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数据库系统设计与开发

北京邮电大学软件学院 郭文明 2016.9
《数据库设计与开发》讲义
5.1.2 需求分析
• 实际上,系统的需求包括着多个层次,不同层 次的需求从不同角度与不同程度反映着细节问 题。没有一个清晰、毫无二义的‘需求’存在, 真正的‘需求’实际上在人们的脑海中。任何 文档形式的需求仅仅是一个模型,一种叙述。 • 需求分析文档要尽可能地从不同层次角度去描 述(有可能冗余),要注意描述的名词对用户、 分析者、设计者在理解上务必达成共识。 • 在此阶段,从多方面对整个组织进行调查,收 集和分析各个应用主要集中在对信息和处理两 方面的需求。
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《数据库设计与开发》讲义
5.1.2 需求分析
–功能数据分析 反映系统全貌的数据流程图与数据、功能详细分 析完成后,为保证总的系统描述和细节情况相一致, 需要进行整理和审核,这一过程称为功能数据分析。 功能数据分析可以使用填写数据功能格栅图等方 法,如果完成某功能所需的数据不存在,需在数据 字典中添加项目;如果数据字典中的数据没有任何 一个功能使用,那么它可能是多余的或者在功能分 析中有遗漏。 通过功能数据分析的最后大检验,使需求分析报 告中的内容祥实准确。用户需求的功能在需求分析 报告中有所描述,完成功能所需的数据在数据字典 中有所描述,为数据库的设计和应用程序的设计工 作打下坚实基础。
–检查文档资料:收集检查与目前系统相关的文档资 料、表格、报告、文件 –面谈:找出事实、确认事实、澄清事实 –观察业务处理:跟班作业
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5.1.2 需求分析
–研究:从计算机行业杂志、参考书和Internet上获 取其他人解决问题的信息,也可能直接得到相关问 题的解决方案或软件包。 –问卷调查:调查建议和意见,诸如:“当前使用什 么报表,是否存在问题”等等。
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5.1.2 需求分析
–分析系统数据,产生数据字典 d.数据存储:名称、输入、输出、数据量、存取 频率和存取方式(批处理或联机处理;查询或更新; 顺序或随机)。 e.处理过程:名称、输入、输出、频率、数据量、 处理逻辑说明和响应时间等。 –功能分析 数据库的设计是与应用系统的设计紧密结合的过 程,离开一定的功能,数据库就失去其存在价值。 数据库设计的一个重要特点是结构(数据)和行为(功 能)的结合。用户希望系统能提供的功能必须有一个 清晰的描述。
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5.1.2 需求分析
–分析系统数据,产生数据字典 仅仅有DFD并不能构成需求说明书,DFD只表示出系 统有哪几部分组成和各个部分之间的关系,并没有说 明各个成分的含义。数据字典提供对数据库时间描述 的集中管理,它的功能是存储和检索各种数据描述 (元数据Metadata),数据字典是数据收集和数据分析 的主要成果,在数据库设计中占有很重要地位。 数据字典编写的基本要求是: a.对数据流程图上各种成分的定义必须明确,易理 解,唯一。 b.命名、编号与数据流程图一致。 c.符合一致性与完整性的要求,对数据流程图上的 成分定义与说明无漏项,无同名异义或异名同义。 d.格式规范,文字精炼,符号正确。
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5.1.3 概念设计
• 在进行数据库设计时,如果将现实世界 中的客观对象直接转换为机器世界中的 对象,注意力往往被转移到更多的细节 限制方面,而不能集中在最重要的信息 的组织结构和处理模式上。 • 通常将现实世界中的客观对象首先抽象 为不依赖任何机器的信息结构,这种信 息结构不是具体的DBMS的数据模型,而 是基于现实世界和机器世界的中间层次, 称为概念模型。逻辑设计再把概念模型 转换成具体DBMS支持的数据模型。
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5.1.2 需求分析
–功能分析 功能分析是对数据流程图中的处理过程作详细的 说明。用户的数据处理可以分为数据输入输出处理、 数学处理、逻辑判断三类。对输入输出处理要确定 输入输出的格式、输入输出方式;对数学处理要建 立处理的数学模型(公式及数值分析);对逻辑判断 的描述通常采用决策树、决策表及自然语言或形式 语言等方法。在这三类用户数据处理的基础上进行 抽象和归纳,得出功能的层次体系结构。功能分析 可以采用软件结构图或模块图来表示系统的层次分 解关系、模块调用关系。 功能分析建立在用户需求和数据分析基础上,它 通常是系统模块划分和应用程序菜单设置的依据。
–1)原来系统概况。包括企业目标、规模、组织结构、 人员、设备、效益等。 –2)原来系统存在的主要问题和主要信息要求。 –3)待开发系统的总体方案(如前所述)。 –4)经济可行性分析包括系统的投资、运行费用、经 济效益及社会效益。 –5)技术可行性分析主要包括对技术的评估。 –6)系统可行性分析分析系统运行对管理思想、管理 体制和变革的要求,系统运行和有关法律法规的相 互作用。 –7)结论。对可行性研究的简要总结。
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5.1.1 规划
• 在数据库设计的规划阶段主要进行建立数据库 系统的必要性及可行性分析。 • 规划阶段必须完成下列任务:确定系统的范围, 任务陈述定义数据库应用程序的主要目标,每 个任务标识数据库必须支持的特定任务,确定 开发工作所需的资源,估计开发成本,确定项 目进度。 • 系统规划纲要内容包括:
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5.1.2 需求分析
–分析系统数据,产生数据字典 数据字典中通常包括数据项、数据结构、数据流、 数据存储、处理过程5个部分。 a.数据项:数据项是数据的最小组成单位,若干 个数据项可以组成一个数据结构,数据字典通过对 数据项和数据结构的定义来描述数据流以及数据存 储的逻辑内容。对数据项描述包括数据项名、含义、 别名、类型、长度、取值范围以及与其他数据项的 逻辑关系,必要时说明数据项的数值含义。 b.数据结构:数据结构名、含义及组成部分。 c.数据流:表示某一加工处理过程的输入或输出 数据,包括数据流名、说明、来源、去向、包含的 数据项或数据结构名称、单位时间传输次数(活动频 率)。
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5.1.2 需求分析
• 信息需求是指用户要从数据库获得的信息内容 和用户产生的信息内容,处理需求是指完成什 么处理功能及处理方式,处理需求即事务需求, 信息需求和处理需求组成用户视图。另外还有 安全性和完整性要求。对收集到的数据进行抽 象,抽取共同的本质特性,并用各种概念精确 地加以描述。 • 需求分析阶段的方法:
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5.1 数据库设计过程
必要性 可行性分析
第0步:规划 第1步: 需求分析 第2步: 概念设计 第3步: 逻辑设计
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确定存储哪些数 据,建立哪些应 用,常用的操作 及对象有哪些等。
对需求分析所得 到数据的更高层 的抽象描述。 将概念模型映射 为某个特定的 DBMS模式数据。
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5. 数据库设计
• 数据库设计是指对于一个给定的应用环境,提供 一个确定最优模型与处理模式的逻辑设计,以及 一个确定数据库存储结构与存取方法的物理设计, 建立起既能反映现实世界信息和信息联系,满足 用户数据要求和加工要求,又能被某个数据库管 理系统所接受,同时能实现系统目标,并有效存 取数据的数据库。 5.1 数据库设计过程 5.2 实体联系模型 5.3 关系规范化
数据字典 数据流图
ER模型 ODL
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5.1 数据库设计过程
第4步: 物理设计
对已经确定的逻辑结构 选择适当的物理结构, 包括存储结构、存取路 径、存储分配等。
数据库应用程序 的设计、编码、 调试、运行 数据库的装入 数据库的试运行 数据库的运行维护
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• 需求分析阶段的工作分为六个步骤:
–分析用户活动,产生业务流程图 –确定系统范围,产生系统范围图 –分析用户活动所涉及的数据,产生数据流图 –分析系统数据,产生数据字典 –功能分析 –功能数据分析
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5.1.2 需求分析
–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,理清其处理流程。 把用户业务分成若干个子处理过程,使每个处理功 能明确、界面清楚,画出用户活动图(业务流程图)。 –确定系统范围,产生系统范围图 在和用户经过充分讨论的基础上,确定计算机所能 进行数据处理的范围,确定哪些工作由人工完成, 哪些工作由计算机系统完成,即确定人机界面。 –分析用户活动所涉及的数据,产生数据流图 深入分析用户的业务处理,以数据流图(Data Flow Diagram,DFD)形式表示出数据的流向和对数据所进行 的加工。DFD有四个基本成分:数据流、加工或处理、 文件、外部实体。DFD可以形象地表示数据流与各业 务活动的关系,它是需求分析的工具和分析结果的 描述手段。
5.1.1 规划
• 确定系统与外部环境的信息联系和接口; • 系统的主要功能和结构。
–2)系统运行环境描述:
• 管理思想及管理方法的设想(新的数据库系统的运行可能 是传统业务的彻底革新,新的思想、新的机制应当是完备 而可行的,并且是高效而经济的); • 说明系统运行的基本要求及条件(如何收集数据、如何指 定格式、需要什么样的文档资料); • 信息范围、信息标准(良好的信息标准为衡量系统质量和 训练职工提供基础)、信息来源、人力资源、设备资源。
–3)确定计算机系统选型要求:包括主机及外部设备 配置要求、性能指标、网络系统配置、系统软件配 置要求。 –4)系统开发进度计划(初步)。
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