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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第7章 信息系统的数据库设计,知识技能目标,(1)了解数据库的需求分析，了解数据安全与保密,(2)一般掌握数据库的概念结构设计和数据库设计的文档编写,(3)重点掌握数据库的逻辑结构设计和物理结构设计,本章知识要点,(1)数据库的需求分析,(2)数据库的概念结构设计,(3)数据库的逻辑结构设计,(4)数据库的物理结构设计,(5)数据安全与保密,(6)数据库设计的文档编写,2,7.1 数据库的需求分析,首先需要调查用户的需求，包括用户的数据要求、加工要求和对数据安全性、完整性的要求，通过对数据流程及处理功能的分析，得到信息系统的数据需求及其关系，明确以下几个方面的问题。,(1)数据类型及其表示；,(2)数据间的联系；,(3)数据加工的要求；,(4)数据量；,(5)数据冗余；,(6)数据的完整性、安全性和有效性。,其次在系统详细调查的基础上，确定各个用户对数据的使用要求，主要包括以下内容。,(1)分析用户对信息的需求,分析用户希望从数据库中获得哪些有用的信息，从而可以推导出数据库中应该存储哪些有用的信息，并由此得到数据类型、数据长度、数据量等。,(2)分析用户对数据加工的要求,分析用户对数据需要完成哪些加工处理，有哪些查询要求和响应时间要求，以及对数据库保密性、安全性、完整性等方面的要求。,(3)分析系统的约束条件和选用的数据库管理系统(DBMS)的技术指标体系,分析现有系统的规模、结构、资源和地理分布等限制或约束条件。了解所选用的数据库管理系统的技术指标。,3,7.2 数据库的概念结构设计,概念结构设计的主要工作是根据用户需求设计概念性数据模型。,概念模型设计的典型方法是E-R方法(Entity-Relationship Approach)，即用实体联系模型表示。,E-R图包含实体、联系、属性三个基本成分。,(1)实体：是指客观世界存在的事物，可以是人或物，也可以是抽象的概念。,(2)联系：是指客观世界中实体与实体之间的联系，联系的类型有三种：一对一(1:1)、一对多(1:N)、多对多(M:N)。,(3)属性：是指实体或联系所具有的性质。,4,7.3 数据库的逻辑结构设计,逻辑结构设计的任务是设计数据的结构，把概念模型转换成所选用的数据管理系统(DBMS)支持的数据模型。,由概念结构向逻辑结构的转换中，必须考虑到数据的逻辑结构是否包括了处理所要求的所有关键字段，所有数据项和数据项之间的相互关系，数据项与实体之间的相互关系，实体与实体之间的相互关系，以及各个数据项的使用频率等问题，以便确定各个数据项在逻辑结构中的地位。,5,7.4 数据库的物理结构设计,7.4.1 数据库管理系统的类型及选用,1.Microsoft Access,Access是Microsoft公司的产品，它采用Windows程序设计概念，具有简单易用、功能强大、面向对象的可视化设计等特点。,2.Microsoft SQL Server 2000,Microsoft SQL Server 2000也是Microsoft公司的产品，它是多处理器、多线程的网络数据库管理系统。它对硬件适应能力强、用户界面友好、性能可靠、使用方便，常应用于数据量相对较少的场合。,3.Oracle,Oracle是标准SQL数据库语言的产品。它在数据管理、数据完整性检查、数据库查询性能及数据安全方面的功能强大，并且在保密机制、备份与恢复、空间管理、开放式连接及开发工具方面提供了较好的手段。,4.Visual FoxPro(VFP),VFP是Microsoft公司推出的可视化编程工具之一，是一个面向对象的关系型数据库管理系统。,5.Sybase,Sybase数据库管理系统由服务器、客户开发工具和支持两者通信连接的开放性接口三部分软件组成。Sybase服务器是一种多线索单服务器运行体系结构，通过导航服务器来适应对称多处理器和大规模并行处理计算两种多处理器结构，能自动地将特大型数据库优化分布到多个并行的服务器上。,6.Informix,Informix的服务器技术在开发平台上提供主机级的处理能力，能够迅速满足大型数据库和大量用户所需要的复杂查询。,7.Ingres,Ingres数据库管理系统的核心是多线索、多服务器的体系结构，这种结构能够增大整个系统的吞吐量，降低对用户的响应时间，对于对称多处理机系统、群集系统等能够充分地发挥其并行性能，而且可以为每个服务器指定不同的优先级，从而将不同优先级的客户指派到不同优先级的服务器上为其服务。,6,7.4.2 数据库管理系统选择的原则和注意事项,1.选择DBMS的基本原则,(1)适应信息系统所使用的开发方式。所选用的DBMS应使用方便、适应性较强。,(2)提供数据安全管理机制。DBMS中应防止非法的使用造成的数据泄漏、更改和破坏。,(3)提供并发控制机制。在多用户数据库环境中，多个用户可并行地存取数据，如果不对并发操作进行控制，会存取不正确的数据，或破坏数据的一致性。,(4)提供事务处理完整性机制。DBMS应提供一种完整的检查机制，防止数据库存取不符合语义的数据，防止错误信息的输入和输出。,(5)提供数据备份和恢复机制。数据库正常工作时，能及时进行备份，当系统发生故障时，或被破坏时，应能尽快恢复数据。,(6)选择DBMS时应考虑所选择的操作系统。,2.选择DBMS时的注意事项,(1)选择DBMS时，必须明确所开发的信息系统的特点和需求，所选择的DBMS能满足目前系统的功能需求和以后发展的需要，即按需选择，做到“物尽其用”。,(2)根据自身需求对各种DBMS产品的性能指标进行对比分析。由于各种DBMS各具特色，各有优势，经过分析评价，选择适合信息系统的产品，扬长避短。,(3)查阅有参考价值的文献资料。,(4)所选的DBMS能支持先进的处理模式，具有良好图形界面的开发工具包。,(5)考虑技术支持的培训、性能价格比、售后服务、运行成本、产品稳定性等因素。,7,7.4.3 设计数据库的物理结构设计,1.确定数据的存储结构,根据数据库中数据的使用情况，从数据库管理系统提供的各种存储结构中选取适合应用环境的结构加以实现。,2.选择和调整存取路径,数据库必须支持多个用户的不同应用要求，因此应对同一数据提供多条存取路径。,3.确定数据的存放介质和存储位置,对数据库按不同的情况划分为若干个组，把存取频率和存取速度要求高的数据存入到高速存储器上，把存取频率低和存取速度要求较低的数据，存放在低速存储器上。,4.确定存储分配的参数,许多DBMS提供了一些存储分配参数，例如缓冲区的大小和个数、溢出空间的大小和分布、数据块的尺寸等，这些参数的设置将影响数据存取的时间和存储分配的策略，设计人员应进行全面考虑。,5.确定数据的恢复方案,对数据恢复问题应予以考虑，例如采取双硬盘、多处理器并行工作、数据备份等有效措施。一旦发生故障，系统可以继续运行，数据可以及时恢复。,8,7.5 数据安全与保密,1.数据的不安全因素,数据的不安全因素主要来自自然灾害或意外事件(例如意外掉电)、计算机病毒、非法访问、人为破坏等。,2.数据的安全保护,数据安全性保护的基本目的是防止对数据资源的破坏和篡改。安全保护的方法可以分为物理限制、利用操作系统功能的限制和基于数据库管理系统功能的限制等。,3.数据的安全保护措施,(1)采用用户认定、用户权限检查措施，限制非法访问,(2)采用数据备份措施，定期对程序和数据进行备份,(3)进行数据加密,对数据进行加密，使非法用户无法阅读。,9,7.6 数据库设计的文档编写,数据库设计说明书的主要内容如下。,(1)引言,引言主要包括编写目的、背景、定义、参考资料等方面。,(2)外部设计,外部设计主要包括说明标识符和状态、使用数据库的程序和约定、支撑软件等方面。,(3)结构设计,结构设计主要包括概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计等方面。,(4)运用设计,运用设计主要包括数据字典设计、安全保密设计等方面。,10,7.7 图书管理系统的数据库设计,1.概念结构设计,对图书管理系统的数据要求、加工要求和对数据安全性、完整性要求进行分析，然后设计出E-R图。,2.逻辑结构设计,将概念模型转化为关系模型。,3.物理结构设计,选用SQL Server 2000作为数据库管理系统，相应的数据库、数据表的设计应符合SQL Server 2000的要求。,4.创建数据库,(1)创建数据库和数据表,(2)创建视图,(3)创建数据库关系图,5.建立ODBC连接,6.利用Microsoft Visio 2003创建数据库模型图,11,任务描述,(1)创建进销存管理系统的数据库JxcData.accdb。,(2)在该数据库中创建以下数据表：部门、员工、仓库、供应商、客户、商品信息、商品类型和用户，并且输入所收集的数据。,(3)编写数据库设计说明书。,参考资料,部门表的结构信息样例如表7-11所示，员工表的结构信息样例如表7-12所示，仓库表的结构信息样例如表7-13所示。,同步训练,12,本 章 小 结,本章主要介绍了数据库的需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据安全与保密、数据库设计的文档编写等内容。重点介绍了图书管理系统的数据库设计。,13,本 章 习 题,1.数据库设计一般分为哪几个阶段？,2.数据库的物理结构设计所包括的主要内容有哪些？,3.选择数据库管理系统(DBMS)的基本原则有哪些？,4.数据的安全保护措施有哪些？,14,