数据库的设计与研究Word格式文档下载.docx

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随着信息社会的到来，既掌握专业技能又具有计算机应用能力的人越来越来受到欢迎。

为了适应社会的发展，必须培养既熟悉专业又能把计算机技术同各领域的专业需要紧密结合的复合型人才。

数据库技术成为高校各学科专业的必修或选修课程。

数据库课程设计通过社会调查，选择一个实际课题，完成数据库应用系统设计工作，课程结束后提交应用软件系统和课程设计报告。

通过课程设计，可以较全面地理解、掌握和综合运用所学知识，培养调查研究，查阅技术文献、资料以及编写技术文献的能力。

对于计算机类的课程通常有一定的畏惧感，尤其对计算机语言、编程等，觉得难以驾驭和掌握。

如何通过数据库课程设计，使他们的各方面能力得到培养和锻炼，一直是值得思考的课题。

本文结合数据库课程设计，就数据库的设计与研究等方面进行初步探索。

关键词：

数据库；

数据库设计；

数据库研究

内容摘要I…

目录I.I..

引言1

数据库的设计与研究2

一系统需求分析2

（1）调查、分析系统功能需求和用户活动，确定系统边界2

（2）收集、分析、整理数据3

二系统概念设计4

三系统逻辑设计5

四系统物理设计6

五结论6

参考文献8

致谢9

随着计算机及网络技术的飞速发展，Internet/lntranet应用在全球范围内日益

普及，当今社会正快速向信息化社会前进，信息系统的作用也越来越大。

信息管理系统在正常生活运营中总是总是起着不可或缺的作用。

因此信息管理系统的信息化是发展的必然趋势。

用结构化系统分析与设计的方法，建立一套有效的信息管理系统，可以减轻工作，将工作科学化、规范化，提高了信息管理的工作质量，因此开发一套合适地的信息管理系统是十分必要的。

一直以来人们使用传统的人工方式管理日常工作，对于一般的管理过程，想

必大家都已很熟悉。

在计算机尚未在管理系统广泛使用之前，信息管理的过程主要依靠手工。

随着近年来信息技术及计算机网络技术的不断发展，信息管理越来越现代化，人们查找资料也更加方便。

随着社会的进步，信息技术的广泛应用，数字化管理的优势日趋显著。

针对信息管理手动式落后的情况，开发一套合适的信息管理软件已经很有必要，并且实现研究服务于实践的原则。

本文讨论的数据库的设计与研究主要从以下几方面做起：

系统业务流程分析、系统的功能设计、系统的数据库结构设计等。

作这些工作需对数据库知识有足够认识。

在信息时代的今天，人类需要对在政治、经济、军事、文化、科研、教育等领域产生的大量信息进行管理，并对数据进行加工处理，数据库技术则是信息管理与数据处理的先进技术。

随着信息量的不断增加，作为计算机的三大主要应用（科学计算、过程控制和数据处理）之一的数据处理，已迅速上升为计算机应用的主要方面，数据库技术则成为人们日常生活中处理数据不可缺少的有力工具，并且现代的信息管理系统几乎都以数据库技术作为核心。

要编制出真正适用的程序，在编程之前，还需要做许多艰苦细微的工作，需求分析就是为今后工作的顺利开展创造条件的。

实践证明，在一个数据库应用系统的开发过程中，要非常重视早期的分析工作，决不能草率行事，否则一旦出现错误，将造成人力物力的极大浪费。

一个数据库应用系统的开发过程大致包括六个阶段：

需求分析阶段、概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、机器实现阶段、运行维护阶段。

一系统需求分析

在数据库应用系统的设计中，需求分析是整个设计的基础。

数据库应用系统是在计算机软硬件系统和某一种数据库管理系统的支持下，针对某一方面应用的信息管理系统。

在现实生活中，大到在互联网或专用网支持下的全球或全国系统，小到某个单位、某个部门，甚至某项工作的计算机管理，数据库应用系统无处不在。

需求分析是整个开发过程的第一个阶段，也是最重要的一步。

其主要任务是：

了解和掌握数据库应用系统开发对象（用户）的工作业务流程和每个岗位、每个环节的职责，了解和掌握信息从开始产生或建立，到最后输出、存档或消亡所经过的传递和转换过程，了解和掌握各种人员在整个系统活动过程中的作用；

通过同用户充分地交流和沟通，决定哪些工作应由计算机来做，哪些工作仍由手工来做，决定各种人员对信息和处理各有什么要求，对视屏操作界面和报表输出格式各有什么要求，对数据（信息）的安全性（保密性）和完整性各有什么要求，等等。

它是开发人员弄清实际情况，制定合理方案，开发系统的基础，对此，必须加以高度的重视。

（1）调查、分析系统功能需求和用户活动，确定系统边界

系统功能需求调查分析的目的是确定系统应具有哪些功能，完成哪些任务。

调查分析工作通常是从用户对数据处理要求的提出开始的，通过设计人员和用户

充分地讨论和协商，提出实施方案和需求，最后把系统功能确定下来。

调查和分析用户活动是为了了解用户的各种业务活动，具体工作包括：

调查各部门输入和输出的数据与格式，所需的表格和卡片，数据的加工，输入输出的

部门等。

调查时应特别注意了解这些报表之间的关系，各数据项的含义等，以确保建立的数据库应用系统能符合客观管理规律，满足用户的需求。

（2）收集、分析、整理数据

数据是处理的对象，是建立数据库的基础。

因此收集和分析数据是需求分析阶段最重要的内容，同时也是最难完成的任务。

在设计工作中遇到的最大的困难往往是由于设计人员对业务的不熟悉而无法深入全面地了解系统的数据情况，以

及这些数据如何在数据库中表示，在处理模块中如何处理它们。

（I）收集资料

收集资料的工作是数据库设计人员和用户共同完成的任务。

因为熟悉应用业务的用

户最了解系统的需求，尽管他们不一定知道如何设计或实现系统，但他们对系统应当提供的处理功能最有发言权。

强调各级用户的参与是数据库应用系统设计的特点之一。

首先确定企业组织的目标，从这些目标导出对数据库的总体要求。

这些要求一般应该从组织中的高层决策机构获得，因为他们熟悉企业的发展规划。

通过对

中层管理人员的调查访问可以获得日常控制管理的信息需求、各个部门之间的信

息交流接口。

通过对基层业务人员的访谈可以了解具体的业务操作流程，从而便

于确定新系统的人机界限。

确定哪些功能由计算机完成，哪些事情留给手工去做。

具体调研的形式很多，例如通过发放信息需求调查表、当面交谈、开讨论会等多种形式。

广泛收集各个部门的需求和约束条件等，在调研过程中要做详细记录，回来及时进行分析整理。

（U）分析整理资料

分析的过程是对所收集到的数据进行抽象的过程。

抽象是对实际事物或事件的人为处理，抽取共同的本质特性，忽略细微末节，并用各种概念精确地加以描述，这些概念组成某种模型。

数据分析与抽象是数据库设计的基础，数据分析和抽象可以同时进行，并往往从局部入手。

（川）绘制数据流图

数据的收集和分析，最终应以数据流程图的形式表示出来。

数据流图用来描述系统的数据流向和数据的处理功能，它以图形的方式来表达数据处理系统中信息的变换和传递过程。

数据流图有三个重要特点：

一是可以表示任何一个系统中信息流程；

二是每个处理符号根据需要可进一步分解，以求得对问题的全面理解；

三是强调的是数据流程而不是控制流程。

数据流图的基本符号有以下几种：

1）数据流，用标有名字的箭头表示有名字有流向的数据；

2）数据处理，用

标有名字的圆圈表示对数据进行加工和变换。

指向处理的数据流是该处理的输入数据，离开处理的数据流是该处理的输出数据；

3）数据文件，用标有名字的双

直线段表示数据暂存的处所。

对数据文件进行必要的存取，可用指向或离开文件的箭头表示；

4）数据源及数据终点，用命名的方框表示数据处理过程的数据来源或数据去向。

在数据流程图中，应把数据来源、进行的处理以及处理的去向等表示清楚。

对稍为复杂的系统，只用一个数据流图是不够的，应按自顶向下的分解方法逐层分解为多个数据流图。

（W）数据字典

数据字典是对各类数据描述的集合，它对数据流图中出现的所有数据元素给出逻辑定义。

它在需求分析阶段建立，在整个数据库设计的各个阶段将不断修改、充实和完善。

（V）用户确认

设计者将需求分析产生的数据流图、数据字典、功能结构图等返回给用户，并与用户一起检查、补充、修改，最终获得用户的认可。

总之，需求分析是数据库应用系统开发工作中一项重要的、繁杂的、工作量大的工作，它是数据库设计的基础，而数据库建造得是否合理，直接影响到系统的优劣，所以，要合理地设计好数据库，需求分析是关键，必须引起高度重视。

只有需求分析工作做好了，才有可能设计出满足用户应用需求的数据库应用系统。

由于我们注重了这方面的工作，所以在实践过程中可以取得良好效果。

二系统概念设计

数据库概念结构设计是在需求分析的基础上，设计出能够满足用户需求的各

种实体，以及它们之间的关系，为后面的逻辑结构设计打下基础。

这个阶段不用考虑所采用的数据库管理系统、操作系统类型、机器类型等问题。

这阶段可用的工具很多。

用的最多的是E-R图（Entity-Relation,实体-关系图），另外还有许多计算机辅助工具（ComputerAidedSoftwareEngineeringCASE）可以帮助进行设计。

本系统采用了E-R图的方法进行数据库概念结构设计。

E-R图是描述数据实体关系的一种直观描述工具。

这种图中有：

（1）实体:

用方框表示，方框内为实体的名称。

（2）实体的各种属性：

用椭圆表示，椭圆内为属性名称。

使用线段将其和响应的实体连接起来。

（3）实体之间的联系：

用菱形表示，菱形内为联系的名称。

实体和实体之间的联系较多，比较常见的联系有l：

1,l：

N和M:

N这三种。

三系统逻辑设计

（1）从E-R图向管理模式转换

数据库的逻辑设计主要工作是将E-R图转换成指定RDBM中的关系模式。

首先，从E-R图到关系模式的转换是比较直接的，实体与联系都可以表示成关系，E-R图中属性也可以转换成关系的属性。

实体集也可以转换成关系。

E-R图模型

与关系间的转换如表1所示。

E-R模型

关系

属性

实体集

实体

元组

联系

表1E

—R模型与关系间的比较表

（2）逻辑模式规范化及调整、实现

（I）规范化

在逻辑设计中还需对关系做规范化验证。

（H）RDBMS

对逻辑模式进行调整以满足RDBMS勺性能、存储空间等要求，同时对模式做适应RDBMS艮制条件的修改，它们包括如下内容：

1调整性能以减小连接运算；

2调整关系大小，使每个关系数量保持在合理水平，从而可以提高存取效

率；

3尽量采用快照（snapshot）,因在应用中经常仅需某固定时刻的值，此时可用快照将某时某刻值固定，并定期更换，此种方式可以显著提高查询速度。

（3）关系视图设计

逻辑设计的另一个重要内容是关系视图的设计，它又称为外模式设计。

关系视图是在关系模式基础上所设计的直接面向操作用户的视图，它可以根据用户需求随时创建，一般RDBMS匀提供关系视图的功能。

关系视图的作用大致有如下几点：

（l）提供数据逻辑独立性：

使应用程序不受逻辑模式变化的影响。

数据的逻辑模式会随着应用的发展而不断变化，逻辑模式的变化必然会影响到应用程序的变化，这就会产生极为麻烦的维护工作。

关系视图则起了逻辑模式与应用程序之间的隔离作用，有了关系视图后建立在其上的应用程序就不会随逻辑模式修改而产生变化，此时变动的仅是关系试图的定义。

（n