1、單元2_1 數(shù)據(jù)庫需求分析(fnx)與概念設(shè)計（案例1） 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用(yngyng)技術(shù)（SQL Server 2008 R2）共四十一頁數(shù)據(jù)庫開發(fā)與維護(wih)-需求分析與概念設(shè)計2共四十一頁工作(gngzu)任務(wù)教務(wù)(jiow)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計1.自學(xué)Microsoft Office Visio制圖軟件。2.閱讀教務(wù)管理系統(tǒng)項目的需求分析，繪制DFD圖。3.根據(jù)項目需求分析建立概念數(shù)據(jù)模型，繪制ER圖。3共四十一頁 單元(dnyun)目標(biāo)能力目標(biāo)能夠閱讀項目需求分析報告能夠根據(jù)項目需求分析報告進行數(shù)據(jù)庫的概念模型設(shè)計能夠使用Office Visio繪制DFD數(shù)據(jù)流圖和ER概念模型

2、圖能夠閱讀并理解數(shù)據(jù)模型有關(guān)的英文術(shù)語知識目標(biāo)數(shù)據(jù)庫需求分析（DFD數(shù)據(jù)流圖）數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計（ER方法建模）概念模型有關(guān)的英文術(shù)語素質(zhì)目標(biāo)通過項目需求分析，培養(yǎng)與客戶溝通的能力。通過學(xué)習(xí)Office的Visio軟件繪圖(hu t)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力。4共四十一頁學(xué)習(xí)(xux)內(nèi)容知識框架5共四十一頁一、數(shù)據(jù)庫需求(xqi)分析數(shù)據(jù)庫需求(xqi)分析方法1數(shù)據(jù)庫需求分析案例26共四十一頁（一）需求(xqi)分析方法 需求分析的重點信息要求、處理要求、安全性與完整性要求。數(shù)據(jù)流圖（Data Flow Diagram，DFD ）：數(shù)據(jù)流：外部實體：數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)(shj)存儲 數(shù)據(jù)字典（Dat

3、a Dictionary，DD） 各類數(shù)據(jù)描述的集合，它是關(guān)于數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的描述，即元數(shù)據(jù)。通常包括數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲和處理過程五個部分。DFD數(shù)據(jù)流圖和DD數(shù)據(jù)字典7共四十一頁（二）教務(wù)管理系統(tǒng)需求(xqi)分析組織(zzh)結(jié)構(gòu)是用戶業(yè)務(wù)流程與信息的載體，對分析人員理解企業(yè)的業(yè)務(wù)、確定系統(tǒng)范圍具有很好的幫助教務(wù)管理組織結(jié)構(gòu)8共四十一頁（二）教務(wù)(jiow)管理系統(tǒng)需求分析數(shù)據(jù)(shj)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)(shj)和處理過程的關(guān)系教務(wù)管理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程(DFD)9共四十一頁（二）教務(wù)管理系統(tǒng)需求(xqi)分析描述信息需求各類數(shù)據(jù)(shj)描述的集合教務(wù)管理數(shù)據(jù)字典(DD)學(xué)生信息：

4、學(xué)號、姓名、性別、出生日期、專業(yè)、入學(xué)錄取分?jǐn)?shù)等課程信息：課程號、課程名、學(xué)分、課程類型、課程性質(zhì)等教師信息：職工號、姓名、性別、出生日期、職稱、學(xué)歷、學(xué)位、所屬系部等教材信息：教材號、教材名、出版社、價格、訂書數(shù)量、發(fā)放數(shù)量等學(xué)生選課信息：學(xué)號、課程號、成績等教師授課信息：職工號、課程號、專業(yè)、班級、授課任務(wù)、評價等課程選用教材信息：課程號、教材號、數(shù)量、班級等10共四十一頁（二）教務(wù)(jiow)管理系統(tǒng)需求分析描述功能需求(xqi)編輯、查詢、報表教務(wù)管理處理需求學(xué)生管理功能：添加、更新和刪除學(xué)生學(xué)籍信息，查詢和分類統(tǒng)計學(xué)生信息課程管理功能：添加、更新和刪除各專業(yè)課程信息，查詢和分類統(tǒng)計課

5、程信息成績管理功能：添加、更新和刪除學(xué)生選課以及所選課程考試成績信息，查詢和分類統(tǒng)計學(xué)生選課以及考試成績信息授課管理功能：添加、更新和刪除教師授課以及對所授課程的教學(xué)評價信息，查詢和分類統(tǒng)計教師授課以及對所授課程的教學(xué)評價信息教材管理功能：添加、更新和刪除相關(guān)課程的教材信息，查詢和分類統(tǒng)計教材信息對于以上功能需求按照自頂向下逐步求精的方法進行模塊劃分，按照用戶的需求和習(xí)慣，應(yīng)用C#、Java等程序設(shè)計語言和數(shù)據(jù)庫接口技術(shù)ADO.NET、JDBC或ODBC等實現(xiàn)各功能模塊的界面設(shè)計與數(shù)據(jù)訪問11共四十一頁二、數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計概念模型的基本要素1概念設(shè)計的一般(ybn)步驟212共四十一頁（一）概念

6、模型的基本要素 實體集具有相同屬性或特征的客觀現(xiàn)實和抽象事物的集合(jh) 一個班級的學(xué)生實體實例客觀存在并且可以相互區(qū)別的事物和活動的抽象 一個學(xué)生 實體型對同類實體的共有特征的抽象定義 學(xué)號，姓名，性別實體值符合實體型定義的每個具體實體 2011216001，趙成剛，男 實體(sht)（Entity，E）在不會混淆的情況下一般簡稱為實體（E）13共四十一頁（一）概念模型的基本要素 聯(lián)系集實體之間相互關(guān)系的集合 例如：每位學(xué)生(xu sheng)選各門課程的相互關(guān)系聯(lián)系實例客觀存在并且可以相互區(qū)別的實體之間的關(guān)系 例如：實體“學(xué)生”中的 “趙成剛”選擇實體“課程”中的 “面向過 程程序設(shè)計”

7、，成績?yōu)?6分聯(lián)系型對同類聯(lián)系共有特征的抽象定義 例如：（學(xué)號，課程號，成績）聯(lián)系值符合聯(lián)系型定義的每個具體聯(lián)系實例例如：（2011216001，16020010，96）聯(lián)系(linx)（Relationship ， R）在不會混淆的情況下一般簡稱為聯(lián)系（R）14共四十一頁（一）概念模型的基本要素 屬性(shxng)描述實體和聯(lián)系的特性例如：學(xué)號，姓名，性別屬性值屬性的具體取值 例如：2011216001，趙成剛，男屬性(shxng)（Attribute，A）15共四十一頁（一）概念模型的基本要素 候選鍵（Candidate key，CK）能夠唯一標(biāo)識實體集或者聯(lián)系(linx)集中每個實例的屬

8、性或?qū)傩越M合，可以有多個。例如：實體“學(xué)生”中的學(xué)號、身份證號、姓名（如果無重名）主鍵（Primary Key，PK）能夠唯一標(biāo)識實體集或者聯(lián)系中每個實例的屬性或?qū)傩越M合，可在多個候選鍵中選擇但只能有一個 。主鍵中的屬性稱為主屬性，其他屬性稱為非主屬性。例如：實體“學(xué)生”的主鍵為“學(xué)號”，實體“課程”的主鍵為“課程號”， 聯(lián)系“選課”的主鍵為“學(xué)號+課程號”鍵（ key ，K）自然鍵：一些原本就可以唯一標(biāo)識實例的屬性，可直接選擇作為主鍵例如：學(xué)號、員工編號、社會保險號、駕照號碼、發(fā)票號、訂單號、產(chǎn)品號等智能鍵：用幾部分信息構(gòu)造起來的屬性，屬性內(nèi)部包含多種信息，幫助人們識別真實世界的某些事物例如

9、：身份證號用于唯一標(biāo)識公民，某公民的身份證號為23000019990101671*前6位：地址代碼。230000代表黑龍江。中間8位：代表出生日期。19990101代表1999年1月1日出生。第15位和第16位：順序碼。67為證件順序。第17位：性別碼：如果是奇數(shù)就是男，如果是偶數(shù)就是女。此處1代表男。最后一位：數(shù)字是驗證碼，是通過計算(j sun)前面的數(shù)字得到的一個值，是用來驗證前面身份證號碼正確與否的驗證碼。例如：圖書館某圖書編號為978-7-115-19345-2TP311.138/269圖書-中國-人民郵電出版社-書序號-校驗碼，計算機技術(shù)大類、程序設(shè)計小類.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)/書次號16共

10、四十一頁（一）概念模型的基本要素 外鍵（Foreign key，F(xiàn)K）一個或一組屬性，其中包含另一個實體的主鍵，用于實現(xiàn)實體之間的聯(lián)系與參照完整性。 例如：聯(lián)系“課程選用教材”中的外鍵“課程號”和“教材號”，它們分別是實體“課程”和“教材”中的主鍵，通過這兩個外鍵可以關(guān)聯(lián)(gunlin)到實體“課程”和實體“教材”中的相應(yīng)實例，得到此課程和所選教材的具體信息。 例如：聯(lián)系“選課”中的外鍵“學(xué)號”和“課程號”，它們分別是實體“學(xué)生”和“課程”中的主鍵，通過這兩個外鍵可以關(guān)聯(lián)到實體“學(xué)生”和實體“課程”中的相應(yīng)實例，得到此學(xué)生和所選課程的具體信息。 鍵（ key ，K）17共四十一頁（一）概念模型

11、的基本要素 聯(lián)系(linx)分類 18共四十一頁（一）概念模型的基本要素 實體集間或一個實體集內(nèi)的各實體存在的聯(lián)系一對一聯(lián)系（1：1）：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中至多有一個（也可以沒有）實體與之聯(lián)系，反之亦然，則稱實體集A與實體集B具有一對一聯(lián)系，記為1：1。 例如：公司和總經(jīng)理，學(xué)校和校長(xiozhng)，教材與課程一對多聯(lián)系（1：n）：如果對于實體集A中的每個實體，實體集B中有n個實體（n0 ）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中至多只有一個實體與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B具有一對多聯(lián)系，記為1：n。 例如：班級和學(xué)生，家庭和成員，學(xué)生與班長多對多聯(lián)

12、系（m：n）：如果對于實體集A中的每一個實體，實體集B中有n個實體（n0 ）與之聯(lián)系，反之，對于實體集B中的每一個實體，實體集A中也有m個實體（m0）與之聯(lián)系，則稱實體集A與實體集B具有多對多聯(lián)系，記為m：n。 例如：學(xué)生和課程，工人和零件，讀者和圖書 聯(lián)系(linx)分類 19共四十一頁二、數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計概念設(shè)計的一般(ybn)步驟1概念模型的基本要素220共四十一頁（二）概念設(shè)計的一般(ybn)步驟初始化工程。這個階段的任務(wù)是從目的描述和范圍描述開始，確定建模目標(biāo)，開發(fā)建模計劃(jhu)，組織建模隊伍，收集源材料，制定約束和規(guī)范。其中收集源材料是這階段的重點。通過調(diào)查和觀察結(jié)果，由業(yè)務(wù)流程

13、、原有系統(tǒng)的輸入輸出、各種報表、收集的原始數(shù)據(jù)形成了基本數(shù)據(jù)資料表。定義實體。實體集合的成員都有一個共同的特征和屬性集，可以從收集的源材料基本數(shù)據(jù)資料表中直接或間接標(biāo)識出大部分實體。根據(jù)源材料名字表中表示物的術(shù)語以及具有“代碼”結(jié)尾的術(shù)語，如客戶代碼、代理商代碼、產(chǎn)品代碼等將其名詞部分代表的實體標(biāo)識出來，從而初步找出潛在的實體，形成初步實體表。21共四十一頁（二）概念設(shè)計的一般(ybn)步驟定義聯(lián)系。根據(jù)實際的業(yè)務(wù)需求、規(guī)則和實際情況確定連接聯(lián)系、聯(lián)系名和說明，確定聯(lián)系類型。即在前述三種聯(lián)系（1:1,1:n,m:n）的基礎(chǔ)上，進一步確定是標(biāo)識聯(lián)系、非標(biāo)識聯(lián)系（強制的或可選的）還是分類聯(lián)系。如果

14、子實體的每個實例都需要通過和父實體的聯(lián)系來標(biāo)識，則為標(biāo)識聯(lián)系，否則為非標(biāo)識聯(lián)系。在非標(biāo)識聯(lián)系中，如果每個子實體的實例都與而且只與一個父實體的一個實例關(guān)聯(lián)，則為強制的，否則為非強制的。如果父實體與子實體代表的是同一個現(xiàn)實對象，那么它們?yōu)榉诸惵?lián)系。定義主鍵。為實體標(biāo)識候選鍵屬性，以便唯一(wi y)識別每個實體，再從候選鍵中確定主鍵。為了確定主鍵和聯(lián)系的有效性，通過非空規(guī)則和非多值規(guī)則來保證，即一個實體的一個屬性不能是空值，也不能在同一個時刻有一個以上的值。22共四十一頁（二）概念設(shè)計的一般(ybn)步驟定義屬性。從源數(shù)據(jù)表中抽取說明性的名詞開發(fā)出屬性表，確定屬性的所有者。定義非主鍵屬性，檢查屬性

15、的非空及非多值規(guī)則。此外，還要檢查完全依賴函數(shù)規(guī)則和非傳遞依賴規(guī)則，保證一個非主鍵屬性必須依賴于整個主鍵且僅僅是依賴于主鍵。以此得到了至少符合關(guān)系理論第三范式。定義其他對象和規(guī)則。定義屬性的數(shù)據(jù)類型、長度(chngd)、精度、非空、默認(rèn)值和約束規(guī)則等。定義觸發(fā)器、存儲過程、視圖、角色、同義詞、序列等對象信息。 23共四十一頁三、ER建模方法(fngf)概念設(shè)計概念模型的ER表示(biosh)方法1概念設(shè)計的ER設(shè)計過程23使用Visio建立ER概念模型24共四十一頁(一）概念模型的ER表示(biosh)方法 基本構(gòu)件實體：矩形聯(lián)系：菱形屬性：橢圓形相連(xin lin)關(guān)系：連接線 ER圖（E

16、ntity-Relationship Diagram） 25共四十一頁(一）概念模型的ER表示(biosh)方法 26共四十一頁(一）概念模型的ER表示(biosh)方法 實體本身也有內(nèi)在的聯(lián)系(linx)，職工實體集內(nèi)部有領(lǐng)導(dǎo)和被領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)系，即某職工為部門領(lǐng)導(dǎo)，領(lǐng)導(dǎo)若干職工，而一名職工僅被另外一名職工（領(lǐng)導(dǎo)）直接領(lǐng)導(dǎo)。 職工領(lǐng)導(dǎo)1n職工實體內(nèi)1:n的E-R圖27共四十一頁三、ER建模方法(fngf)概念設(shè)計概念設(shè)計的ER設(shè)計(shj)過程1概念模型的ER表示方法23使用Visio建立ER概念模型28共四十一頁（二）概念(ginin)模型的ER設(shè)計過程設(shè)計出局部ER圖。局部ER模型設(shè)計是從需求

17、分析數(shù)據(jù)流圖和需求文檔出發(fā)確定實體和屬性，并根據(jù)數(shù)據(jù)流圖中表示的對數(shù)據(jù)的處理、確定實體之間的聯(lián)系。綜合成初步ER圖。局部ER圖設(shè)計完成之后，將所有的局部ER圖綜合成全局概念結(jié)構(gòu)。它不僅要支持所有的局部ER模式，而且必須合理地表示一個完善、一致的數(shù)據(jù)概念結(jié)構(gòu)。一般可以使同一個實體只出現(xiàn)一次，進行兩兩合并，當(dāng)然還要消除合并帶來的一些屬性、命名和結(jié)構(gòu)的沖突，便可產(chǎn)生總體ER圖。優(yōu)化成基本ER圖。初步ER圖是在對現(xiàn)實世界(shji)進行調(diào)查研究之后綜合出來的全局和整體概念模型，但并不一定是最優(yōu)的。需要經(jīng)過仔細(xì)分析找出潛在的數(shù)據(jù)冗余，再根據(jù)應(yīng)用需求確定是否消除冗余的屬性或者冗余的聯(lián)系。29共四十一頁商品

18、(shngpn)進銷存管理數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計 選課實體(sht)“訂單”及屬性局部ER圖供應(yīng)商與訂單的聯(lián)系綜合ER圖實體“供應(yīng)商”及屬性局部ER圖30共四十一頁三、ER建模方法(fngf)概念設(shè)計使用(shyng)Visio建立ER概念模型1概念模型的ER表示方法23概念設(shè)計的ER設(shè)計過程31共四十一頁（三）使用(shyng)Visio建立ER概念模型選擇“基本流程圖”模板(mbn)或者選擇主菜單“文件”“新建”/“形狀”“流程圖”“基本流程圖”32共四十一頁（三）使用(shyng)Visio建立ER概念模型在左邊“基本流程圖形狀”窗口上單擊標(biāo)簽流程（矩形）、判定（菱形）、終結(jié)符（橢圓）、連接線（

19、無向邊），拖動到繪圖頁上即可方便地表示實體、關(guān)系、屬性；還可以使用復(fù)制、粘貼(zhnti)的功能繪制相同的形狀，選擇主菜單“形狀”“對齊形狀”/“分布形狀”進行形狀的布局33共四十一頁（三）使用(shyng)Visio建立ER概念模型單擊圖形即可在其中輸入文字，選擇“常用”工具欄“A（文本工具）”可在繪圖頁上輸入文字，選擇主菜單或快捷菜單“格式”“文本”/“線條”/“填充”等進行(jnxng)形狀的格式化34共四十一頁四、教務(wù)(jiow)管理數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計教務(wù)(jiow)管理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程(DFD)35共四十一頁四、教務(wù)(jiow)管理數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)需求分析得到學(xué)生實體，屬性有學(xué)號（主鍵

20、）、姓名、性別、出生日期和專業(yè)等。課程實體，屬性有課程號（主鍵）、課程名和學(xué)分等。學(xué)生與課程實體之間通過選課建立聯(lián)系，并派生出新的屬性成績。假定一門(y mn)課程有若干名學(xué)生選修，而一名學(xué)生可以選修多門課程，課程和學(xué)生之間具有多對多聯(lián)系。學(xué)生選修課程局部E-R圖 學(xué)生選修課程局部E-R圖 學(xué)生選修課程局部E-R圖36共四十一頁四、教務(wù)(jiow)管理數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)(xtng)需求分析還得到教師實體，屬性有職工號（主鍵）、姓名、性別、出生日期和職稱等，與課程實體之間通過授課建立聯(lián)系，并派生出新的屬性評價。假定一門課程可以有若干名教師講授，每一名教師可以講授多門課程，教師和課程之間具有多對多的聯(lián)系。教師授課局部ER圖37共四十一頁四、教務(wù)(jiow)管理數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)需求(xqi)分析還可以得到教材實體，屬性有教材號（主鍵）、教材名、出版社