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第5章 数据库设计与ER模型 §5.1 数据库设计概述（理解） §5.2 数据库设计的全过程（理解） §5.3 ER模型（掌握） §5.4 ER模型到关系模型的转换（掌握） §5.5 ER模型转换实例分析（实践） §5.6 ER模型的扩充（掌握） 小结 §5.1 数据库设计概述 数据库设计 在具备了计算机硬件环境、操作系统、系统软件、数据库系统后，如何使用这个环境表达用户的需求，构造最优的数据库模型，然后据此建立数据库及其应用系统，这个过程称为数据库设计。 我们主要从软件工程的角度剖析数据库设计的全过程。 软件工程（Software Engineering） 产生背景，主要是在20世纪60年代中后期出现的“软件危机”，主要表现在以下4个方面： (1) 开发过程往往无法控制，常常一再拖延； (2) 缺乏科学的指导原则和管理方法，软件产品质量低劣，达不到规定的要求； (3) 由于产品质量低劣，维护任务十分繁重； §5.1 数据库设计概述（续1） 软件工程 产生背景： (4) 软件开发费用急剧上升，常常超出预算，使应用部门与开发部门无法负担。 含义：是用工程化方法指导软件开发过程，以提高软件质量和开发效率，降低开发成本。 软件工程的重要概念－软件生存期（Software Life Cycle） 软件生存期是指从软件的规划、研制、实现、测试、投入运行后的维护，直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。 软件生存期通常分为6个阶段。 数据库工程（Database Engineering） 含义：用软件工程方法学分析数据库设计的全过程。 §5.1 数据库设计概述（续2） 数据库工程 数据库系统生存期（DBS Life Cycle） 数据库应用系统从开始规划、设计、实现、测试、运行中的维护到最后被新的系统取代而停止使用的整个期间，称为数据库系统生存期。 数据库系统生存期一般可分为7个阶段。 §5.2 数据库设计的全过程 5.2.1 规划阶段 5.2.2 需求分析阶段 5.2.3 概念设计阶段 5.2.4 逻辑设计阶段 5.2.5 物理设计阶段 5.2.6 数据库实现阶段 5.2.7 数据库的运行与维护阶段 5.2.1 规划阶段 当一个企业/公司/单位提出建立数据库应用系统时，规划阶段主要为立项作准备工作，具体分为三个步骤： (1) 系统调查 对企业/公司/单位作全面的调查，画出组织结构图，以了解企业/公司/单位的组织机构。 (2) 可行性分析 从技术、经济、效益、法律等诸方面对建立数据库的可行性进行分析；写出可行性分析报告；组织专家讨论其可行性。 (3) 确定数据库系统的总目标和制订项目开发计划。在得到决策部门批准后，就正式进行数据库系统的开发工作。 5.2.2 需求分析阶段 这一阶段由计算机人员和用户双方共同收集数据库所需要的信息内容和用户对处理的需求，并以需求说明书的形式确定下来，作为后面系统开发的指南和系统验收的依据。 需求分析的工作具体分为四个步骤： (1) 分析用户活动，产生业务流程图。 了解用户当前的业务活动和职能，搞清其业务流程。如果一个业务比较复杂，应分解成若干个子业务，使每个业务功能明确、界面清楚，然后画出用户的业务流程图。 (2) 确定系统范围，产生系统范围图。 在和用户充分讨论的基础上，确定计算机所能处理的业务范围，确定哪些业务由人工完成、哪些业务由计算机系统完成。 5.2.2 需求分析阶段（续1） (3) 分析用户活动涉及的数据，产生数据流图。 深入分析业务流程图涉及的数据，以数据流图（Data Flow Diagram，简记为DFD）形式表示出数据的流向和对数据进行了哪些处理。 (4) 分析系统数据，产生数据字典。 分析数据流图涉及的数据类型，将各种数据类型的描述信息（称为元数据Metadata）存入数据字典，主要包括系统数据类型和用户自定义数据类型。 5.2.3 概念设计阶段 概念设计是利用前一阶段获取的业务流程图、数据流图等反映企业/公司/单位需求的相关信息建立信息世界的概念模型（即对现实世界的第一级抽象）。 概念模型是从用户的角度进行建模，与机器世界无关；常用的方法是ER模型，即用ER图表示概念模型。 概念设计的