1、 第第3 3章章 數據庫設計數據庫設計 數據庫是現代各種信息系統的核心，數據庫多存儲的信數據庫是現代各種信息系統的核心，數據庫多存儲的信息能否正確反映現實世界，在運行中能否及時、準確地為各息能否正確反映現實世界，在運行中能否及時、準確地為各個應用程序提供所需數據，與信息系統的性能密切相關。本個應用程序提供所需數據，與信息系統的性能密切相關。本章主要介紹數據庫設計的內容及常用的設計方法和步驟。章主要介紹數據庫設計的內容及常用的設計方法和步驟。3.1 3.1 數據庫設計概述數據庫設計概述 現實世界的信息結構復雜且應用環境多種多樣，數據庫現實世界的信息結構復雜且應用環境多種多樣，數據庫的設計和開發工

2、作是一項龐大的工程，是一個多學科的綜合性的設計和開發工作是一項龐大的工程，是一個多學科的綜合性技術。技術。3.1.1 3.1.1 數據庫設計的內容數據庫設計的內容 數據庫設計的目標是：對于給定的應用環境，建立一個良好的、能滿數據庫設計的目標是：對于給定的應用環境，建立一個良好的、能滿足不同用戶使用要求的、又能被選定的足不同用戶使用要求的、又能被選定的DBMSDBMS所接受的數據庫系統模式。所接受的數據庫系統模式。數據庫設計的內容主要有：數據庫的結構特性設計、數據庫的行為特性設數據庫設計的內容主要有：數據庫的結構特性設計、數據庫的行為特性設計、數據庫的物理模式設計。計、數據庫的物理模式設計。1.

3、 1. 數據庫的結構特性設計數據庫的結構特性設計 數據庫的結構特性是指數據庫的邏輯結構特征。由于數據庫的結構特性數據庫的結構特性是指數據庫的邏輯結構特征。由于數據庫的結構特性是靜態的，一般情況下不會輕易變動，因此數據庫的結構特性設計又稱為是靜態的，一般情況下不會輕易變動，因此數據庫的結構特性設計又稱為數據庫的靜態結構設計。數據庫的靜態結構設計。 數據庫的結構特性設計過程是：先將現實世界中的事物、事物間的聯系數據庫的結構特性設計過程是：先將現實世界中的事物、事物間的聯系用用E-RE-R圖表示，再將各個分圖表示，再將各個分E-RE-R圖匯總，得出數據庫的概念結構模型，最后圖匯總，得出數據庫的概念結

4、構模型，最后將概念結構模型轉化為數據庫的邏輯結構模型表示。將概念結構模型轉化為數據庫的邏輯結構模型表示。 2. 2. 數據庫的行為特性設計數據庫的行為特性設計 數據庫的行為特性設計是指確定數據庫用戶的行為和動作，并設計出數數據庫的行為特性設計是指確定數據庫用戶的行為和動作，并設計出數據庫應用系統的系統層次結構、功能結構和系統數據流程圖，確定數據庫據庫應用系統的系統層次結構、功能結構和系統數據流程圖，確定數據庫的子模式。數據庫用戶的行為和動作是指數據查詢和統計、事物處理及報的子模式。數據庫用戶的行為和動作是指數據查詢和統計、事物處理及報表處理等操作，這些都是通過應用程序表達和執行。由于用戶行為總

5、是更表處理等操作，這些都是通過應用程序表達和執行。由于用戶行為總是更新數據庫內容的存取數據操作，用戶行為特性是動態的，所以數據庫的行新數據庫內容的存取數據操作，用戶行為特性是動態的，所以數據庫的行為特性設計也稱為數據庫的動態特性設計。為特性設計也稱為數據庫的動態特性設計。 數據庫行為特性的設計步驟是：將現實世界中的數據及應用情況用數據數據庫行為特性的設計步驟是：將現實世界中的數據及應用情況用數據流程圖和數據字典表示，并詳細描述其中的數據操作要求（即操作對象、流程圖和數據字典表示，并詳細描述其中的數據操作要求（即操作對象、方法、頻度和實時性要求）；確定系統層次結構；確定系統的功能模塊結方法、頻度

6、和實時性要求）；確定系統層次結構；確定系統的功能模塊結構；確定數據庫的子模式；確定系統數據流程圖。構；確定數據庫的子模式；確定系統數據流程圖。3.3.數據庫的物理模式設計數據庫的物理模式設計 數據庫的物理模式設計要求：根據庫結構的動態特性（即數據庫應用處數據庫的物理模式設計要求：根據庫結構的動態特性（即數據庫應用處理要求），在選定的理要求），在選定的DBMSDBMS環境下，把數據庫的邏輯結構模型加以物理實環境下，把數據庫的邏輯結構模型加以物理實現，從而得出數據庫的存儲模式和存取方法?，F，從而得出數據庫的存儲模式和存取方法。3.1.2 3.1.2 數據庫設計步驟數據庫設計步驟 按規范化設計方法可

7、將數據庫設計分為以下六個階段，每個階段都有按規范化設計方法可將數據庫設計分為以下六個階段，每個階段都有相應的成果，如圖相應的成果，如圖3-13-1所示。所示。1) 1) 需求分析。需求分析。2) 2) 概念結構設計。概念結構設計。3) 3) 邏輯結構設計。邏輯結構設計。4) 4) 數據庫物理設計。數據庫物理設計。5) 5) 數據庫實施。數據庫實施。6) 6) 數據庫運行和維護。數據庫運行和維護。1. 1. 需求分析階段需求分析階段 需求分析是數據庫設計的第一步，也是最困難、最耗時間的一步。需求需求分析是數據庫設計的第一步，也是最困難、最耗時間的一步。需求分析的主要任務是：詳細調查現實世界要處理

8、的對象（組織、部門、企業分析的主要任務是：詳細調查現實世界要處理的對象（組織、部門、企業等）；充分了解原系統（手工系統或計算機系統）的概況和發展前景；明等）；充分了解原系統（手工系統或計算機系統）的概況和發展前景；明確用戶的各種需求；收集支持系統目標的基礎數據及其處理方法；確定新確用戶的各種需求；收集支持系統目標的基礎數據及其處理方法；確定新系統的功能和邊界。系統的功能和邊界。(1) (1) 調查的內容調查的內容 調查是系統需求分析的重要手段，只有通過對用戶的調查研究，才能調查是系統需求分析的重要手段，只有通過對用戶的調查研究，才能得出需要的信息。調查的目的是獲得數據庫所需數據情況和數據處理要

9、求。得出需要的信息。調查的目的是獲得數據庫所需數據情況和數據處理要求。調查的具體內容有以下三方面。調查的具體內容有以下三方面。1 1）信息內容：數據庫中需存儲哪些數據，它包括用戶將從數據庫中直接獲）信息內容：數據庫中需存儲哪些數據，它包括用戶將從數據庫中直接獲 得或者間接導出的信息的內容和性質。得或者間接導出的信息的內容和性質。2) 2) 數據處理內容：用戶要完成什么數據處理功能；用戶對數據處理響應時數據處理內容：用戶要完成什么數據處理功能；用戶對數據處理響應時 間的要求；數據處理的工作方式（是批處理還是聯機處理）。間的要求；數據處理的工作方式（是批處理還是聯機處理）。3) 3) 安全性和完整

10、性要求。安全性和完整性要求。(2) (2) 調查的步驟調查的步驟調查步驟如下：調查步驟如下：1 1）了解管理對象的組織結構情況：在系統分析時，要對管理對象所涉及的）了解管理對象的組織結構情況：在系統分析時，要對管理對象所涉及的 行政組織機構進行了解，弄清所設計的數據庫系統與哪些部門相關，這行政組織機構進行了解，弄清所設計的數據庫系統與哪些部門相關，這 些部門以及下屬各個單位的聯系和職責是什么。些部門以及下屬各個單位的聯系和職責是什么。2) 2) 了解相關部門的業務活動情況：各部門需要輸入和使用什么數據；在部了解相關部門的業務活動情況：各部門需要輸入和使用什么數據；在部 門中是如何加工處理這些數

11、據的；各部門需要輸出什么信息；輸出到什門中是如何加工處理這些數據的；各部門需要輸出什么信息；輸出到什 么部門；輸出數據的格式是什么。么部門；輸出數據的格式是什么。3) 3) 確定新系統的邊界：哪些功能現在就由計算機完成；哪些功能將來準備確定新系統的邊界：哪些功能現在就由計算機完成；哪些功能將來準備 讓計算機完成；哪些功能或活動由人工完成。由計算機完成的功能就是讓計算機完成；哪些功能或活動由人工完成。由計算機完成的功能就是 新系統應該實現的功能。新系統應該實現的功能。2. 2. 概念結構設計階段概念結構設計階段 概念結構設計時將系統需求分析得到的用戶需求抽象為信息結構的過概念結構設計時將系統需求

12、分析得到的用戶需求抽象為信息結構的過程。概念結構設計的結果是數據庫的概念模型。數據庫設計中應十分重視程。概念結構設計的結果是數據庫的概念模型。數據庫設計中應十分重視概念結構設計，它是整個數據庫設計的關鍵。概念結構設計，它是整個數據庫設計的關鍵。 只有將系統應用需求抽象為信息世界的結構，也就是概念模型后，才只有將系統應用需求抽象為信息世界的結構，也就是概念模型后，才能轉化為機器世界中的數據模型，并用能轉化為機器世界中的數據模型，并用DBMSDBMS實現這些需求。實現這些需求。 概念模型獨立于數據庫邏輯結構和支持數據庫的概念模型獨立于數據庫邏輯結構和支持數據庫的DBMSDBMS，它應該滿足：，它應

13、該滿足：1) 1) 概念模型是現實世界的一個真實模型：概念模型應能真實、充分地反映概念模型是現實世界的一個真實模型：概念模型應能真實、充分地反映現實世界，能滿足用戶對數據的處理要求。現實世界，能滿足用戶對數據的處理要求。2) 2) 概念模型應當易于理解：概念模型只有被用戶理解后，才可以與設計者概念模型應當易于理解：概念模型只有被用戶理解后，才可以與設計者交換意見，參與數據庫設計。交換意見，參與數據庫設計。3) 3) 概念模型應當易于更改：由于現實世界（應用環境和應用要求）會發生概念模型應當易于更改：由于現實世界（應用環境和應用要求）會發生變化，這就需要改變概念模型，易于更改的概念模型有利于修改

14、和擴充。變化，這就需要改變概念模型，易于更改的概念模型有利于修改和擴充。4) 4) 概念模型應易于向數據模型轉換：概念模型最終要轉換為數據模型。設概念模型應易于向數據模型轉換：概念模型最終要轉換為數據模型。設計概念模型時應當注意，使其有利于向特定的數據模型轉換。計概念模型時應當注意，使其有利于向特定的數據模型轉換。 現階段概念模型通常用現階段概念模型通常用E-RE-R圖來描述和定義。設計系統的總體圖來描述和定義。設計系統的總體E-RE-R圖的可圖的可以分為兩步：第一步是設計局部的以分為兩步：第一步是設計局部的E-RE-R模型，即設計局部視圖；第二步是綜模型，即設計局部視圖；第二步是綜合各局部合

15、各局部E-RE-R模型，形成總的模型，形成總的E-RE-R模型，即全局的概念模型。模型，即全局的概念模型。3. 3. 邏輯結構設計階段邏輯結構設計階段 E-RE-R圖表示的概念模型是用戶數據要求的形式化。圖表示的概念模型是用戶數據要求的形式化。E-RE-R圖獨立于任何一種圖獨立于任何一種數據模型，它也不為任何一個數據模型，它也不為任何一個DBMSDBMS所支持。邏輯結構設計的任務就是把概所支持。邏輯結構設計的任務就是把概念模型結構轉換成某個具體的念模型結構轉換成某個具體的DBMSDBMS所支持的數據模型。所支持的數據模型。 通常把概念模型向邏輯模型的轉換過程分為通常把概念模型向邏輯模型的轉換過

16、程分為3 3步進行：步進行：1) 1) 把概念模型轉換成一般的數據模型。把概念模型轉換成一般的數據模型。2) 2) 將一般的數據模型轉換成特定的將一般的數據模型轉換成特定的DBMSDBMS所支持的數據模型。所支持的數據模型。3) 3) 通過優化方法將其轉換為優化的數據模型。通過優化方法將其轉換為優化的數據模型。概念模型向邏輯模型的轉換步驟，如圖概念模型向邏輯模型的轉換步驟，如圖3-23-2所示所示。 由于現階段流行的數據庫系統多是基于關系模型的，下面重點介紹概由于現階段流行的數據庫系統多是基于關系模型的，下面重點介紹概念模型向關系模型的轉換原則和方法。念模型向關系模型的轉換原則和方法。 將將E

17、-RE-R圖轉換成關系模型要解決兩個問題：一是如何將實體集和實體間圖轉換成關系模型要解決兩個問題：一是如何將實體集和實體間的聯系轉換為關系模式；二是如何確定這些關系模式的屬性和碼。關系模的聯系轉換為關系模式；二是如何確定這些關系模式的屬性和碼。關系模型的邏輯結構是一組關系模式，而型的邏輯結構是一組關系模式，而E-RE-R圖則是由實體集、屬性以及聯系圖則是由實體集、屬性以及聯系3 3個個要素組成的，將要素組成的，將E-RE-R圖轉換為關系模型實際就是要將實體集、屬性以及聯系圖轉換為關系模型實際就是要將實體集、屬性以及聯系轉換為相應的關系模式。轉換為相應的關系模式。 概念模型轉換為關系模型的基本方

18、法如下。概念模型轉換為關系模型的基本方法如下。(1) (1) 實體集的轉換規則實體集的轉換規則 概念模型中的一個實體集轉換為關系模型中的一個關系，實體的屬性概念模型中的一個實體集轉換為關系模型中的一個關系，實體的屬性就是關系的屬性，實體的碼就是關系的碼，關系的結構是關系模式。就是關系的屬性，實體的碼就是關系的碼，關系的結構是關系模式。(2) (2) 實體集間聯系的轉換規則實體集間聯系的轉換規則 在向關系模型的轉換時，實體集間的聯系可按以下規則轉換：在向關系模型的轉換時，實體集間的聯系可按以下規則轉換： 1) 1:11) 1:1聯系的轉換方法。聯系的轉換方法。 一個一個1:11:1聯系可以轉換為

19、一個獨立的關系，也可以與任意一端實體集所聯系可以轉換為一個獨立的關系，也可以與任意一端實體集所對應的關系合并。如果將對應的關系合并。如果將1:11:1聯系轉換為一個獨立的關系，則與該聯系相連聯系轉換為一個獨立的關系，則與該聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，且每個實體的碼的各實體的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，且每個實體的碼均是該關系的候選碼。如果將均是該關系的候選碼。如果將1:11:1聯系與某一端實體集所對應的關系合并，聯系與某一端實體集所對應的關系合并，則需要在被合并關系中增加屬性，其新增的屬性為聯系本身的屬性和與聯則需要在被合并關系中增加屬性，其新增的屬性

20、為聯系本身的屬性和與聯系相關的另一個實體集的碼。系相關的另一個實體集的碼。2) 1:n2) 1:n聯系的轉換方法。聯系的轉換方法。 在向關系模型轉換時，實體間的在向關系模型轉換時，實體間的1:n1:n聯系可以有兩種轉換方法：一種方聯系可以有兩種轉換方法：一種方法是將聯系轉換為一個獨立的關系，其關系的屬性由與該聯系相連的各實法是將聯系轉換為一個獨立的關系，其關系的屬性由與該聯系相連的各實體集的碼以及聯系本身的屬性組成，而該關系的碼為體集的碼以及聯系本身的屬性組成，而該關系的碼為n n端實體集的碼；另一端實體集的碼；另一種方法是在種方法是在n n端實體集中增加新的屬性，新屬性由聯系對應的端實體集中

21、增加新的屬性，新屬性由聯系對應的1 1端實體集的端實體集的碼和聯系自身的屬性構成，新增屬性后原關系的碼不變。碼和聯系自身的屬性構成，新增屬性后原關系的碼不變。3) m:n3) m:n聯系的轉換方法。聯系的轉換方法。 在向關系模型轉換時，一個在向關系模型轉換時，一個m:nm:n聯系轉換為一個關系。轉換方法為：與該聯系轉換為一個關系。轉換方法為：與該聯系相連的各實體集的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，新關系聯系相連的各實體集的碼以及聯系本身的屬性均轉換為關系的屬性，新關系的碼為兩個相連實體碼的組合（該碼為多屬性構成的組合碼）。的碼為兩個相連實體碼的組合（該碼為多屬性構成的組合碼）。4) 3

22、4) 3個或個或3 3個以上實體集間的多元聯系的轉換方法。個以上實體集間的多元聯系的轉換方法。 要將要將3 3個或個或3 3個以上實體集間的多元聯系轉換為關系模式，可根據以下兩個以上實體集間的多元聯系轉換為關系模式，可根據以下兩種情況采用不同的方法處理：對于一對多的多元聯系，轉換為關系模型的方種情況采用不同的方法處理：對于一對多的多元聯系，轉換為關系模型的方法是修改法是修改n n端實體集對應的關系，即將與聯系相關的端實體集對應的關系，即將與聯系相關的1 1端實體集的碼和聯系自端實體集的碼和聯系自身的屬性作為新屬性加入到身的屬性作為新屬性加入到n n端實體集中；對于多對多的多元聯系，轉換為端實體

23、集中；對于多對多的多元聯系，轉換為關系模型的方法是新建一個獨立的關系，該關系的屬性為多元聯系相連的各關系模型的方法是新建一個獨立的關系，該關系的屬性為多元聯系相連的各實體的碼以及聯系本身的屬性，碼為各實體碼的組合。實體的碼以及聯系本身的屬性，碼為各實體碼的組合。(3) (3) 關系合并規則關系合并規則在關系模型中，具有相同碼的關系，可根據情況合并為一個關系。在關系模型中，具有相同碼的關系，可根據情況合并為一個關系。4. 4. 物理結構設計階段物理結構設計階段 數據庫的物理結構設計是對于給定的邏輯數據模型，選取一個最適合應數據庫的物理結構設計是對于給定的邏輯數據模型，選取一個最適合應用環境的物理

24、結構。數據庫的物理結構指的是物理設備上的存儲結構和存取用環境的物理結構。數據庫的物理結構指的是物理設備上的存儲結構和存取方法，它依賴于給定的計算機系統。方法，它依賴于給定的計算機系統。 數據庫的物理結構設計可以分為兩步進行：首先確定數據的物理結構，數據庫的物理結構設計可以分為兩步進行：首先確定數據的物理結構，既確定數據庫的存取方法和存儲結構；然后對物理結構進行評價。對物理結既確定數據庫的存取方法和存儲結構；然后對物理結構進行評價。對物理結構評價的重點是時間和效率。如果評價結果滿足原設計要求，則可進行物理構評價的重點是時間和效率。如果評價結果滿足原設計要求，則可進行物理實施；否則應該重新設計或修

25、改物理結構，有時甚至要返回邏輯設計階段修實施；否則應該重新設計或修改物理結構，有時甚至要返回邏輯設計階段修改數據模型。改數據模型。 由于不同的數據庫產品所提供的物理環境、存取方法和存儲結構各不相由于不同的數據庫產品所提供的物理環境、存取方法和存儲結構各不相同，供設計人員使用的設計變量、參數范圍也各不相同，所以數據庫的物理同，供設計人員使用的設計變量、參數范圍也各不相同，所以數據庫的物理結構設計沒有通用的設計方法可以遵循，僅有一般的設計內容和設計原則供結構設計沒有通用的設計方法可以遵循，僅有一般的設計內容和設計原則供數據庫設計者參考。數據庫設計者參考。 數據庫設計人員都希望自己設計的物理數據庫結

26、構能滿足事務在數據數據庫設計人員都希望自己設計的物理數據庫結構能滿足事務在數據庫上運行時響應時間短、存儲空間利用率高和事務吞吐率大的要求。為庫上運行時響應時間短、存儲空間利用率高和事務吞吐率大的要求。為此，設計人員應該對要運行的事務進行詳細的分析，獲得選擇物理數據庫此，設計人員應該對要運行的事務進行詳細的分析，獲得選擇物理數據庫設計所需要的參數，并且應當全面了解給定的設計所需要的參數，并且應當全面了解給定的DBMSDBMS的功能、的功能、DBMSDBMS提供的物提供的物理環境和工具，尤其是存儲結構和存取方法。理環境和工具，尤其是存儲結構和存取方法。 關系數據庫物理結構設計的內容主要指選擇存取方

27、法和存儲結構，包關系數據庫物理結構設計的內容主要指選擇存取方法和存儲結構，包括確定關系、索引、聚簇、日志、備份等的存儲安排和存儲結構，確定系括確定關系、索引、聚簇、日志、備份等的存儲安排和存儲結構，確定系統配置等。統配置等。5. 5. 數據庫實施數據庫實施 對數據庫的物理結構設計進行初步評價以后，就可以進行數據庫的實施對數據庫的物理結構設計進行初步評價以后，就可以進行數據庫的實施了。數據庫實施階段的工作是：了。數據庫實施階段的工作是：1) 1) 設計人員用設計人員用DBMSDBMS提供的數據定義語言和其他實用程序將數據庫邏輯設計提供的數據定義語言和其他實用程序將數據庫邏輯設計和物理設計結果嚴格

28、描述出來，使數據模型成為和物理設計結果嚴格描述出來，使數據模型成為DBMSDBMS可以接受的源代碼?？梢越邮艿脑创a。2) 2) 經過調試產生目標模式，完成建立定義數據庫結構的工作。經過調試產生目標模式，完成建立定義數據庫結構的工作。3) 3) 組織數據入庫，并運行應用程序進行調試。組織數據入庫是數據庫實施組織數據入庫，并運行應用程序進行調試。組織數據入庫是數據庫實施階段最主要的工作。由于數據庫數據量一般都比較大，而且數據來源于部門階段最主要的工作。由于數據庫數據量一般都比較大，而且數據來源于部門中的各個不同的單位，分散在各種數據文件、原始憑證或單據中，有大量的中的各個不同的單位，分散在各種數

29、據文件、原始憑證或單據中，有大量的紙質文件需要處理，數據的組織方式、結構和格式都與新設計的數據庫系統紙質文件需要處理，數據的組織方式、結構和格式都與新設計的數據庫系統有相當大的差距。組織數據錄入時需要將各類源數據從各個局部應用中抽取有相當大的差距。組織數據錄入時需要將各類源數據從各個局部應用中抽取出來，并輸入到計算機后再進行分類轉換，綜合成符合新設計的數據庫結構出來，并輸入到計算機后再進行分類轉換，綜合成符合新設計的數據庫結構的形式，最后輸入數據庫。為提高數據輸入工作的效率和質量，必要時要針的形式，最后輸入數據庫。為提高數據輸入工作的效率和質量，必要時要針對具體的應用環境設計一個數據錄入子系統

30、，由計算機完成數據入庫的任務。對具體的應用環境設計一個數據錄入子系統，由計算機完成數據入庫的任務。6. 6. 數據庫的運行和維護數據庫的運行和維護 數據庫設計與應用開發工作完成之后，系統進入運行與維護階段，對數據庫設計與應用開發工作完成之后，系統進入運行與維護階段，對數據庫經常性地維護工作主要是由數據庫管理員完成的。數據庫的維護工數據庫經常性地維護工作主要是由數據庫管理員完成的。數據庫的維護工作包括以下四項。作包括以下四項。(1) (1) 數據庫的轉儲和恢復數據庫的轉儲和恢復 數據庫的轉儲和恢復是系統正式運行后最重要的維護工作之一。數據數據庫的轉儲和恢復是系統正式運行后最重要的維護工作之一。數

31、據庫管理員要針對不同的應用要求制定不同的轉儲計劃，以保證一旦發生故庫管理員要針對不同的應用要求制定不同的轉儲計劃，以保證一旦發生故障盡快將數據庫恢復到某種一致的狀態，并盡可能減少對數據庫的破壞。障盡快將數據庫恢復到某種一致的狀態，并盡可能減少對數據庫的破壞。(2) (2) 數據庫的安全性、完整性控制數據庫的安全性、完整性控制 在數據庫運行過程中，由與應用環境的變化，對安全性的要求也會發在數據庫運行過程中，由與應用環境的變化，對安全性的要求也會發生變化。比如有的數據原來是機密的，現在變成可以公開查詢的了，而新生變化。比如有的數據原來是機密的，現在變成可以公開查詢的了，而新加入的數據又可能是機密的

32、?；蛘邤祿斓耐暾约s束條件也會變化，這加入的數據又可能是機密的?；蛘邤祿斓耐暾约s束條件也會變化，這些都需要數據庫管理員不斷修正，以滿足用戶需要。些都需要數據庫管理員不斷修正，以滿足用戶需要。(3) (3) 數據庫性能的監督、分析和改造數據庫性能的監督、分析和改造 在數據庫運行過程中，監督系統運行、對監測數據進行分析，并找出在數據庫運行過程中，監督系統運行、對監測數據進行分析，并找出改進系統性能的方法，是數據庫管理員的又一重要任務。目前有些改進系統性能的方法，是數據庫管理員的又一重要任務。目前有些DBMSDBMS產產品提供了監測系統性能的參數工具，數據庫管理員可以利用這些工具方便品提供了監

33、測系統性能的參數工具，數據庫管理員可以利用這些工具方便地得到系統運行過程中一系列性能參數的值。數據庫管理員應仔細分析這地得到系統運行過程中一系列性能參數的值。數據庫管理員應仔細分析這些數據，判斷當前系統運行狀況是否最佳，應作哪些改進。些數據，判斷當前系統運行狀況是否最佳，應作哪些改進。(4) (4) 數據庫的重組織數據庫的重組織 數據庫運行一段時間后，會使數據庫的物理存儲情況變壞，降低了數數據庫運行一段時間后，會使數據庫的物理存儲情況變壞，降低了數據的存取效率，數據庫的性能下降。這時，數據庫管理員就要對數據庫進據的存取效率，數據庫的性能下降。這時，數據庫管理員就要對數據庫進行重組織或部分重組織

34、。行重組織或部分重組織。DBMSDBMS一般都提供數據重組織用的實用程序。一般都提供數據重組織用的實用程序。這里僅對數據庫設計的步驟進行了粗略的介紹，還有許多細節內容未設這里僅對數據庫設計的步驟進行了粗略的介紹，還有許多細節內容未設計，有興趣的讀者可以參考相關書籍。計，有興趣的讀者可以參考相關書籍。3.2 3.2 圖書館管理系統數據庫的設計圖書館管理系統數據庫的設計 本書以一個圖書館管理系統為例，介紹數據庫從設計到本書以一個圖書館管理系統為例，介紹數據庫從設計到具體實施的過程。實際的圖書館管理系統內部運行過程十分具體實施的過程。實際的圖書館管理系統內部運行過程十分復雜，這里只選取和圖書館使用者

35、密切相關且熟悉的借閱過復雜，這里只選取和圖書館使用者密切相關且熟悉的借閱過程。但通過該示例學習和靈活運用相關的知識，讀者就可以程。但通過該示例學習和靈活運用相關的知識，讀者就可以開發出功能強大的數據庫系統。開發出功能強大的數據庫系統。3.2.1 3.2.1 需求分析需求分析 通過對現行圖書館業務的調查，明確了圖書館工作由圖書管理、讀者通過對現行圖書館業務的調查，明確了圖書館工作由圖書管理、讀者管理、借書服務和還書服務管理、借書服務和還書服務4 4個部分組成。用戶對現有系統功能的描述如下。個部分組成。用戶對現有系統功能的描述如下。(1) (1) 圖書管理圖書管理1) 1) 對館內所有圖書按類別統

36、一編碼；對各類圖書建立圖書登記卡，登記對館內所有圖書按類別統一編碼；對各類圖書建立圖書登記卡，登記 圖書的主要信息。圖書的主要信息。2) 2) 新購的圖書要編碼和建卡，對遺失的圖書要注銷其圖書登記卡。新購的圖書要編碼和建卡，對遺失的圖書要注銷其圖書登記卡。(2) (2) 讀者管理讀者管理1) 1) 建立讀者信息表，對讀者統一編號。建立讀者信息表，對讀者統一編號。2) 2) 對新加盟的讀者，將其信息加入到讀者信息表中；對某些特定的讀者，對新加盟的讀者，將其信息加入到讀者信息表中；對某些特定的讀者， 將其信息從讀者信息表中刪除。將其信息從讀者信息表中刪除。3) 3) 當讀者情況變化時，修改讀者信息

37、表中相應的記錄。當讀者情況變化時，修改讀者信息表中相應的記錄。(3) (3) 借書服務借書服務1) 1) 為借出的圖書要按類別上架，供讀者查看。為借出的圖書要按類別上架，供讀者查看。2) 2) 建立借書登記卡，卡上記錄著書號、讀者姓名和編號、借書日期；將借建立借書登記卡，卡上記錄著書號、讀者姓名和編號、借書日期；將借 書登記卡按讀者單位、讀者編號集中保管。書登記卡按讀者單位、讀者編號集中保管。3) 3) 讀者提出借書請求時，先查看該讀者的借書卡，統計讀者已借書的數量讀者提出借書請求時，先查看該讀者的借書卡，統計讀者已借書的數量 如果該讀者無借書超期和超量情況，則辦理借書手續。如果該讀者無借書超

38、期和超量情況，則辦理借書手續。4) 4) 辦理借書手續的方法是：填寫借書登記卡，管理員核實后讀者可將圖書辦理借書手續的方法是：填寫借書登記卡，管理員核實后讀者可將圖書 帶走。帶走。(4) (4) 還書服務還書服務1) 1) 讀者提出還書要求時，先對照相應的借書卡，確認書號和書名無誤后讀者提出還書要求時，先對照相應的借書卡，確認書號和書名無誤后 可辦理還書手續?？赊k理還書手續。2) 2) 辦理還書手續的方法是：在借書卡上填寫還書時間，管理員簽名；將已辦理還書手續的方法是：在借書卡上填寫還書時間，管理員簽名；將已 還的借書卡集中保管；收回圖書。還的借書卡集中保管；收回圖書。3) 3) 將收回的圖書

39、上架，供讀者查看和借閱。將收回的圖書上架，供讀者查看和借閱。根據對功能的分析得到如下的功能模塊劃分，如圖根據對功能的分析得到如下的功能模塊劃分，如圖3-33-3所示。所示。 3.2.2 3.2.2 數據庫結構設計數據庫結構設計 數據庫設計的步驟是：根據需求分析建立概念模型；將數據庫的概念模數據庫設計的步驟是：根據需求分析建立概念模型；將數據庫的概念模型轉換為數據模型；進行規范化處理。型轉換為數據模型；進行規范化處理。1. 1. 數據庫的概念模型數據庫的概念模型 根據系統需求分析，可以得出圖書館管理系統的概念模型。圖根據系統需求分析，可以得出圖書館管理系統的概念模型。圖3-43-4使用使用E-E-R R圖表示的