第7章-數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目簡(jiǎn)介第7章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第7章數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)7.1概述7.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)7.4數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用7.1概述7.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本概念7.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展7.1.3數(shù)據(jù)模型7.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)7.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本概念四個(gè)基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)（Database）數(shù)據(jù)(Data)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DBS)一、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(Data)的定義數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，是信息的載體；是描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式數(shù)據(jù)與其語(yǔ)義是不可分的數(shù)字文字圖形圖像聲音視頻等二、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)的定義數(shù)據(jù)庫(kù)(Database,簡(jiǎn)稱DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的大量數(shù)據(jù)的集合。特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共享好減少冗余，避免不一致數(shù)據(jù)獨(dú)立性高數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制，增強(qiáng)安全性。三、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)什么是DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，簡(jiǎn)稱DBMS）是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。三、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（續(xù)）小型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)dBASE/FoxBASEFoxPro/VisualFoxProAccess大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)OracleSQLServerDB2SybaseInformix四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)什么是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（DatabaseSystem，簡(jiǎn)稱DBS）是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）及其開發(fā)工具應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA）用戶四、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（續(xù)）7.1.2數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展數(shù)據(jù)管理指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)，它是數(shù)據(jù)處理的中心問(wèn)題。數(shù)據(jù)處理是指對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳播等活動(dòng)。數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展人工管理階段(40年代中--50年代中)文件系統(tǒng)階段(50年代末--60年代中)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段(60年代末--現(xiàn)在)一、人工管理(40年代中--50年代中)產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算 硬件水平 紙帶、卡片、磁帶 軟件水平 沒(méi)有操作系統(tǒng) 處理方式 批處理特點(diǎn)數(shù)據(jù)不能長(zhǎng)期保存應(yīng)用程序管理其所涉及的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不能共享數(shù)據(jù)與程序之間不具有獨(dú)立性 二、文件系統(tǒng)(50年代末--60年代中)產(chǎn)生的背景應(yīng)用需求 科學(xué)計(jì)算、管理 硬件水平 磁盤、磁鼓 軟件水平 專門管理數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、批處理 特點(diǎn)數(shù)據(jù)以文件形式可長(zhǎng)期保存由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)不再屬于某個(gè)程序，可以重復(fù)使用數(shù)據(jù)的獨(dú)立性,共享性差，冗余度高三、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(60年代末--現(xiàn)在)產(chǎn)生的背景應(yīng)用背景 大規(guī)模管理 硬件背景 大容量磁盤 軟件背景 有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 處理方式 聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理、分布處理、批處理特點(diǎn)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)的共享性高,冗余度低由DBMS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和控制7.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型：是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)特征的抽象，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)如何組織的一種模型化表示，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三方面要求：能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界，容易為人所理解，便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。7.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型具有三個(gè)要素：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：包括應(yīng)用所涉及的對(duì)象、對(duì)象具有的特征和對(duì)象間的聯(lián)系。是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)靜態(tài)特征的描述。數(shù)據(jù)操作：是一組對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的任何實(shí)例執(zhí)行的操作集合，如查詢、插入、刪除、修改，反映了數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)特性。數(shù)據(jù)約束：是對(duì)數(shù)據(jù)靜態(tài)特征和動(dòng)態(tài)特性的限定，定義了相容的數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)的集合及可允許的狀態(tài)變化，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確、有效和安全。7.1.3數(shù)據(jù)模型層次模型層次模型用樹型結(jié)構(gòu)表示實(shí)體及實(shí)體之間的關(guān)系，樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)記錄類型，樹狀結(jié)構(gòu)表示實(shí)體之間的關(guān)系。層次模型由滿足如下條件的結(jié)點(diǎn)組成：根結(jié)點(diǎn)：是唯一的一個(gè)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)。其它結(jié)點(diǎn)：有且僅有一個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。7.1.3數(shù)據(jù)模型層次模型代表1968，IBM公司的IMS系統(tǒng)。優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)清晰，容易理解；結(jié)點(diǎn)間聯(lián)系簡(jiǎn)單，記錄之間的聯(lián)系通過(guò)指針來(lái)實(shí)現(xiàn)，查詢效率較高。只能表示一對(duì)多的聯(lián)系盡管有許多輔助手段實(shí)現(xiàn)多對(duì)多的聯(lián)系，但比較復(fù)雜，不易掌握7.1.3數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型滿足如下條件的結(jié)點(diǎn)組成：允許一個(gè)以上的結(jié)點(diǎn)無(wú)雙親結(jié)點(diǎn)；一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)雙親結(jié)點(diǎn)。7.1.3數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型特征：是一種用圖狀結(jié)構(gòu)來(lái)組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型。圖中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)代表一種記錄類型。優(yōu)缺點(diǎn)在網(wǎng)狀模型中，結(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系更具有任意性，更能表示事物之間的復(fù)雜聯(lián)系，更適合于描述客觀世界。結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且隨著應(yīng)用環(huán)境的擴(kuò)大，數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)就變得越來(lái)越復(fù)雜，不利于最終用戶掌握。DDL、DML語(yǔ)言復(fù)雜，用戶不容易使用7.1.3數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系模型是一種用二維表格結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。關(guān)系模型以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)體間通過(guò)公共屬性實(shí)現(xiàn)聯(lián)系，與數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。目前，關(guān)系模型是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中最常用的模型。7.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)從邏輯上分為三級(jí)：模式模式也稱邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是面向全體用戶的基本數(shù)據(jù)視圖。外模式外模式也稱子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶可見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的數(shù)據(jù)視圖。內(nèi)模式內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示。7.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用n外模式1…外模式m…外模式/模式映象模式模式/內(nèi)模式映象內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫(kù)用戶級(jí)概念級(jí)物理級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)圖兩級(jí)映像外模式/模式映像當(dāng)模式被改變時(shí)，可以由DBA改變各個(gè)外模式/模式映像，以保證外模式不發(fā)生變化，從而使根據(jù)外模式編寫的應(yīng)用程序也無(wú)需變化，這樣就保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性。模式/內(nèi)模式映像當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)(即內(nèi)模式)變化了，也可以由DBA來(lái)修改模式/內(nèi)模式的映像，使得模式能夠保持不變，外模式也不會(huì)變化，當(dāng)然，應(yīng)用程序也無(wú)需變動(dòng)，從而保證了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性。7.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)獨(dú)立性邏輯獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨(dú)立的。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不變。物理獨(dú)立性指用戶的應(yīng)用程序與存儲(chǔ)在磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)是相互獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)改變了，應(yīng)用程序不用改變。數(shù)據(jù)獨(dú)立性是由DBMS的二級(jí)映像功能來(lái)保證的。7.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)7.2關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)7.2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念7.2.2關(guān)系操作7.2.3關(guān)系完整性7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言7.2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念關(guān)系模型是一種用二維表格結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型。一張二維表代表一個(gè)關(guān)系。課程號(hào)課程名學(xué)時(shí)C401001數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)70C401002操作系統(tǒng)80C402001計(jì)算機(jī)原理60課程關(guān)系C

元組1元組2元組3關(guān)系關(guān)系模式名（屬性名1，屬性名2，…，屬性名n）屬性關(guān)系模式域課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)時(shí)）候選碼如果一組屬性集能唯一地標(biāo)識(shí)一個(gè)關(guān)系中的元組而又不含有多余的屬性，則稱該屬性集為該關(guān)系的候選碼。主碼用戶選定的那個(gè)候選碼。特點(diǎn)唯一性最小性學(xué)號(hào)姓名…班級(jí)200401001張華…200401200401002李建平…200401200401003王麗麗…200401…………學(xué)生關(guān)系S7.2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念7.2.1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本概念關(guān)系模型的特點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單一采用集合運(yùn)算數(shù)據(jù)完全獨(dú)立數(shù)學(xué)理論支持7.2.2關(guān)系操作關(guān)系操作查詢選擇、投影、連接、除、并、交、差、笛卡爾積其中選擇、投影、并、差、笛卡爾積是五種基本操作。其他操作可以用基本操作來(lái)定義和導(dǎo)出。數(shù)據(jù)更新插入、刪除、修改7.2.3關(guān)系完整性關(guān)系模型中三類完整性約束：實(shí)體完整性實(shí)體完整性是指關(guān)系的主碼不能為空值參照完整性參照完整性是指參照關(guān)系的外碼取值不能超出被參照關(guān)系的主碼取值。外碼取值必需滿足兩種情況之一：被參照關(guān)系中某元組主碼的值要么取空值用戶定義的完整性根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的要求和實(shí)際的需要對(duì)某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)提出約束性條件例學(xué)生關(guān)系性別的取值必須滿足為‘男’或‘女’外碼外碼（ForeignKey）設(shè)F是基本關(guān)系R的一個(gè)或一組屬性，但不是關(guān)系R的碼。如果F與基本關(guān)系S的主碼Ks相對(duì)應(yīng)，則稱F是基本關(guān)系R的外碼?；娟P(guān)系R稱為參照關(guān)系，基本關(guān)系S稱為被參照關(guān)系。實(shí)例學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，專業(yè)號(hào)，年齡）專業(yè)（專業(yè)號(hào)，專業(yè)名）7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL(StructuredQueryLanguage)結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，是一種數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，用于存取數(shù)據(jù)以及查詢、更新和管理關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。SQL語(yǔ)言能夠強(qiáng)大，簡(jiǎn)單易學(xué)，是一種被廣泛采用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言。7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL語(yǔ)言的發(fā)展ChamberlinSEQUELSQL大型數(shù)據(jù)庫(kù)

SybaseINFORMIXSQLServerOracleDB2INGRES----------------小型數(shù)據(jù)庫(kù)

FoxProAccess7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展過(guò)程

標(biāo)準(zhǔn)大致頁(yè)數(shù)發(fā)布日期SQL/861986.10SQL/89(FIPS127-1)120頁(yè)1989年SQL/92622頁(yè)1992年SQL991700頁(yè)1999年SQL20032003年7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL語(yǔ)言的特點(diǎn)1．非過(guò)程化只要提出做什么，而不必指明如何做，對(duì)于存取路徑的選擇和語(yǔ)句的操作過(guò)程均由系統(tǒng)自動(dòng)完成。2．功能一體化SQL集數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言DDL,數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言DML，數(shù)據(jù)控制語(yǔ)言DCL以及附件語(yǔ)言元素于一體，語(yǔ)言風(fēng)格統(tǒng)一。使得各類用戶只需要學(xué)習(xí)一種語(yǔ)言形式即可完成多種平臺(tái)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。3．一種語(yǔ)法兩種使用方式人機(jī)交互方式與嵌入主語(yǔ)言方式。7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL語(yǔ)言的特點(diǎn)4．面向集合操作SQL語(yǔ)言的操作對(duì)象可以是記錄集。SQL語(yǔ)句可以接受記錄集作為輸入，返回記錄集作為輸出，也可以將一條SQL語(yǔ)句的結(jié)果作為另一條SQL語(yǔ)句的輸入。5.語(yǔ)法簡(jiǎn)潔、易學(xué)易用7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL的核心動(dòng)詞SQL功能極強(qiáng)，完成核心功能只用了9個(gè)動(dòng)詞。7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言SQL的簡(jiǎn)單實(shí)例一個(gè)學(xué)生—課程數(shù)據(jù)庫(kù)，包括三個(gè)表：

學(xué)生表：S(Sno,Sname,Ssex,Sdept)

課程表：C(Cno,Cname,Ccredit)

學(xué)生選課表：SC(Sno,Cno,Grade)7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言數(shù)據(jù)定義1.創(chuàng)建表：例如，創(chuàng)建選課表SCCREATETABLESC(SnoCHAR(9)，

CnoCHAR(4)，

GradeSMALLINT，

PRIMARYKEY(Sno，Cno))7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言數(shù)據(jù)定義2.修改表：例如，為表S增加Sage列

ALTERTABLESADD

SageINT；3.刪除表：DROPTABLE

S7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言數(shù)據(jù)操縱1.插入：由VALUES子句定義。例如，在學(xué)生表S中插入一個(gè)學(xué)生信息。設(shè)這個(gè)學(xué)生的信息如下：學(xué)號(hào)：01021003，姓名：王力，性別：男，年齡：20，所在系：計(jì)算機(jī)系(CS)。寫出SQL語(yǔ)句如下：INSERTINTOS

VALUES(‘01021003’,‘王力’,‘男’,20,‘CS’)；數(shù)據(jù)操縱2.刪除：由WHERE子句定義刪除元組需要滿足的條件。例如，將學(xué)號(hào)為01021001的學(xué)生信息從學(xué)生表S中刪除。寫出SQL語(yǔ)句如下：

DELETE

FROMS

WHERESno=’01021001’；7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言數(shù)據(jù)操縱3.選擇例如，查詢學(xué)號(hào)為01021001的學(xué)生的基本信息。寫出SQL語(yǔ)句如下：

SELECT*

FROMS

WHERESno=’01021001’；

說(shuō)明：“*”在此表示選擇所有的屬性。7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言數(shù)據(jù)操縱3.選擇例如，查詢學(xué)號(hào)為01021001的學(xué)生所選修的課程名。寫出SQL語(yǔ)句如下：

SELECTCname

FROMSC,C

WHERESC.Sno=’01021001’ANDSC.Cno=C.Cno；7.2.4關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造（設(shè)計(jì)）優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式和物理結(jié)構(gòu)，并據(jù)此建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)；能夠有效地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)步驟需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施運(yùn)行與維護(hù)7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—需求分析1、需求分析任務(wù)對(duì)組織的工作現(xiàn)狀和用戶需求進(jìn)行調(diào)查分析。明確用戶的信息需求和系統(tǒng)功能。提出擬建系統(tǒng)的邏輯方案。充分考慮今后可能的擴(kuò)充和改變。重點(diǎn)調(diào)查的重點(diǎn)是“數(shù)據(jù)”和“處理”，獲得用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求信息要求處理要求安全性與完整性要求7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—需求分析1、需求分析難點(diǎn)確定用戶最終需求用戶缺少計(jì)算機(jī)知識(shí)設(shè)計(jì)人員缺少用戶的專業(yè)知識(shí)解決方法設(shè)計(jì)人員必須不斷深入地與用戶進(jìn)行交流7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將需求分析階段得到的用戶需求抽象為反映現(xiàn)實(shí)世界信息需求的數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)。概念模型計(jì)算機(jī)現(xiàn)實(shí)世界信息信息世界概念化抽象DBMS支持的數(shù)據(jù)模型形式化轉(zhuǎn)換7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界易于理解易于更改易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換描述概念模型的工具E-R模型(實(shí)體-關(guān)系模型)7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)E-R模型：用矩形表示實(shí)體型；用橢圓表示屬性；用菱形表示聯(lián)系，并標(biāo)示出聯(lián)系的類型。課程學(xué)生選修學(xué)號(hào)姓名年齡性別系別課程號(hào)學(xué)分課程名成績(jī)mn7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的E-R圖轉(zhuǎn)換成與具體的DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相一致的邏輯結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟①將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型②將轉(zhuǎn)換來(lái)的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換③對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化

7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的3個(gè)步驟7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于選定的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。為一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過(guò)程，就是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依賴于給定的硬件環(huán)境和數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品。數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的步驟①確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中主要指存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置②對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間效率。如果評(píng)價(jià)結(jié)果滿足原設(shè)計(jì)要求，則可進(jìn)入到物理實(shí)施階段，否則，就需要重新設(shè)計(jì)或修改物理結(jié)構(gòu)，有時(shí)甚至要返回邏輯設(shè)計(jì)階段修改數(shù)據(jù)模型。7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施物理模型邏輯模型7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施5、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，在選用的DBMS上建立起數(shù)據(jù)庫(kù)。具體有以下三項(xiàng)工作：建立數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。載入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并測(cè)試應(yīng)用程序。載入全部實(shí)際數(shù)據(jù)并試運(yùn)行應(yīng)用程序。7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行在原有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有一小部分已輸入數(shù)據(jù)庫(kù)后，就可以開始對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行

數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行主要工作包括：1）功能測(cè)試實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作，測(cè)試應(yīng)用程序的功能是否滿足設(shè)計(jì)要求如果不滿足，對(duì)應(yīng)用程序部分則要修改、調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求2）性能測(cè)試測(cè)量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，分析是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)如果測(cè)試的結(jié)果與設(shè)計(jì)目標(biāo)不符，則要返回物理設(shè)計(jì)階段，重新調(diào)整物理結(jié)構(gòu)，修改系統(tǒng)參數(shù)，某些情況下甚至要返回邏輯設(shè)計(jì)階段，修改邏輯結(jié)構(gòu)

7.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)—數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)6、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行合格后，數(shù)據(jù)庫(kù)即可投入正式運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)投入運(yùn)行標(biāo)志著開發(fā)任務(wù)的基本完成和維護(hù)工作的開始。在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常性的維護(hù)工作主要是由DBA完成的，包括：數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性控制數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織和重構(gòu)造7.4數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用7.4.1管理信息系統(tǒng)7.4.2數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)7.4.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)7.4.4多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)7.4.1管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)（ManagementInformationSystem，簡(jiǎn)稱MIS）是一個(gè)以人為主導(dǎo)，利用計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及其他辦公設(shè)備，進(jìn)行信息的收集、傳輸、加工、儲(chǔ)存、更新和維護(hù)，為企事業(yè)單位的運(yùn)行、管理、分析和決策等職能提供信息支持的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，是管理人員實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的有效工具。7.4.1管理信息系統(tǒng)一個(gè)完整的MIS應(yīng)包括：輔助決策系統(tǒng)（DSS）工業(yè)控制系統(tǒng)（CCS）辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OA）數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、方法庫(kù)、知識(shí)庫(kù)與上級(jí)機(jī)關(guān)及外界交換信息的接口。從MIS的功能和服務(wù)對(duì)象，可分為：國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)企業(yè)管理信息系統(tǒng)事務(wù)型管理信息系統(tǒng)行政機(jī)關(guān)辦公型管理信息系統(tǒng)專業(yè)型管理信息系統(tǒng)等。7.4.2數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的概念概念數(shù)據(jù)挖掘是從存放在數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或其他信息