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第 21 讲 系统详细设计. 21 系统详细设计. 本节内容提要: 21.1 数据库设计 21.2 代码设计. 21.1.1 信息与数据. 21.1.1 信息与数据 (1) 现实世界 (2) 信息世界 (3) 数据世界. 21.1.2 信息模型 (1). 21.1.2 信息模型 (1)信息模型的要素
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21 系统详细设计 本节内容提要: 21.1 数据库设计 21.2 代码设计 《管理信息系统》
21.1.1 信息与数据 • 21.1.1 信息与数据 • (1)现实世界 • (2)信息世界 • (3)数据世界 《管理信息系统》
21.1.2 信息模型(1) • 21.1.2 信息模型 • (1)信息模型的要素 • 信息模型的主要要素是实体(Entity),任何客观存在的事物均可以是实体,这个事物可以是人,也可以是物;可以指实际的东西,也可以指概念性的东西。信息模型中的另一要素是属性(Attribute),属性是实体(事物)的某一方面的性质或特性。信息模型中还有另一个重要要素是联系(Relationship),联系是指客观存在的事物之间的相互关系,通常是指实体集与实体集之间的关系。 • 实体分为两个层次:个体和实体集(总体)。个体是指能相互区分的、特定的单个实体。实体集(总体)是同类个体的集合。 《管理信息系统》
21.1.2 信息模型(2) • (2)两个实体集之间相互联系的方式 • 两个实体集之间的联系是信息模型中最基本的联系,实体之间的联系实际上反映了实体之间的语义关系。例如“教师”和“课程”两个实体存在着内在联系,教师的本职工作就是上课,于是通过“任课”自然就将“教师”和“课程”两实体联系起来:表示某教师上什么课和某门课由哪些教师承担。这里的“任课”起联系作用,联系也是实体,所以联系也可以有属性。 • 实体间联系情况比较复杂,就其联系方式而言,分以下三种: • 〓一对一联系(简记为l:1) • 〓一对多联系(简记为1:n) • 〓多对多联系(简记为m:n) 《管理信息系统》
21.1.2 信息模型(2续) 图 实体间的三种联系方式 《管理信息系统》
联系 属性 实体集 21.1.2 信息模型(3) • (3)实体联系表示法(E-R方法) • 实体联系表示法简称E-R方法(Entity-Relationship Approach)。此法通过所谓E-R图表示实体及其联系,是P.P.Chen 1976年提出的,现已广泛用于数据库设计中。因为它从本质上反映了一个信息系统的信息、组织情况。所以在设计数据库时,人们往往把E-R图作为一个中间步骤,先用E-R图准确地反映信息,再从E-R图出发构造数据模型,会使问题变得简单,容易被用户所理解,可不犯或少犯错误。 • E-R模型中使用的基本符号如下图所示: • E-R图基本图素 《管理信息系统》
21.1.3 数据模型(1) • 21.1.3 数据模型 • (1)数据模型的概念 • 一般来说,一个数据库的数据模型至少应包含以下三个组成部分: • 一组规定的用以构造数据库的基本数据结构类型 • 一组数据操作或推导规则 • 完整性约束规则 《管理信息系统》
21.1.3 数据模型(2) • (2)数据模型与信息模型的关系 • 信息模型和数据模型要素的对应关系如下: • 实体一记录;实体型一记本型; • 实体集一文件;个体一特定记录; • 属性一数据项;属性名一数据项型;属性值一数据项值。 《管理信息系统》
21.1.3 数据模型(3) • (3)常见数据模型 • ①层次模型 • ②网状模型 • ③关系模型 《管理信息系统》
21.1.4 关系范式化 • 21.1.4 关系范式化 • 在设计关系数据库时,如果随意建立关系模式,则可能会出现诸多弊病,较好的关系模式必须满足一定的规范化要求。一个关系模式满足某一指定的约束,称此关系模式为特定范式的关系模式。满足不同程度的要求构成不同的范式级别。 • 关系模式一般有下列几种范式:第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、BCNF和第四范式(4NF)。一般分解到第三范式即可。对关系最基本的要求,即最低级别的范式叫做第一范式,记为1NF。 《管理信息系统》
21.1.5 数据库的组成与结构(1) • 21.1.5 数据库的组成与结构 • (1)数据库系统体系结构 图 SPARC分级结构 《管理信息系统》
21.1.5 数据库的组成与结构(2) • (2)数据库系统的组成 • 数据库系统由数据库、支持数据库运行的软硬件、数据库管理系统和应用程序等部分组成。 • ◆数据库 • ◆硬件与软件 • ◆人员 《管理信息系统》
21.1.5 数据库的组成与结构(3) • (3)数据库管理系统(DBMS) • ♦数据库定义功能 • ♦数据库操纵功能 • ♦映射功能 • ♦程序设计语言 • ♦数据库运行控制功能 • ♦数据库维护功能 图 DBMS在计算机层次结构中的地位 《管理信息系统》
21.1.6 关系数据库(1) • 21.1.6 关系数据库 • (1)关系的性质 • ①不允许“表中套表”,即表中元组分量必须是原子的。 • ②表中各列取自同一个域,因此一列中的各个分量具有相同性质。 • ③列的次序可以任意交换,不改变关系的实际意义。 • ④表中的行叫元组,代表一个实体,因此表中不允许出现相同的两行。 • ⑤行的次序无关紧要,可以任意交换,不会改变关系的意义。 《管理信息系统》
21.1.6 关系数据库(2) • (2)关系模式的三类完整性规则 • 实体完整性约束规则 • 引用完整性约束规则 • (3)关系数据语言 • 关系数据语言分为关系代数、关系演算和SQL三大类。 《管理信息系统》
21.1.7 E-R模型转换成关系数据库的规则 • 21.1.7 E-R模型转换成关系数据库的一般规则 • E-R独立于任何特定的DBMS,因此,还需要根据具体使用的DBMS的特点进行转换。 • (1)将每一个实体转换成一个关系。 • (2)所有主码必须定义非空(NOT NULI)。如果所用的DBMS软件不支持NOT NULL选项,则必须用编程的方法实现实体完整性规则。在选择DBMS软件时,应该尽量选择满ANSI SQL标准的软件。 • (3)对于二元联系,按照下列规则定义外码: • 一对多联系、一对一联系、多对多联系。 《管理信息系统》
需求分析 概念设计 逻辑设计 物理设计 数据库实施 运行与维护 21.1.8 数据库设计综述 • 21.1.8 数据库设计综述 • 数据库设计分为以下六个阶段: 数据库设计的步骤 《管理信息系统》
21.2.1 代码设计的原则 • 21.2.1 代码设计的原则 • (1)唯一确定性。 • (2)标准化与通用性。 • (3)可扩充性和稳定性。 • (4)便于识别和记忆。 • (5)短小精悍。 • (6)容易修改。 • (7)考虑程序处理上的方便。 《管理信息系统》
21.2.2 代码的分类 • 21.2.2 代码的分类 • (1)顺序码:用连续数字代表代码对象的码。 • (2)区间码:区间码把码分成若干区间(段),每一区间代表一个组。 • 区间码又可分为以下类型; • ①层次码 • ②十进制码。码中每一位数字代表一类,一般用于图书分类等。 • ③特征码。 • (3)助忆码:以代码对象的名称、规格或缩写符号作为代码。 • (4)校验码:为了保证正确的输入或传输,在原代码附加上用于校验的编码,这附加的编码称校验码。 《管理信息系统》