统实现系统维护系统维护问题描述，可行性研究问题描述，可行性研究系统需求和分析系统需求和分析系统设计规范系统设计规范可操作的系统可操作的系统反馈反馈反馈反馈反馈反馈反馈反馈2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构3 3、数据库开发和数据库应用开发关系示意图、数据库开发和数据库应用开发关系示意图系统要求系统要求数据库开发数据库开
18、发实体关系图表实体关系图表设计设计数据库应用开发数据库应用开发过程模型过程模型 人机交互模型人机交互模型 原型原型 交互交互数据要求数据要求应用程序要求应用程序要求可运行的系统可运行的系统可运行的数据库可运行的数据库可运行的应用程序可运行的应用程序2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构4 4、数据库应用系统架构数据库应用系统架构（1 1）单用户数据库应用架构：适用于个人计算机的单用）单用户数据库应用架构：适用于个人计算机的单用 户数据库系统，统称为桌面型数据库管理系统户数据库系统，统称为桌面型数据库管理系统范围：适用未联网、移动
19、等用户使用范围：适用未联网、移动等用户使用（2 2）集中式数据库应用架构：采用大型主机和终端结合）集中式数据库应用架构：采用大型主机和终端结合 的系统，将操作系统、应用程序和数据库系统等数的系统，将操作系统、应用程序和数据库系统等数 据和资源都放在作为核心的主机上，连接主机的许据和资源都放在作为核心的主机上，连接主机的许 多终端只是作为主机的一种输入输出设备多终端只是作为主机的一种输入输出设备范围：主机费用高，被取代范围：主机费用高，被取代 2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构（3 3）客户机）客户机/服务器应用架构：客户机提
20、出请求，服务服务器应用架构：客户机提出请求，服务 器对客户机的请求作出回应，本质在于通过对服务器对客户机的请求作出回应，本质在于通过对服务 功能的分布实现分工服务功能的分布实现分工服务（4 4）多层数据库应用架构：有多个服务器作为数据库服）多层数据库应用架构：有多个服务器作为数据库服 务器或应用服务器，可处理大容量数据、复杂的业务器或应用服务器，可处理大容量数据、复杂的业 务逻辑的数据库务逻辑的数据库2009年8月22日http:/1.3 1.3 数据库应用开发过程及系统架构数据库应用开发过程及系统架构（5 5）InternetInternet数据库应用架构：将应用程序安装在服务数据库应用架构
21、：将应用程序安装在服务 器端执行，客户机端只安装作为前端运行环境的浏器端执行，客户机端只安装作为前端运行环境的浏 览器。该架构的核心是览器。该架构的核心是WebWeb服务器，负责接收远程服务器，负责接收远程 （本地）浏览器的超文本传输协议（本地）浏览器的超文本传输协议（HTTPHTTP）数据请）数据请 求，根据查询条件到数据库服务器获取相关数据，求，根据查询条件到数据库服务器获取相关数据，将结果翻译成超文本标记语言（将结果翻译成超文本标记语言（HTMLHTML）文件传送给）文件传送给 提出请求的浏览器提出请求的浏览器2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计一、数据模
22、型描述数据库的三要素一、数据模型描述数据库的三要素（1 1）数据结构：研究存储在数据库中的对象类型的集合）数据结构：研究存储在数据库中的对象类型的集合 数据结构是对系统静态特性的描述数据结构是对系统静态特性的描述（2 2）数据操作：对数据库中各种对象的实例允许执行操）数据操作：对数据库中各种对象的实例允许执行操 作的集合（增删查改）作的集合（增删查改）数据操作是对系统动态特性的描述数据操作是对系统动态特性的描述（3 3）数据完整性约束：完整性规则的集合，用以限定符）数据完整性约束：完整性规则的集合，用以限定符 合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以
23、保证 数据的正确、有效和相容数据的正确、有效和相容2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计二、概念模型及其表示方法二、概念模型及其表示方法概念模型是对现实世界的抽象反映，不依赖于具体的计概念模型是对现实世界的抽象反映，不依赖于具体的计算机系统，是现实世界到计算机的中间层次算机系统，是现实世界到计算机的中间层次1 1、实体（、实体（EntityEntity）：客观存在并可相互区分的事物，形）：客观存在并可相互区分的事物，形 式可以是具体的人或物，或抽象的概念或事物与事物式可以是具体的人或物，或抽象的概念或事物与事物 间的联系间的联系例：学生的一次选课，某人在商店的一次
24、购物等例：学生的一次选课，某人在商店的一次购物等2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计2 2、属性、属性（AttributeAttribute）：实体所具有的某一特性，是事实体所具有的某一特性，是事 物的某一方面的特征的抽象描述物的某一方面的特征的抽象描述3 3、关键字（、关键字（KeyKey）：是惟一标识实体的属性或属性组合）：是惟一标识实体的属性或属性组合 候选关键字：惟一标识实体的属性或属性组（也候选关键字：惟一标识实体的属性或属性组（也 称次关键字）称次关键字）主关键字：多个关键字中选出一个为主关键字主关键字：多个关键字中选出一个为主关键字候选关键字和主关
25、键字关系：主关键字候选关键字和主关键字关系：主关键字候选关键字候选关键字2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计4 4、域（、域（DomainDomain）：某个（些）属性的取值范围）：某个（些）属性的取值范围例如：性别或成绩例如：性别或成绩5 5、实体集（、实体集（Entity SetEntity Set）：同型实体的集合）：同型实体的集合例如：所有学生例如：所有学生6 6、联系（、联系（RelationshipRelationship）：）：描述：事物内部以及事物之间的联系，反应为描述：事物内部以及事物之间的联系，反应为 实体内部之间的联系和实体之间的关系实体内
26、部之间的联系和实体之间的关系例如：例如：人和椅人和椅（坐被坐），学生与老师（教与学）（坐被坐），学生与老师（教与学）2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计联系的种类分为：一元联系联系的种类分为：一元联系 一对一联系（一对一联系（1 1：1 1）二元联系二元联系 一对多联系（一对多联系（1 1：n n）多对多联系（多对多联系（m m：n n）多元联系多元联系注意：元指的是在关系中实体的个数注意：元指的是在关系中实体的个数 没有多对一联系没有多对一联系 2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计一对一联系（一对一联系（1 1：1 1）：）：描
27、述：如果对于实体集描述：如果对于实体集A A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B B中至中至 多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A A 与实体集与实体集B B具有一对一联系具有一对一联系例如：教室和黑板，班级和班长例如：教室和黑板，班级和班长2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计一对多联系（一对多联系（1 1：n n）：）：描述：如果对于实体集描述：如果对于实体集A A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B B中有中有n n 个实体（个实体（n n00）与之联系，反之实体集）与之联系，反之实体集B
28、 B中的每一中的每一 个实体，实体集个实体，实体集A A中至多只有一个实体与之联系，中至多只有一个实体与之联系，则称实体集则称实体集A A与实体集与实体集B B有一对多联系有一对多联系例如：导员和学生，班级和学生例如：导员和学生，班级和学生2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计多对多联系（多对多联系（m m：n n）：）：描述：对于实体集描述：对于实体集A A中的每一个实体，实体集中的每一个实体，实体集B B中有中有n n个实个实 体（体（n n00）与之联系，反之对于实体集）与之联系，反之对于实体集B B中的每一中的每一 个实体，实体集个实体，实体集A A中也有
29、中也有m m个实体（个实体（m0m0）与之联）与之联 系，则称实体集系，则称实体集A A与实体集与实体集B B具有多对多联系具有多对多联系例如：学生和课程，教师与学生，图书和书店例如：学生和课程，教师与学生，图书和书店2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计7、概念模型的表示方法概念模型的表示方法实体实体-联系模型（联系模型（E-RE-R图）图）画图五要素：画图五要素：矩形表示实体集，框内写入实体名矩形表示实体集，框内写入实体名椭圆标识实体属性，无向边连接实体和属性椭圆标识实体属性，无向边连接实体和属性菱形表示实体间的联系，框内写入联系名菱形表示实体间的联系，框内写
30、入联系名将对应联系类型标注在实体将对应联系类型标注在实体-联系间的无向边上联系间的无向边上将对应的主码（主关键字）标出将对应的主码（主关键字）标出2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计三、数据模型三、数据模型概述：用计算机认识对数据进行建模的方法，成为建立概述：用计算机认识对数据进行建模的方法，成为建立 数据模型数据模型数据模型分三种：层次模型数据模型分三种：层次
31、模型 网状模型网状模型 关系模型关系模型2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计1 1、层次模型：树形结构，树中每结点代表一种实体类型、层次模型：树形结构，树中每结点代表一种实体类型要求：有且仅有一个结点无双亲，这个结点称根节点要求：有且仅有一个结点无双亲，这个结点称根节点 其他结点有且仅有一个双亲其他结点有且仅有一个双亲 优点：数据模型较简单，操作方便；实体间联系优点：数据模型较简单，操作方便；实体间联系 固定，性能较高；提供良好的完整性支持固定，性能较高；提供良好的完整性支持缺点：不适合于表示非层次性的联系；对插入和缺点：不适合于表示非层次性的联系；对插入和 删
32、除操作的限制比较多；查询子女节点必删除操作的限制比较多；查询子女节点必 须通过双亲节点；层次命令趋于程序化须通过双亲节点；层次命令趋于程序化大学大学院系院系教辅教辅班级班级教研室教研室2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计2 2、网状模型：、网状模型：要求：一个结点可以有多个双亲结点要求：一个结点可以有多个双亲结点 有一个以上的结点没有双亲结点有一个以上的结点没有双亲结点学生学生选课选课学生学生选课选课学号学号+课程号课程号优点：能够更为直接的描述现实世界；优点：能够更为直接的描述现实世界；具有良好性能，存取效率较高具有良好性能，存取效率较高缺点：其缺点：其DDL
33、DDL（数据定义语言）及其复（数据定义语言）及其复 杂；数据独立性较差；应用程杂；数据独立性较差；应用程 序在访问数据时要指定存取路径序在访问数据时要指定存取路径2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计3 3、关系模型：、关系模型：二维表（关系表）形式组织数据库中数据二维表（关系表）形式组织数据库中数据关系模型要求关系必须是规范化的，最基本的条件就关系模型要求关系必须是规范化的，最基本的条件就是关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即是关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项，即不允许表中有表（不允许表中有表（1NF1NF）学号学号姓名姓名专业名专业名性别性别出
34、生日期出生日期总学分总学分001101001101王林王林计算机计算机男男80-02-1080-02-105050001102001102成名成名计算机计算机男男81-02-0181-02-015050001105001105李芳芳李芳芳计算机计算机女女79-12-3179-12-315050001106001106黎明黎明艺术艺术男男84-05-1284-05-125050001109001109王艳王艳艺术艺术女女82-11-1182-11-115454优点：优点：关系模型建立在严格的数学概念上，概念关系模型建立在严格的数学概念上，概念 单一，数据结构简单，清晰；存储路径对单一，数据结构简
35、单，清晰；存储路径对 用户来说是透明，具有更高的数据独立性，用户来说是透明，具有更高的数据独立性，同时数据具有更好的安全保密性同时数据具有更好的安全保密性 缺点：关系模型的查询效率不如非关系数据模型缺点：关系模型的查询效率不如非关系数据模型 2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计（1 1）关系模型相关概念：）关系模型相关概念：记录：表中的每一行记录：表中的每一行字段（属性）：表中的每一列（列标题字段（属性）：表中的每一列（列标题字段名）字段名）关系模式：给每个关系表取一个名字，有关系模式：给每个关系表取一个名字，有n n个字段的关个字段的关 系表的结构可表示为：系
36、表的结构可表示为：表名表名(字段名字段名1,1,字段名字段名2,2,字段名字段名n)n)码：涵义与候选关键字差不多码：涵义与候选关键字差不多主码：最体现本质的码主码：最体现本质的码 注意：在关系模式中一般要用横线标出主码注意：在关系模式中一般要用横线标出主码2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计学号学号姓名姓名专业名专业名性别性别出生日期出生日期总学分总学分001101001101王林王林计算机计算机男男80-02-1080-02-105050001102001102成名成名计算机计算机男男81-02-0181-02-015050001105001105李芳芳李芳
37、芳计算机计算机女女79-12-3179-12-315050001106001106黎明黎明艺术艺术男男84-05-1284-05-125050001109001109王艳王艳艺术艺术女女82-11-1182-11-115454学生信息表学生信息表关系模式：学生（学号，姓名，专业名，性别，出生日期，总学分）关系模式：学生（学号，姓名，专业名，性别，出生日期，总学分）2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计学号学号课程号课程号成绩成绩001101001101101101808000110100110110210278780011010011011051058989001
38、1020011021011016565001102001102105105787800110500110510110187870011050011051051056969选课成绩表选课成绩表关系模式：选课（学号，课程号，成绩）关系模式：选课（学号，课程号，成绩）2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计（2 2）关系模型操作及完整性约束）关系模型操作及完整性约束主要操作：查询、插入、删除和更新数据主要操作：查询、插入、删除和更新数据完整性约束：完整性约束：实体完整性实体完整性 参照完整性参照完整性 用户定义的完整性（域完整性）用户定义的完整性（域完整性）关系数据库标准
39、操作语言：关系数据库标准操作语言：SQLSQL语言语言注意：关系模型中的数据操作都是集合操作，操作对注意：关系模型中的数据操作都是集合操作，操作对 象和操作结果都是关系象和操作结果都是关系2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计例例1 1：设计一个银行数据库，包括顾客和账户信息。顾客：设计一个银行数据库，包括顾客和账户信息。顾客 信息包括姓名、地址、电话、身份证号，账户信息信息包括姓名、地址、电话、身份证号，账户信息 包括流水号、类型（存款、支票）和余额。记录拥包括流水号、类型（存款、支票）和余额。记录拥 有账户的顾客。有账户的顾客。（1 1）绘制）绘制E-RE-R
40、图图（2 2）修改）修改E-RE-R图，使得一个账户只能由一个顾客拥有；图，使得一个账户只能由一个顾客拥有；使一个顾客只能由一个账户使一个顾客只能由一个账户（3 3）将所有可能关系转换成关系模式）将所有可能关系转换成关系模式2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计例例2 2：设计一个适合大学选课的数据库。该数据库包括学：设计一个适合大学选课的数据库。该数据库包括学 生、系、教授、课程、哪个学生选了哪门课、哪个生、系、教授、课程、哪个学生选了哪门课、哪个 教授教哪门课、学生的分数，一个系提供哪些课程教授教哪门课、学生的分数，一个系提供哪些课程 等信息等信息（1 1）绘
41、制）绘制E-RE-R图图（2 2）将所有可能关系转换成关系模式）将所有可能关系转换成关系模式2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计2009年8月22日设设 计计阶阶 段段设计描述设计描述数据数据处理处理需需 求求分分 析析数据字典、全系统中数据数据字典、全系统中数据项、数据流、数据存储的项、数据流、数据存储的描述描述数据流图和判定表（判定数据流图和判定表（判定树）、数据字典中处理过树）、数据字典中处理过程的描述程的描述概念结构设计概念结构设计概念模型概念模型（E-RE-R图）图）系统说明书：系统说明书：新系统要求、方案和概图新系统要求、方案和概图;新系统信息流的数
42、据流图新系统信息流的数据流图逻辑结构设计逻辑结构设计某种数据模型某种数据模型关系关系 非关系非关系系统结构图系统结构图(模块结构模块结构)物理设计物理设计存储安排；方法选择；存储安排；方法选择；存取路径建立存取路径建立模块设计；模块设计；IPOIPO表表数据库实施阶段数据库实施阶段编写模式；装入数据；数编写模式；装入数据；数据库试运行据库试运行程序编码；编译联结；测程序编码；编译联结；测试试数据库运行和维护数据库运行和维护性能监测、转储性能监测、转储/恢复；数恢复；数据库重组和重构据库重组和重构新旧系统转换、运行、维新旧系统转换、运行、维护护http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计四、
43、数据库设计的各过程阶段：四、数据库设计的各过程阶段：2009年8月22日需求分析阶段需求分析阶段概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计数据库物理设计数据库物理设计4123数据库实施数据库实施5数据库运行与维护数据库运行与维护6http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计1 1、需求分析阶段、需求分析阶段（1 1）需求分析的任务需求分析的任务通过详细调查现实世界要处理的对象，充分通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解了解原系统原系统工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能新系统的功能重点：调查，收集和分析用户在
44、数据管理中的信息要求重点：调查，收集和分析用户在数据管理中的信息要求,处理要求，安全性要求和完整性要求处理要求，安全性要求和完整性要求2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计（2 2）需求分析的）需求分析的方法：方法：调查组织机构情况（组成及职能）调查组织机构情况（组成及职能）调查各部门业务活动状况（主要掌握相关数据形式）调查各部门业务活动状况（主要掌握相关数据形式）协助用户明确对新系统的各种要求（包括信息，处理协助用户明确对新系统的各种要求（包括信息，处理 及完整性的要求）及完整性的要求）确定新系统的边界（功能的设定）确定新系统的边界（功能的设定）2009年8月2
45、2日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计（3 3）数据字典）数据字典描述：数据字典是进行数据库设计中数据收集和分析所描述：数据字典是进行数据库设计中数据收集和分析所 获得的各类数据描述的集合获得的各类数据描述的集合包括：包括：数据项数据项 数据结构数据结构 数据流数据流 数据存储数据存储 处理过程处理过程注意：数据字典是关于数据库中数据的描述（即元数据注意：数据字典是关于数据库中数据的描述（即元数据,而不是对数据本身的处理而不是对数据本身的处理2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计数据项：不可再分的数据单位数据项：不可再分的数据单位数据项数据项=数据项
46、名，数据项含义说明，别名，数据类型数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型,长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的长度，取值范围，取值含义，与其他数据项的 逻辑关系逻辑关系 例：数据项描述：学号例：数据项描述：学号 数据项：学号数据项：学号 含义说明：惟一标识每个学生含义说明：惟一标识每个学生 别名：学生编号别名：学生编号 类型：字符型类型：字符型 取值范围：取值范围：0000000999999900000009999999 取值含义：取值含义：1212位表示年级，位表示年级，3434位表示专业，位表示专业，5 5位表位表 示班级号，示班级号，6767位表示班级序号位表示班级序号2009年8
47、月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计数据结构：数据之间的组合关系数据结构：数据之间的组合关系数据结构数据结构=数据结构名，含义说明，组成：数据结构名，含义说明，组成：数据项或数数据项或数 据结构据结构例：学生的数据结构描述：例：学生的数据结构描述：数据结构：学生数据结构：学生 含义说明：学生管理子系统的主体数据结构，定义含义说明：学生管理子系统的主体数据结构，定义 了一个学生的有关信息了一个学生的有关信息 组成：学号，姓名，出生日期，性别，家庭住址，组成：学号，姓名，出生日期，性别，家庭住址，电话号码，邮政编码，入学成绩电话号码，邮政编码，入学成绩2009年8月22日htt
48、p:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计数据流：数据结构在系统内传输的路径数据流：数据结构在系统内传输的路径数据流描述数据流描述=数据流名，说明，数据流去向，组成：数据流名，说明，数据流去向，组成：数数 据结构据结构，平均流量，高峰期流量，平均流量，高峰期流量 例：例：“考试考试/考察课考察课”数据流描述数据流描述 数据流：平时成绩，期中成绩，期末成绩数据流：平时成绩，期中成绩，期末成绩 说明：测试学生学习程度和测量教师教学水平说明：测试学生学习程度和测量教师教学水平 数据源来源：考试数据源来源：考试/考查的卷面分数考查的卷面分数 数据流去向：课程最终评定分数数据流去向：课程最终评定分数 组
49、成：学号，姓名，课程号，分数组成：学号，姓名，课程号，分数2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计数据存储：数据结构停留或保存的地方数据存储：数据结构停留或保存的地方（载体）（载体）数据存储描述数据存储描述=数据存储名，说明，编号，流入的数据数据存储名，说明，编号，流入的数据 流，流出的数据流，组成：流，流出的数据流，组成：数据结构数据结构,数据量，存取方式数据量，存取方式 例：学生登记表的数据存储描述：例：学生登记表的数据存储描述：数据存储：学生登记表数据存储：学生登记表 说明：记录学生的基本情况说明：记录学生的基本情况 流入数据流：学号，姓名，出生日期，性别，家
50、庭流入数据流：学号，姓名，出生日期，性别，家庭 住址，电话，邮编，入学成绩住址，电话，邮编，入学成绩 流出数据流：人数，年龄段，男女比例，平均成绩流出数据流：人数，年龄段，男女比例，平均成绩 存取方式：随机存取存取方式：随机存取 数据量：记录字节数数据量：记录字节数*年级年级*标准班人数标准班人数*班级数班级数2009年8月22日http:/1.4 1.4 数据库设计数据库设计处理过程：数据字典中描述处理过程的说明性信息处理过程：数据字典中描述处理过程的说明性信息处理过程描述处理过程描述=处理过程名，说明，输入：处理过程名，说明，输入：数据流数据流，输出：输出：数据流数据流，处理：，处理：简要
