第一個問題……第一個問題……1什么是數據庫設計？數據庫設計是指對于一個給定的應用環境，構造（設計）優化的數據庫邏輯模式和物理結構，并據此建立數據庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲和管理數據，滿足各種用戶的應用需求，包括信息管理要求和數據操作要求。目標：為用戶和各種應用系統提供一個信息基礎設施和高效率的運行環境。什么是數據庫設計？數據庫設計是指對于一個給定的應用環境，構造2第二個問題……第二個問題……3修建這些建筑需要設計嗎?結論：當數據庫比較復雜時我們需要設計數據庫。為什么需要設計數據庫？修建這些建筑需要設計嗎?結論：當數據庫比較復雜時我們需要設計4為什么需要設計數據庫？節省數據的存儲空間能夠保證數據的完整性方便進行數據庫應用系統的開發數據冗余存儲空間浪費數據更新和插入的異常良好的數據庫設計：糟糕的數據庫設計：為什么需要設計數據庫？節省數據的存儲空間數據冗余良好的數據庫5進入主題……進入主題……6數據庫設計方法新奧爾良（NewOrleans）方法基于E-R模型的數據庫設計方法3NF（第三范式）的設計方法面向對象的數據庫設計方法統一建模語言（UnifiedModelLanguage,UML）方法數據庫設計方法新奧爾良（NewOrleans）方法7開發周期現實世界信息世界數據庫世界規范化模型轉換建模開發周期現實世界信息世界數據庫世界規范化模型轉換建模8數據庫設計的基本步驟1.需求分析2.概念結構設計3.邏輯結構設計4.物理結構設計5.數據庫實施6.數據庫運行和維護數據庫設計的基本步驟1.需求分析2.概念結構設計3.91PARTONE需求分析1PARTONE需求分析10需求分析需求分析就是分析用戶的需要與要求

需求分析是設計數據庫的起點。

需求分析的結果是否準確地反映了用戶的實際要求，將直接影響到后面各個階段的設計，并影響到設計結果是否合理和實用。任務需求分析的任務通過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）工作概況，明確用戶的各

種需求，在此基礎上確定新系統的功能。新系統必須充分考慮今后

可能的擴充和改變，不能僅僅按當前應用需求來設計數據庫。需求分析需求分析就是分析用戶的需要與要求任務需求分析的任務11需求分析重難點調查的重點是“數據”和“處理”，獲得用戶對數據庫要求處理要求安全性與完整性要求信息要求設計人員缺少用戶的專業知識用戶缺少計算機知識設計人員必須不斷深入地與用戶進行交流確定用戶最終需求確定用戶最終需求需求分析重難點調查的重點是“數據”和“處理”，獲得用戶對12需求分析方法調查清楚用戶的實際需求并進行初步析與用戶達成共識進一步分析與表達這些需求需求分析方法調查清楚用戶的實際需求并進行初步析13需求分析數據字典數據項={數據項名，數據項含義說明，別名，數據類型，長度，取值范圍，取值含義，與其它數據項的邏輯關系，數據項之間的聯系}數據結構={數據結構名，含義說明，組成：{數據項或數據結構}}數據流={數據流名，說明，數據流來源，數據流去向，組成：{數據結構}，平均流量，高峰期流量}數據存儲={數據存儲名，說明，編號，輸入的數據流，輸出的數據流，組成：{數據結構}，數據量，存取頻度，存取方式}處理過程={處理過程名，說明，輸入：{數據流}，輸出：{數據流}，處理：{簡要說明}}需求分析數據字典數據項={數據項名，數據項含義說明，別名，14需求分析數據字典數據項={數據項名，數據項含義說明，別名，數據類型，長度，取值范圍，取值含義，與其它數據項的邏輯關系，數據項之間的聯系}數據結構={數據結構名，含義說明，組成：{數據項或數據結構}}數據流={數據流名，說明，數據流來源，數據流去向，組成：{數據結構}，平均流量，高峰期流量}數據存儲={數據存儲名，說明，編號，輸入的數據流，輸出的數據流，組成：{數據結構}，數據量，存取頻度，存取方式}處理過程={處理過程名，說明，輸入：{數據流}，輸出：{數據流}，處理：{簡要說明}}需求分析數據字典數據項={數據項名，數據項含義說明，別名，15需求分析數據字典

數據項名：學號含義說明：唯一標識每個學生別名：學生編號類型：字符型長度：10

取值范圍：0000000000至9999999999

取值含義：前兩位標別該學生所在年級，

后六位按順序編號與其他數據項的邏輯關系：學號數據項需求分析數據字典數據項名：學號學號數據項16需求分析數據字典學生數據結構

數據結構：學生含義說明：學生選課系統的主體數據結構，定義了一個學生的有關信息組成：學號，姓名，所在系，年級需求分析數據字典學生數據結構數據結構：學生17需求分析數據字典成績數據流

數據流：成績說明：學生參加考試的最終結果數據流來源：考試數據流去向：批準組成：……

平均流量：……

高峰期流量：……需求分析數據字典成績數據流數據流：成績18需求分析數據字典成績單數據存儲

數據存儲：學生成績單說明：記錄學生的考試成績情況流入數據流：……

流出數據流：……

組成：……

數據量：每年5張存取方式：隨機存取需求分析數據字典成績單數據存儲數據存儲：學生成績單19需求分析數據字典考試安排處理過程

處理過程：考試安排說明：為所有選課學生分配考場及監考教師輸入：學生，教師，課程輸出：考試安排處理：在學期期末，為所有選課學生安排考試；要求同一考場只能允許30人考試；

同一老師同一時間只能監考一個考場；

………需求分析數據字典考試安排處理過程處理過程：考試安排20需求分析結果四大模塊學生選課模塊

允許學生修改1個人信息，瀏覽基本的課程；并實現主要的選課功能，包括填寫選課信息、查看已選課程、修改選課等。教師開課模塊

允許教師申請教課，同時教師可以修改個人信息、瀏覽基本課程以及查看學生的選課情況等。管理員管理模塊

主要包括創建課程的指定任課老師、設定課程人數、統計學生選課信息、發通知等等。通用功能模塊

即用戶登錄、密碼修改等功能的實現。

需求分析結果四大模塊學生選課模塊允許學生修改21需求分析結果功能需求圖學生選課管理系統錄入信息學生選課模塊管理員管理模塊教師開課模塊通用功能模塊在線選課成績查詢修改選課瀏覽課程申請教課查詢選課成績評定課程安排發放通知統計信息用戶登錄信息修改瀏覽課程需求分析結果功能需求圖學生選課管理系統錄學生選課模塊管222PARTTWO概念結構設計2PARTTWO概念結構設計23概念結構設計特點及工具概念結構設計的特點易于更改易于理解能真實、充分地反映現實世界易于向關系、網狀、層次等各種數據模型轉換描述概念模型的工具E-R模型概念結構設計特點及工具概念結構設計的特點易于更改描述24概念結構設計方法自底向上全局概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式子需求子需求子需求子需求概念結構設計方法自底向上全局概念模式概念模式概念模式概念模式25概念結構設計方法步驟

第1步：抽象數據并設計局部視圖。第2步：集成局部視圖，得到全局

概念結構。概念結構設計方法步驟26概念結構設計數據抽象學生學號姓名年級專業概念結構設計數據抽象學生學號姓名年級專業27概念結構設計數據抽象教師姓名性別權限學院概念結構設計數據抽象教師姓名性別權限學院28概念結構設計數據抽象學院課程管理院名院長課程類數概念結構設計數據抽象學院課程管理院名院長課程類數29概念結構設計數據抽象課程類課名可選與否最終考核是否必選學分概念結構設計數據抽象課程類課名可選與否最終考核是否必選學30概念結構設計數據抽象課程課號限選條件注冊人數是否開課任課教師課名時間教室概念結構設計數據抽象課程課號限選條件注冊人數是否開課任課31概念結構設計數據抽象可選課程是否已選任教可否更改安排設置mnn1n11n基于n1學號姓名年級專業課程課名時間限選條件任課教師注冊人數是否開課學院院名院長課程管理課程類數教師姓名性別學院權限課程類課名可否退選是否必選學分最終考核1學生課號概念結構設計數據抽象可選課程是否已選任教可否更改安排設置mn323PARTTHREE邏輯結構設計3PARTTHREE邏輯結構設計33邏輯結構設計任務步驟邏輯結構設計的任務把概念結構設計階段設計好的基本E-R圖轉換為與選用DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構邏輯結構設計的步驟將概念結構轉化為一般的關系、網狀、層次模型將轉換來的關系、網狀、層次模型向特定DBMS支持下的數據模型轉換對數據模型進行優化邏輯結構設計任務步驟邏輯結構設計的任務34邏輯結構設計關系模式關系模式（表）：學院{學院名，課程管理員}學生{學號，姓名，年級，專業}教師{編號，姓名，性別，所屬學院，權限}學生可選課程{課程號，學號，是否已選，成績}課程類{類號，課名，開設學院，學分，是否必選，可否退選，最終考核形式}課程{課程號，類號，上課時間，上課地點，注冊人數，是否開課，任課教師，限選條件}邏輯結構設計關系模式關系模式（表）：35邏輯結構設計關系模式Tables：Department{D_name，Manager}Student{Stu_id，Stu_Name，Grade，Department}Teacher{T_id，S_name，Sex，Department，Right}AssCour{C_id，Stu_id，Selected，Score}Subject{Sub_id，Sub_name，Department，Credit，RC，GU，FT}Course{C_id，Sub_name，Time，Room，Subscribers，Discerned，Teacher，Limitation}邏輯結構設計關系模式Tables：36邏輯結構設計視圖基本表

已選課程C_id課名C_name上課時間Time上課地點Room注冊人數Subscribers確認開課Discerned限選條件Limitation任課教師S_name可選課類Sub_id課名Sub_na必選RC退選GU最終考核FT學分CREDIT成績SCORE學生視圖：基本表：課程類{類號，課名，開設學院，學分，是否必選，可否退選，最終考核形式}課程{課程號，類號，上課時間，上課地點，注冊人數，是否開課，任課教師，限選條件}邏輯結構設計視圖基本表 已選課程課名上課時間上課地點注冊人數37邏輯結構設計視圖基本表課程{課程號，課名，上課時間，上課地點，注冊人數，是否開課，任課教師，限選條件}課程類{類號，類號，開設學院，學分，是否必選，可否退選，最終考核形式}課程號C_id課名Sub_name上課時間Time上課地點Room注冊人數Subscriber確認開課Discerne限選條件Limitatio最終考核FT

教師視圖：基本表：邏輯結構設計視圖基本表課程{課程號，課名，上課時間，上課地點38邏輯結構設計視圖基本表學院視圖：類號Sub_id課名Sub_name管理員Manager學分Credit必選RC退選GU最終考核FT課程號C_id課名C_nam上課時間Time上課地點Room注冊人數Subscrib確認開課Discerne限選條件Limitati修改權限Right任課教師Teacher邏輯結構設計視圖基本表學院視圖：類號課名管理員學分必選退選最394PARTFOUR物理結構設計4PARTFOUR物理結構設計40物理結構設計步驟確定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要指存取方法和存儲結構；對物理結構進行評價，評價的重點是時間和空間效率。如果評價結果滿足原設計要求，則可進入到物理實施階段，否則，就需要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物理結構設計步驟確定數據庫的物理結構，在關系數據庫中主要指存41物理結構設計存取方法DBMS常用存取方法索引方法，目前主要是B+樹索引方法,經典存取方法，使用最普遍HASH方法聚簇（Cluster）方法物理結構設計存取方法DBMS常用存取方法索引方法，目前主要是42物理結構設計聚簇存取關系模式（表）：課程類{類號，課名，開設學院，學分，是否必選，可否退選，最終考核形式}課程{課程號，類號，上課時間，上課地點，注冊人數，是否開課，任課教師，限選條件}學生可選課程{課程號，學號，是否已選，成績}物理結構設計聚簇存取關系模式（表）：43數據庫實施與維護5P