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3.6 数据库设计与应用开发 数据库应用系统是指在计算机系统中，根据数据库系统所有者的需求而设计的数据库和相应的应用程序系统。 数据库应用系统的开发是一个繁杂的系统工程，必须遵循一定的技术方法和步骤。 数据库应用系统的核心任务是数据库设计。 3.6.1 数据库设计的基本步骤 1. 需求分析 对用户进行详细的调查与分析，分析结果的准确性将直接影响后面各阶段的设计进程。 方法：结构化分析方法（Structure Analysis，SA） 面向数据流的一种自顶向下的需求分析方法。 SA方法从最上层的系统组织机构入手，采取自顶向下逐层分解的方式分析系统。SA方法把任何一个系统都抽象为下图的形式： 2. 概念结构设计 需求分析的应用需求还是现实世界的具体需求，因此，还应该把它们抽象为信息世界的结构，才能更好地、更准确地使用某个DBMS实现这些需求。将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计。 概念结构独立于数据库逻辑结构、独立于具体的DBMS、独立于计算机系统，它是现实世界与机器世界的中介 。 【例】某工厂关于生产管理的数据库系统，工厂的生产由技术部门和供应部门提供保障。技术部门关心的是产品的性能参数、产品由那些零件组成、零件使用的材料和耗用量等；而供应部门关心的是产品的价格，使用材料的价格及库存量等。在设计E-R图时，可分别设计局部模式，即技术部门和供应部门的E-R图 局部E-R合并成为全局E-R图(1) 简单合并 局部E-R合并成为全局E-R图(1) 进一步分析合并 3. 逻辑结构设计 概念结构是各种数据模型的基础，为了实现用户的具体需求，必须将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型，并对其进行优化，这就是逻辑结构设计需要完成的任务。 E-R图向关系模型的转换规则 · 一个实体型转换为一个关系模式 实体的码就是关系的码。 · 一个m:n联系转换为一个关系模式 与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。 · 一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并 如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为n端实体的码。后一种方法可以减少系统中的关系个数，一般情况下更倾向于采用这种方法。 · 一个1:1联系可转换为一个独立的关系模式，也可以与任一端对应的关系模式合并 如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的码均是该关系的候选码。如与某一端对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性。 · 三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式 与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码为各实体码的组合。 · 同一实体集的实体间的联系（即自联系），也可按上述三种情况分别处理 · 具有相同码的关系模式可合并 4. 数据库物理设计 数据库最终必须进行物理存储。对一个给定的逻辑数据模型，选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构与存取方法）的过程，就是数据库的物理设计。 物理结构依赖于具体的DBMS及其依存的软硬件系统，因此设计人员必须充分了解所选择的DBMS的技术特征，特别是存储结构和存取方法，充分了解应用环境，特别是应用的处理频率和响应时间以及对某些操作上的约束等，同时，还要充分了解外存设备的特性。 5. 数据库实施与维护 经过了需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理设计，一个数据库系统的设计过程基本完成。最后就是数据库的实际实施过程以及数据库系统的维护。 3.6.2 实际的数据库应用开发 1. 确定体系结构 （1）两层结构 （2）三层（或多层）结构 2. 数据库设计 3. 应用系统设计 * 上一张 下一张 结 束 数据库技术 数据流 数据流 数据来源 数据输出 处理 数据存储 需求分析 不满意 满意 数据抽象、局部视图设计 视图集成 用户是否满意 逻辑结构设计 数据流图、数据字典 局部E-R图 总E-R图 概念结构设计步骤图 n m 产品 零件 组成 产品号 产品名 性能参数 零件数 零件号 零件名 耗用量 n m n m 产品 使用 材料 存量 仓库 产品号 产品名 价格 用量 材料号 材料名 库存量 价格 存放量 仓库名 仓库号 地点 m n m n n m n m 零件数 耗用量a 产品 零件 组成 产品号 产品名 性能参数 零件号 零件名 价格 材料 消耗 存量 仓库 消耗 耗用量b 存放量 材料号 材料名 库存量 价格 仓库号 仓库