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第 第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 章 7 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 基 本 概 念, 数 据 库 设 计 的 要 点 数 据 库 设 计 的 基 本 步 骤 和 流 程 顺 序 数 据 库 设 计 的 事 实 发 现 技 术 PowerDesigner 与 数 据 库 建 模, 包 括 概 念 模 型 图 和 物 理 模 型 图 的 产 生, 报 告 书 的 形 成 7-1 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 基 本 概 念 了 解 数 据 库 设 计 的 要 点 掌 握 事 实 发 现 技 术 基 本 步 骤 及 完 成 数 据 库 需 求 分 析 实 例 7-1-1 数 据 库 设 计 的 要 点 1. 数 据 库 设 计 的 定 义 数 据 库 设 计 是 指 对 于 一 个 给 定 的 应 用 环 境, 创 建 一 个 性 能 良 好 能 满 足 不 同 用 户 使 用 要 求 又 能 被 选 定 的 DBMS 所 接 受 的 数 据 库 模 式, 建 立 数 据 库 及 其 应 用 系 统, 使 之 能 有 效 地 存 储 数 据, 满 足 用 户 的 信 息 要 求 和 处 理 要 求 2. 数 据 库 设 计 的 主 要 内 容 数 据 库 设 计 内 容 包 括 静 态 设 计, 动 态 特 性 设 计 和 物 理 设 计 所 谓 静 态 设 计 是 指 结 构 特 性 设 计, 根 据 给 定 应 用 环 境, 设 计 数 据 库 的 数 据 模 型 或 数 据 库 模 式, 它 包 括 概 念 结 构 设 计 和 逻 辑 结 构 设 计 概 念 结 构 设 计 的 里 程 碑 是 从 现 实 世 界 抽 象 出 实 体 及 其 间 的 关 系, 理 论 上 将 E-R 关 系 图 作 为 设 计 的 结 论 ; 而 所 谓 的 逻 辑 结 构 设 计 是 指 全 局 的 关 系 逻 辑 结 构 设 计, 设 计 的 里 程 碑 将 产 生 关 系 表 属 性 及 其 域 定 义 表 的 映 射 关 系 等, 其 中 最 为 重 要 的 是 表 的 映 射 法 则 的 确 立 所 谓 动 态 特 性 设 计 是 指 确 定 数 据 库 用 户 的 行 为 和 动 作, 即 数 据 库 的 行 为 特 性 设 计, 包 括 设 计 数 据 库 查 询 事 务 处 理 和 报 表 处 理 等 动 态 的 设 计 一 般 是 在 具 体 的 应 用 项 目 中 生 成 的, 是 根 据 项 目 对 数 据 的 局 部 视 图 的 需 求 分 析, 而 产 生 的 视 图 存 储 过 程 和 触 发 器 设 计, 重 点 是 检 验 设 计 者 T-SQL 的

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 191 设 计 开 发 能 力 所 谓 物 理 设 计 是 指 根 据 动 态 特 性, 即 应 处 理 要 求, 在 选 定 的 DBMS 环 境 下, 把 静 态 特 性 设 计 中 得 到 的 数 据 库 模 式 加 以 物 理 实 现, 即 设 计 数 据 库 的 存 储 模 式 和 存 取 方 法 如 图 7-1 所 示 为 数 据 库 设 计 的 主 要 内 容 及 过 程 示 意 图 图 7-1 数 据 库 设 计 的 主 要 内 容 及 过 程 示 意 图 3. 数 据 库 设 计 的 基 本 原 则 根 据 数 据 库 基 本 理 论, 数 据 库 的 设 计 是 三 分 技 术 七 分 管 理 和 十 二 分 的 基 础 数 据 我 们 学 习 SQL Server 2005,SQL 及 T-SQL 是 数 据 库 的 开 发 设 计 技 术, 是 学 习 本 门 课 程 的 基 本 功, 但 其 主 要 应 用 在 数 据 库 的 设 计 开 发 阶 段, 从 软 件 项 目 的 长 远 看 仅 是 很 短 暂 的 一 段 时 间 数 据 库 一 旦 运 营 起 来 后, 主 要 的 工 作 则 是 DBA 日 常 的 数 据 库 管 理 工 作, 该 项 工 作 将 一 直 持 续 到 软 件 项 目 的 生 命 周 期 结 束, 是 非 常 漫 长 的 而 无 论 是 设 计 开 发 还 是 管 理 运 营 维 护 数 据 库, 底 层 的 基 础 数 据 是 最 具 有 核 心 价 值 的, 因 此 我 们 必 须 牢 牢 掌 握 住 对 基 础 数 据 的 控 制 权 数 据 库 设 计 的 基 本 原 则 可 以 归 纳 为 以 下 几 点 : 1) 数 据 库 的 设 计 必 须 将 硬 件 软 件 和 管 理 界 面 有 机 地 结 合 在 一 起 2) 数 据 库 设 计 和 应 用 设 计 要 相 互 结 合, 要 求 达 到 减 少 数 据 冗 余 实 现 数 据 共 享 的 目 的 3) 数 据 库 设 计 是 结 构 设 计 和 行 为 特 性 设 计 相 结 合 的 产 物, 但 现 实 还 没 有 有 效 工 具 使 之 能 较 好 的 结 合, 说 到 底 就 是 软 件 的 设 计 思 想 和 数 据 库 的 设 计 思 想 并 没 有 非 常 好 的 融 合, 这 也 为 后 期 设 计 的 无 法 统 一 埋 下 了 问 题 的 伏 笔 4) 数 据 库 设 计 需 要 用 户 的 参 与 以 及 具 备 发 展 的 眼 光 用 户 的 参 与 很 多 时 候 流 于 表 象, 但 是 对 于 实 际 项 目 而 言 又 绝 非 表 象, 这 一 矛 盾 需 要 数 据 库 设 计 者 具 备 很 好 的 数 据 需 求 分 析 能 力 以 及 较 好 的 情 商, 这 一 点 不 是 单 纯 靠 看 几 本 书 就 可 以 理 解 的 ; 而 所 谓 发 展 的 眼 光 是 指 系 统 不 仅 要 满 足 用 户 目 前 的 需 求, 也 应 满 足 近 期 要 求, 还 要 对 于 远 期 需 求 有 相 应 的 处 理 方 案 当 然 这 一 预 见 能 力 也 非 一 朝 一 夕 之 功, 是 必 须 经 长 时 间 的 项 目 历 练 才 可 以 达 到 的 修 为

192 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 7-1-2 事 实 发 现 技 术 1. 数 据 库 设 计 为 什 么 需 要 事 实 的 发 现 软 件 项 目 比 较 难 的 地 方 在 于 收 集 用 户 的 真 实 需 求, 即 需 求 分 析 报 告 和 数 据 库 分 析 报 告 很 难 编 写 ; 究 其 原 因, 除 了 专 业 和 行 业 瓶 颈 外, 用 户 很 难 按 照 程 序 员 的 思 维 或 者 DBA 的 想 法 告 诉 你 想 得 到 的 东 西, 可 能 是 无 法 获 取 项 目 事 实 的 真 实 背 景 因 此 我 们 需 要 一 套 事 实 的 发 现 技 术, 以 解 决 在 实 际 项 目 中 遇 到 的 需 求 分 析 瓶 颈 2. 事 实 发 现 的 时 机 在 生 命 周 期 的 早 期, 主 要 的 目 的 就 是 发 现 信 息 系 统 所 需 要 的 实 际 业 务 流 程 以 及 真 实 的 业 务 数 据 事 实 发 现 的 时 机 应 当 是 在 任 何 软 件 项 目 内 容 没 有 启 动 之 前 发 生 的, 是 在 没 有 任 何 计 算 机 技 术 参 与 的 情 况 下 发 生 的, 如 同 与 人 闲 聊 的 状 态, 知 晓 对 方 是 干 什 么 的 以 及 怎 样 干 的 即 可, 说 到 底 就 是 和 甲 方 闲 聊 和 沟 通, 从 言 语 间 揣 度 项 目 的 事 实 3. 事 实 发 现 的 具 体 内 容 根 据 事 实 的 发 现, 我 们 需 要 将 沟 通 的 成 果 迅 速 转 化 为 数 据 库 设 计 需 要 的 基 本 元 素, 包 括 数 据 库 的 规 划 ( 实 体 对 象 有 哪 些 实 体 的 属 性 有 哪 些 域 是 如 何 定 义 的 实 体 的 关 系 是 什 么 等 ) 系 统 的 边 界 定 义 ( 必 须 完 成 什 么 可 做 和 可 不 做 的 是 什 么, 以 及 完 全 没 有 必 要 设 计 的 内 容 是 哪 些 等 ) 需 求 的 收 集 签 订 合 同 规 范 合 同 双 方 的 责 权 利 等 4. 应 当 收 集 哪 些 事 实 我 们 应 当 收 集 如 表 7-1 所 示 的 一 些 事 实 表 7-1 需 求 分 析 中 应 当 收 集 的 事 实 内 容 开 发 阶 段 捕 获 的 数 据 产 生 的 文 档 数 据 库 规 划 MIS 的 目 标 和 目 的 可 行 性 研 究 报 告 和 项 目 开 发 计 划 书 系 统 定 义 业 务 定 义 数 据 要 求 说 明 书 需 求 收 集 和 分 析 用 户 视 图 要 求 和 系 统 说 明 需 求 说 明 书 数 据 库 设 计 逻 辑 数 据 库 设 计 数 据 库 设 计 说 明 书 应 用 程 序 设 计 界 面 以 及 功 能 模 块 的 设 计 概 要 设 计 说 明 书 - 模 块 开 发 说 明 详 细 代 码 设 计 程 序 算 法 设 计 详 细 设 计 说 明 书 测 试 数 据 的 输 入 和 输 出 设 计 管 理 与 维 护 DBMS 的 管 理 和 维 护 5. 事 实 发 现 技 术 的 具 体 步 骤 在 一 个 软 件 信 息 系 统 的 需 求 分 析 调 查 过 程 中, 通 常 的 事 实 发 现 技 术 包 括 以 下 几 个 内 容 : 1) 检 查 公 司 业 务 文 档 ; 查 阅 记 录 等 在 进 行 事 实 发 现 的 时 候, 检 查 与 目 前 系 统 相 关 的 文 档 表 格 报 告 和 文 件 是 非 常 快 速 的 解 决 办 法, 如 表 7-2 所 示

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 193 表 7-2 文 档 检 查 列 表 文 档 的 用 途 描 述 数 据 库 的 问 题 和 需 求 描 述 受 问 题 影 响 的 业 务 描 述 当 前 的 系 统 有 用 资 源 示 例 内 部 备 份 录 会 议 记 录 员 工 客 户 记 录 业 务 过 程 记 录 组 织 图 表 任 务 陈 述 事 务 战 略 计 划 任 务 工 作 描 述 数 据 流 程 图 和 图 表 用 户 培 训 手 册 2) 面 谈, 开 调 查 会 ; 询 问 ; 请 专 人 介 绍 首 先 说 明 一 点, 面 谈 是 需 要 良 好 的 沟 通 能 力 的, 即 能 够 和 具 有 不 同 价 值 观 喜 好 个 性 动 机 的 人 打 交 道, 也 就 是 我 们 平 时 所 说 的 情 商 较 高 的 人 面 谈 的 类 型 分 为 两 种 : 组 织 谈 话 和 非 组 织 谈 话, 组 织 谈 话 效 率 比 较 高, 得 到 的 信 息 较 为 准 确, 一 般 以 会 议 为 主, 但 需 要 提 前 准 备 好 会 议 纪 要 以 及 会 后 的 会 议 内 容 补 充, 最 好 形 成 正 式 组 织 文 档 非 正 式 谈 话 比 较 自 由, 但 谈 话 的 对 象 应 该 有 所 选 择 面 谈 的 优 缺 点 如 表 7-3 所 示 表 7-3 面 谈 的 优 缺 点 列 表 优 点 可 以 按 照 预 先 的 内 容 进 行 交 谈 可 以 就 每 一 个 问 题 进 行 强 化 重 述 可 以 观 察 谈 话 对 象 的 肢 体 语 言 可 以 自 由 的 开 放 的 回 答 问 题 可 以 充 分 了 解 部 分 组 织 关 系 浪 费 时 间 代 价 昂 贵 缺 点 是 否 成 功 依 赖 于 谈 话 人 的 交 流 技 巧 3) 观 察 公 司 运 行 中 的 业 务 流 程, 跟 班 作 业 ; 观 察 业 务 流 程 的 优 缺 点 如 表 7-4 所 示 表 7-4 观 察 业 务 流 程 优 缺 点 列 表 优 点 可 以 检 查 事 实 与 设 计 数 据 的 有 效 性 可 以 准 确 地 把 握 正 在 做 的 业 务 流 程 可 以 描 述 任 务 的 物 理 环 境 相 对 低 廉 可 以 做 实 际 的 工 作 测 量 缺 点 行 为 异 常 不 自 觉 遗 漏 观 察 具 体 的 任 务 主 观 修 饰 4) 同 行 业 软 件 的 业 务 研 究 5) 问 卷 调 查 ; 设 计 调 查 表 要 用 户 填 写 最 后, 我 们 将 数 据 库 应 用 程 序 生 存 期 每 个 阶 段 获 得 数 据 的 分 类 和 生 成 文 档 总 结 在 表 7-5 之 中, 请 读 者 自 行 参 照 对 应 表 7-5 数 据 库 应 用 程 序 生 存 期 阶 段 收 集 数 据 及 文 档 列 表 数 据 库 应 用 程 序 生 存 期 阶 段 收 集 的 数 据 生 成 的 文 档 数 据 库 规 划 数 据 库 项 目 的 目 标 和 任 务 数 据 库 应 用 程 序 的 任 务 陈 述 和 任 务 目 标 系 统 定 义 描 述 主 要 用 户 视 图 定 义 数 据 库 应 用 程 序 的 分 为 和 边 界 ; 定 义 要 支 持 的 用 户 视 图

194 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 续 表 数 据 库 应 用 程 序 生 存 期 阶 段 收 集 的 数 据 生 成 的 文 档 需 求 收 集 和 分 析 用 户 视 图 和 系 统 需 求 用 户 和 系 统 需 求 说 明 书 数 据 库 设 计 验 证 逻 辑 数 据 库 设 计 的 用 户 反 映 ; 概 念 / 逻 辑 数 据 库 设 计 ; 物 理 数 据 库 设 计 目 标 DBMS 提 供 的 功 能 应 用 程 序 设 计 用 户 对 界 面 设 计 的 反 映 应 用 程 序 设 计 DBMS 选 择 目 标 DBMS 提 供 的 功 能 DBMS 的 评 估 和 推 荐 建 立 原 型 用 户 对 系 统 原 型 的 反 响 改 进 的 用 户 需 求 和 系 统 需 求 说 明 书 实 现 数 据 转 换 和 加 载 目 标 系 统 提 供 的 功 能 当 前 数 据 的 格 式 ; 目 标 DBMS 的 数 据 导 入 性 能 测 试 测 试 结 果 采 用 的 测 试 策 略 ; 测 试 结 果 分 析 运 行 维 护 性 能 测 试 结 果 ; 用 户 和 系 统 需 求 的 增 加 和 变 化 用 户 手 册 ; 性 能 分 析 ; 改 变 的 用 户 需 求 和 系 统 说 明 书 7-1-3 事 实 发 现 的 基 本 步 骤 及 实 例 1. 第 一 步 : 数 据 库 系 统 的 任 务 分 析 本 步 骤 分 为 两 个 阶 段, 第 一 个 阶 段 是 明 确 组 织 结 构 和 组 织 工 作 的 基 本 流 程, 具 体 的 方 法 是 查 阅 组 织 的 发 展 历 程 和 历 史, 查 阅 组 织 的 具 体 结 构 第 二 个 阶 段 是 确 认 组 织 的 目 的 和 软 件 的 目 标, 具 体 的 方 法 是 与 组 织 首 席 领 导 进 行 正 式 谈 话, 其 目 的 是 取 得 组 织 领 导 的 信 任, 明 确 软 件 的 边 界 2. 第 二 步 : 确 定 数 据 库 系 统 的 任 务 目 标 创 建 目 标 的 过 程 应 该 包 括 与 员 工 中 的 合 适 人 选 进 行 引 导 性 的 对 话, 自 由 对 话 通 常 是 这 个 阶 段 最 有 用 的, 典 型 的 问 题 如 下 : 1) 请 描 述 您 的 工 作 2) 通 常 一 天 里 面 你 会 做 哪 些 工 作 呢? 3) 你 经 常 和 哪 些 数 据 打 交 道? 需 要 使 用 哪 些 类 型 的 报 告? 格 式 我 可 以 复 印 一 下 吗? 4) 公 司 给 你 的 任 务 主 要 是 什 么? 你 是 如 何 完 成 的? 此 阶 段 我 们 调 查 的 对 象 主 要 包 括 : 公 司 的 业 务 主 管 ; 业 务 经 理 监 理 助 理 ; 业 务 员 3. 第 三 步 : 系 统 的 边 界 定 义 系 统 边 界 定 义 的 目 的 是 确 定 数 据 库 的 应 用 范 围 和 边 界 以 及 它 的 主 要 用 户 的 视 图, 一 个 特 定 类 型 的 数 据 库 应 用 视 图 必 须 支 持 一 个 特 定 的 工 作 角 色 或 者 是 业 务 范 围 系 统 边 界 定 义 的 步 骤 包 括 两 点 : 1) 定 义 数 据 库 的 系 统 边 界 2) 确 定 数 据 库 系 统 的 主 要 用 户 视 图 4. 第 四 步 : 需 求 的 收 集 和 分 析 经 过 系 统 边 界 的 定 义, 我 们 明 确 了 什 么 任 务 必 须 完 成, 什 么 任 务 可 完 成 可 不 完 成 等, 由 于 边 界 定 义 的 完 成, 才 使 得 我 们 可 以 产 生 更 多 的 细 节, 最 终 产 生 用 户 的 需 求 说 明 需 求 的 收 集 和 分 析 包 括 下 列 三 项 内 容 : 1) 收 集 数 据 库 系 统 的 用 户 视 图 相 关 的 更 多 信 息

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 195 2) 收 集 数 据 库 系 统 的 系 统 需 求 信 息 3) 管 理 数 据 库 系 统 的 用 户 视 图 除 此 以 外, 为 了 收 集 数 据 库 系 统 用 户 视 图 更 多 的 信 息, 我 们 还 需 要 在 询 问 中 关 注 以 下 的 问 题 : 1) 数 据 库 中 具 体 的 表 应 该 有 哪 些 具 体 类 型 的 信 息? 2) 特 定 用 户 经 常 进 行 什 么 样 的 操 作? 3) 什 么 事 务 对 于 当 前 的 业 务 操 作 非 常 重 要? 4) 什 么 时 候 应 该 进 行 严 格 的 事 务 运 行 机 制? 5) 数 据 库 的 高 峰 期 正 常 期 和 低 谷 期 一 般 是 何 时? 6) 数 据 库 需 要 哪 种 类 型 的 安 全 机 制 和 数 据 库 存 储 机 制? 7) 是 否 存 在 对 于 用 户 非 常 敏 感 的 数 据? 8) 哪 些 数 据 需 要 经 常 做 备 份? 需 要 保 存 哪 些 历 史 数 据? 9) 对 于 数 据 库 的 网 络 和 共 享 有 哪 些 要 求? 案 例 学 习 : 完 成 学 生 管 理 系 统 的 事 实 发 现 某 学 校 计 算 机 系 准 备 设 计 学 生 管 理 系 统 的 软 件, 以 解 决 日 益 复 杂 的 学 生 管 理 问 题 本 案 例 目 的 是 实 施 数 据 库 的 规 划 设 计 ; 按 照 事 实 发 现 的 步 骤, 应 该 如 何 进 行 呢? 1. 明 确 组 织 结 构 和 组 织 工 作 的 基 本 流 程 该 阶 段 方 法 是 查 阅 组 织 的 发 展 历 程 和 历 史, 查 阅 组 织 的 具 体 结 构 根 据 现 在 学 生 管 理 的 基 本 情 况, 我 们 大 致 可 以 得 到 如 图 7-2 所 示 的 组 织 结 构 图 图 7-2 学 生 管 理 系 统 组 织 结 构 图 2. 确 认 组 织 的 目 的 和 软 件 的 目 标 该 阶 段 的 方 法 是 与 组 织 首 席 领 导 进 行 正 式 谈 话, 其 目 的 是 取 得 组 织 领 导 的 信 任, 明 确 软 件 的 边 界 因 此 我 们 选 择 的 谈 话 对 象 以 及 谈 话 基 本 内 容 包 括 : 谈 话 对 象 : 系 总 支 书 记 谈 话 的 具 体 内 容 包 括 : 您 现 在 设 立 这 个 软 件 项 目 的 主 要 目 的 是 什 么? 有 哪 些 数 据 让 您 特 别 头 疼? 或 者 最 占 用 你 的 日 常 工 作 时 间 呢? 你 希 望 软 件 可 以 帮 助 你 解 决 哪 些 方 面 的 问 题? 通 过 谈 话 我 们 确 定 软 件 项 目 定 义 的 任 务 目 标 是 收 集 存 储 和 控 制 本 系 学 生 在 管 理 过 程 中 产 生 的 相 关 数 据, 支 持 面 向 不 同 用 户 的 学 生 数 据 查 询 和 数 据 操 作 工 作 该 软 件 的 基 本 边 界 是 : 局 域 网 络 环

196 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 境, 学 生 个 体 以 及 学 生 组 织 管 理 3. 确 定 数 据 库 系 统 的 任 务 目 标 该 阶 段 的 方 法 是 与 数 据 库 系 统 中 可 能 涉 及 到 的 人 员 进 行 引 导 性 的 对 话, 自 由 提 问 是 这 个 阶 段 的 方 式 其 目 的 和 任 务 是 : 确 定 数 据 库 的 操 作 角 色 和 视 图 具 体 的 谈 话 内 容 如 下 : (1) 谈 话 对 象 : 系 总 支 书 记 谈 话 的 具 体 内 容 包 括 : 通 常 一 天 里 面 你 会 做 哪 些 学 生 工 作 呢? 您 需 要 数 据 库 系 统 迅 速 告 诉 您 哪 些 事 情 呢? 一 些 日 常 的 基 本 数 据 您 是 怎 样 获 得 的 呢? 谁 来 完 成 这 些 具 体 的 事 情? (2) 谈 话 对 象 : 辅 导 员 谈 话 的 具 体 内 容 包 括 : 请 描 述 您 每 天 的 具 体 工 作 您 经 常 和 哪 些 数 据 打 交 道? 需 要 使 用 哪 些 类 型 的 报 告? 格 式 我 可 以 复 印 一 下 吗? 系 里 面 给 你 的 任 务 主 要 是 什 么? 您 是 如 何 完 成 的? 经 过 上 述 的 基 本 对 话, 我 们 可 以 得 到 对 于 数 据 库 系 统 的 基 本 任 务 目 标 : 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 学 生 基 本 情 况 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 宿 舍 卫 生 检 查 基 本 情 况 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 学 生 第 二 课 堂 情 况 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 学 生 上 课 情 况 信 息 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 成 绩 信 息 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 组 织 发 展 信 息 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 班 级 活 动 情 况 信 息 ; 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 学 生 综 合 量 化 信 息 ; 实 现 对 以 下 学 生 信 息 的 查 询 : 学 生 基 本 信 息 班 级 基 本 情 况 学 生 违 纪 情 况 学 生 成 绩 情 况 组 织 发 展 情 况 学 生 上 课 情 况 学 生 综 合 量 化 情 况 4. 系 统 的 边 界 定 义 经 过 分 析 我 们 发 现 学 生 管 理 数 据 库 的 系 统 边 界 定 义 如 图 7-3 所 示, 结 合 步 骤 3 分 析 的 结 论, 我 们 必 须 完 成 的 系 统 包 括 : 学 生 ( 教 师, 课 程, 教 室, 班 级, 党 小 组, 学 生 会 ) 基 本 数 据 管 理 模 块, 学 生 考 勤 管 理 模 块, 学 生 组 织 管 理 模 块, 学 生 第 二 课 堂 管 理 模 块, 学 生 成 绩 录 入 管 理 模 块, 学 生 综 合 量 化 管 理 模 块 ; 不 应 当 涉 及 的 模 块 包 括 : 成 绩 管 理 系 统, 排 课 系 统, 行 政 办 公 管 理 系 统 等 图 7-3 学 生 管 理 数 据 库 的 系 统 边 界 图

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 197 5. 总 结 数 据 库 用 户 视 图 经 过 调 研, 我 们 最 终 得 到 以 下 的 数 据 库 用 户 视 图 : (1) 系 总 支 书 记 查 询 所 有 的 班 级 信 息 查 询 所 有 的 学 生 个 人 信 息 查 询 所 有 的 成 绩 信 息 查 询 所 有 的 考 勤 宿 舍 卫 生 奖 励 和 惩 罚 查 询 所 有 的 学 生 组 织 培 养 信 息 查 询 各 种 统 计 数 据 和 量 化 考 核 数 据 (2) 辅 导 员 检 索 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 给 定 班 级 的 数 据 检 索 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 给 定 班 级 的 学 生 数 据 检 索 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 给 定 班 级 的 学 生 考 勤 数 据 检 索 维 护 ( 录 入 更 新 和 删 除 ) 给 定 班 级 的 学 生 宿 舍 卫 生 奖 励 和 惩 罚 数 据 (3) 学 生 检 索 个 人 考 试 考 勤 宿 舍 卫 生 组 织 培 养 情 况 个 人 量 化 考 核 维 护 个 人 的 登 录 信 息 检 索 班 级 信 息 以 及 相 关 的 统 计 信 息 (4) 普 通 用 户 检 索 班 级 信 息 以 及 相 关 的 统 计 信 息 6. 形 成 数 据 库 系 统 的 事 实 调 查 说 明 书 作 为 数 据 库 系 统 的 说 明 书, 应 该 详 细 描 述 以 下 的 具 体 内 容 ( 仅 仅 涉 及 到 事 实 调 查 的 情 况, 不 应 该 涉 及 到 数 据 库 的 理 论 设 计 ): 数 据 库 初 始 化 大 小, 数 据 库 增 长 速 度 及 日 志 文 件 增 长, 记 录 查 找 的 类 型 和 主 要 使 用 系 统 表, 网 络 和 数 据 共 享 需 求, 性 能, 安 全 性, 备 份 和 恢 复, 用 户 界 面 等 本 次 项 目 确 定 的 说 明 书 基 本 调 研 参 数 内 容 如 下 : (1) 初 始 数 据 库 的 大 小 我 系 在 校 学 生 1800 人, 分 布 于 52 个 自 然 班 级 中 ; 每 个 班 级 平 均 学 生 35~45 人 现 有 辅 导 员 8 人 平 均 每 个 班 级 有 学 生 干 部 12 人 (2) 数 据 库 的 增 长 速 度 一 般 而 言, 每 个 学 期 将 会 有 5 名 学 生 退 学 或 者 休 学 ; 每 月 的 注 册 人 数 不 会 超 过 学 生 人 数 的 上 限 (3) 记 录 类 型 和 平 均 数 量 查 询 班 级 情 况, 每 天 25 次 查 询 学 生 基 本 情 况, 每 天 800 次 查 询 学 生 相 关 情 况, 每 天 1200 次 (4) 网 络 和 共 享 访 问 需 求 辅 导 员 办 公 室 必 须 安 全 地 与 系 总 支 书 记 办 公 室 的 数 据 库 服 务 器 相 连 系 统 必 须 支 持 同 时 100 人 在 线 访 问

198 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 (5) 性 能 每 天 上 班 时 间 要 求 单 个 记 录 查 询 时 间 在 1 秒 高 峰 期 为 5 秒 (6) 安 全 性 数 据 库 必 须 有 口 令 保 护 每 个 用 户 必 须 根 据 身 份 分 配 到 一 个 特 定 的 用 户 视 图 数 据 库 访 问 权 限, 主 要 包 括 : 总 支 书 记 辅 导 员 学 生 普 通 用 户 (7) 备 份 和 恢 复 数 据 库 设 定 在 每 周 六 半 夜 12 点 进 行 自 动 备 份 7-2 PowerDesigner 与 数 据 库 建 模 了 解 PowerDesigner 基 本 的 特 性 和 发 展 历 程, 其 主 要 功 能 和 应 用 范 围 以 及 主 要 模 块 ; 掌 握 通 过 PowerDesigner 建 立 概 念 数 据 模 型, 认 识 其 中 的 实 体 对 象 的 属 性 值 域 以 及 关 键 字, 特 别 掌 握 实 体 之 间 关 系 的 设 计 方 法 ; 掌 握 通 过 PowerDesigner 建 立 物 理 数 据 模 型, 掌 握 配 置 PDM 图 的 全 过 程 ; 掌 握 将 物 理 模 型 导 入 到 数 据 库 应 用 软 件 中 的 基 本 技 术 ; 掌 握 生 成 数 据 库 报 告 的 基 本 技 术 7-2-1 PowerDesigner 简 介 1.PowerDesigner 的 历 史 变 迁 PowerDesigner 是 Sybase 公 司 推 出 的 一 个 集 成 了 UML( 统 一 建 模 语 言 ) 和 数 据 建 模 的 CASE ( 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 ) 工 具 它 不 仅 可 以 用 于 系 统 设 计 和 开 发 的 不 同 阶 段 ( 即 商 业 流 程 分 析 对 象 分 析 对 象 设 计 以 及 开 发 阶 段 ), 而 且 可 以 满 足 管 理 系 统 设 计 开 发 等 相 关 人 员 的 使 用 它 是 业 界 第 一 个 同 时 提 供 数 据 库 设 计 开 发 和 应 用 开 发 的 建 模 软 件 从 1989 年 到 2003 年 的 十 几 年 间,PowerDesigner 也 经 历 了 翻 天 覆 地 的 变 化, 从 一 个 单 一 数 据 库 设 计 工 具 转 变 为 一 个 全 面 的 数 据 库 设 计 开 发 和 应 用 开 发 软 件, 图 7-4 描 述 了 其 发 展 简 史 2.PowerDesigner 主 要 功 能 模 块 PowerDesigner 主 要 包 含 4 个 模 块, 即 业 务 处 理 模 型 (BPM) 概 念 数 据 模 型 (CDM) 物 理 数 据 模 型 (PDM) 和 面 向 对 象 模 型 (OOM) 这 4 个 模 块 覆 盖 了 软 件 开 发 生 命 周 期 的 各 个 阶 段, 图 7-5 表 明 了 各 个 模 块 的 相 互 关 系 及 其 作 用 在 数 据 库 规 划 设 计 中, 首 先 进 行 的 是 数 据 库 需 求 分 析, 并 完 成 数 据 库 概 要 模 型 设 计 ; 系 统 分 析 员 可 以 利 用 CDM( 概 念 模 型 图 ) 设 计 出 数 据 库 逻 辑 结 构 模 型 ; 然 后 进 行 系 统 的 详 细 设 计, 利 用 PDM ( 物 理 数 据 模 型 ) 完 成 数 据 库 的 详 细 设 计, 包 括 存 储 过 程 触 发 器 视 图 和 索 引 等

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 199 图 7-4 PowerDesigner 发 展 简 史 图 7-5 PowerDesigner 各 个 模 块 的 相 互 关 系 和 作 用 3.PowerDesigner 的 概 念 数 据 模 型 概 念 数 据 模 型 (Conceptual Data Model,CDM) 主 要 在 系 统 开 发 的 数 据 库 设 计 阶 段 使 用, 是 按 用 户 的 观 点 来 对 数 据 和 信 息 进 行 建 模, 利 用 实 体 关 系 图 (E-R 图 ) 来 实 现 它 描 述 系 统 中 的 各 个 实 体 以 及 相 关 实 体 之 间 的 关 系, 是 系 统 特 性 的 静 态 描 述 系 统 分 析 员 通 过 E-R 图 来 表 达 对 系 统 静 态 特 征 的 理 解 E-R 图 实 际 上 相 当 于 对 系 统 的 初 步 理 解 所 形 成 的 一 个 数 据 字 典, 系 统 的 进 一 步 开 发 将 以 此 为 基 础 例 如, 描 述 学 生 与 系 之 间 关 系 的 E-R 图 ( 概 念 模 型 ) 如 图 7-6 所 示 该 E-R 图 描 述 了 学 籍 管 理 信 息 系 统 中 需 要 处 理 的 学 生 和 系 信 息, 以 及 它 们 之 间 所 拥 有 的 关 系 :

200 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 一 名 学 生 只 能 属 于 一 个 系, 一 个 系 可 以 有 多 名 学 生 学 习 它 描 述 了 系 统 的 静 态 特 征, 即 系 统 需 要 处 理 哪 些 基 础 数 据, 如 何 描 述 基 础 数 据 之 间 的 关 系, 如 何 将 这 些 基 础 数 据 有 效 地 组 织 起 来 下 面 是 概 念 数 据 模 型 的 主 要 功 能 : 1) 以 图 形 化 (E-R 图 ) 的 形 式 组 织 数 据 ; 2) 检 验 数 据 设 计 的 有 效 性 和 合 理 性 ; 3) 生 成 物 理 数 据 模 型 (PDM); 4) 生 成 面 向 对 象 模 型 (OOM); 5) 生 成 可 定 制 的 模 型 报 告 图 7-6 学 生 与 系 的 E-R 图 4.PowerDesigner 的 物 理 数 据 模 型 物 理 数 据 模 型 (Physical Data Model,PDM) 提 供 了 系 统 初 始 设 计 所 需 要 的 基 础 元 素, 以 及 相 关 元 素 之 间 的 关 系, 但 在 数 据 库 的 物 理 设 计 阶 段 必 须 在 此 基 础 上 进 行 详 细 的 后 台 设 计, 包 括 数 据 库 存 储 过 程 触 发 器 视 图 和 索 引 等 物 理 数 据 模 型 是 以 常 用 的 DBMS( 数 据 库 管 理 系 统 ) 理 论 为 基 础, 将 CDM 中 所 建 立 的 现 实 世 界 模 型 生 成 相 应 的 DBMS 的 SQL 语 言 脚 本, 利 用 该 SQL 脚 本 在 数 据 库 中 产 生 现 实 世 界 信 息 的 存 储 结 构 ( 表 约 束 等 ), 并 保 证 数 据 在 数 据 库 中 的 完 整 性 和 一 致 性 利 用 概 念 数 据 模 型 可 以 自 动 生 成 物 理 数 据 模 型, 图 7-7 的 物 理 数 据 模 型 就 是 通 过 上 面 的 概 念 数 据 模 型 自 动 转 换 而 成 的, 系 统 中 包 含 两 张 表 : 学 生 表 和 系 表, 以 及 两 张 表 之 间 所 存 在 的 主 外 键 关 系 图 7-7 物 理 数 据 模 型 下 面 是 物 理 数 据 模 型 的 主 要 功 能 : 1) 可 以 将 数 据 库 的 物 理 设 计 结 果 从 一 种 数 据 库 移 植 到 另 一 种 数 据 库 2) 可 以 利 用 逆 向 工 程 把 已 经 存 在 的 数 据 库 物 理 结 构 重 新 生 成 物 理 模 型 或 概 念 模 型 3) 可 以 生 成 可 定 制 的 模 型 报 告 4) 可 以 转 换 为 OOM 5) 完 成 多 种 数 据 库 的 详 细 物 理 设 计 生 成 各 种 DBMS( 如 Oracle Sybase SQL Server 和 SQL

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 201 Anywhere 等 30 多 种 数 据 库 ) 的 物 理 模 型, 并 生 成 数 据 库 对 象 ( 如 表 主 键 外 键 等 ) 的 SQL 语 句 脚 本 5.PowerDesigner 中 CDM( 概 念 数 据 模 型 ) 的 操 作 控 制 台 PowerDesigner 展 开 后 的 操 作 控 制 台 如 图 7-8 所 示, 该 控 制 台 可 以 用 分 层 结 构 显 示 你 的 工 作 空 间, 其 中 的 输 出 窗 口 用 于 显 示 操 作 的 结 果, 结 果 列 表 用 于 显 示 生 成 覆 盖 和 检 查 模 型 结 果, 以 及 设 计 环 境 的 总 体 信 息 图 表 窗 口 用 于 组 织 模 型 中 的 图 表, 以 图 形 方 式 显 示 模 型 中 各 对 象 之 间 的 关 系 图 7-8 操 作 控 制 台 说 明 的 作 用 该 操 作 控 制 台 中 最 为 重 要 的 是 工 具 栏 ( 如 图 7-9 所 示 ), 表 7-6 详 尽 说 明 了 工 具 栏 中 每 个 工 具 图 7-9 工 具 栏 表 7-6 工 具 栏 主 要 工 具 列 表 图 形 名 称 操 作 图 形 名 称 操 作 指 针 选 择 符 号 联 合 连 接 插 入 联 合 连 接 符 号 整 体 选 择 选 择 全 部 符 号, 一 起 设 置 大 小 文 件 插 入 一 个 文 件 符 号 放 大 放 大 视 野 范 围 注 释 插 入 注 释 符 号 缩 小 缩 小 视 野 范 围 连 接, 扩 展 依 赖 在 图 表 中 的 符 号 之 间 画 一 个 图 形 连 接, 在 注 释 和 一 个 对 象 之 间 画 一 个 注 释 连 接, 在 两 个 支 持 扩 展 依 赖 的 对 象 间 画 一 个 扩 展 依 赖

202 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 续 表 图 形 名 称 操 作 图 形 名 称 操 作 打 开 包 图 表 显 示 选 择 包 的 图 表 主 题 插 入 主 题 符 号 属 性 显 示 选 择 的 符 号 属 性 文 本 插 入 文 本 删 除 删 除 符 号 线 条 插 入 一 条 线 包 插 入 包 符 号 圆 弧 插 入 一 个 圆 弧 实 体 插 入 实 体 符 号 长 方 形 插 入 一 个 长 方 形 关 系 插 入 关 系 符 号 椭 圆 插 入 一 个 椭 圆 继 承 插 入 继 承 符 号 圆 角 矩 形 插 入 一 个 圆 角 矩 形 联 合 插 入 联 合 符 号 折 线 插 入 一 条 折 线 7-2-2 通 过 PowerDesigner 建 立 概 念 数 据 模 型 (CDM) 案 例 学 习 : 完 成 教 务 成 绩 管 理 系 统 的 概 念 数 据 模 型 (CDM) 设 计 教 务 成 绩 管 理 系 统 的 基 本 工 作 流 程 为 : 首 先 每 学 期 期 末 考 试 前 一 段 时 间, 由 教 务 处 管 理 人 员 登 录 系 统 后 启 动 期 末 考 试 成 绩 录 入 系 统, 并 进 行 教 师 基 本 信 息 的 维 护 工 作 而 后 各 系 辅 导 员 登 录 系 统, 将 本 人 所 带 的 班 级 信 息 录 入, 并 将 该 班 级 学 生 基 本 资 料 录 入 系 统 在 教 务 处 规 定 的 统 一 时 段 内 ( 考 试 后 一 周 内 ), 教 师 根 据 教 务 处 录 入 的 教 师 资 料 登 录 系 统, 首 先 将 本 学 期 个 人 所 带 的 课 程 信 息 录 入 ( 必 须 有 相 应 的 班 级 对 应 ), 而 后 根 据 选 择 的 班 级 和 课 程, 选 择 具 体 的 学 生, 并 录 入 该 学 生 该 课 程 的 期 末 分 数, 分 数 分 布 按 照 各 院 校 考 试 成 绩 表 的 规 定 执 行 成 绩 录 入 完 毕 提 交 后, 教 师 无 法 修 改, 只 能 由 教 务 人 员 更 正 信 息 对 于 录 入 后 的 成 绩 信 息, 学 生 教 师 教 务 辅 导 人 员 都 有 权 查 看, 但 检 索 范 围 不 同 ; 同 时 系 统 应 对 成 绩 进 行 统 计 分 析 以 及 排 名 综 合, 并 按 照 教 务 相 关 报 表 格 式 执 行 打 印 教 务 成 绩 管 理 系 统 定 位 为 学 历 教 育 学 生 成 绩 管 理, 成 绩 为 每 学 期 末 卷 面 成 绩, 系 统 设 计 操 作 对 象 概 念 范 围 包 括 教 务 管 理 人 员, 各 系 教 学 辅 助 人 员, 主 考 教 师 和 参 考 学 生, 系 统 管 理 员 本 软 件 项 目 开 发 系 统 定 位 在 成 绩 管 理, 因 此 在 项 目 分 析 中 不 要 涉 及 以 下 软 件 外 延 概 念 : 学 生 管 理 ; 教 师 管 理 ; 课 程 管 理 ; 排 课 管 理 ; 考 勤 管 理 ; 学 分 管 理 ; 毕 业 成 绩 汇 总 管 理 ; 与 其 他 应 用 软 件 系 统 的 接 口 管 理 本 软 件 项 目 开 发 系 统 的 内 涵 是 : 仅 仅 涉 及 与 成 绩 管 理 有 关 的 适 度 信 息 管 理, 以 及 与 成 绩 管 理 有 关 的 信 息 对 象 适 度 的 属 性 范 围 第 一 步 : 启 动 PowerDesigner 本 次 设 计 我 们 使 用 的 是 PowerDesigner 12.0 版 本, 启 动 后 我 们 首 先 选 择 菜 单 文 件 新 建, 在 弹 出 的 对 话 框 中 选 择 模 型 类 型 中 的 Conceptual Data Model, 即 概 念 数 据 模 型, 命 名 Model name 为 成 绩 管 理 概 念 模 型, 如 图 7-10 所 示 第 二 步 : 建 立 实 体 对 象 在 CDM 操 作 界 面, 选 择 工 具 栏 中 的 实 体 对 象, 然 后 在 图 表 窗 口 中 单 击 一 次, 建 立 一 个 实 体 对

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 203 象, 代 表 成 绩 管 理 数 据 库 中 的 学 生 对 象 再 双 击 该 对 象, 在 General 选 项 卡 设 置 Name 为 学 生 表 ( 表 示 为 显 示 出 来 的 对 象 名 称 ),Code 设 置 为 student ( 表 示 最 终 生 成 的 表 对 象 名 称 ),Comment 为 对 象 描 述,Number 为 对 象 的 序 列 号,Generate 表 示 将 自 动 生 成 表 对 象, 如 图 7-11 所 示 图 7-10 新 建 概 念 数 据 模 型 图 7-11 建 立 实 体 对 象 图 这 里 需 要 注 意 的 是,Name 是 属 性 的 逻 辑 ( 显 示 ) 名 称, 而 Code 是 属 性 的 编 码 名 称, 最 终 将 形 成 物 理 表 的 实 际 属 性 名 为 了 方 便 设 计, 一 般 将 Name 直 接 用 中 文 说 明, 也 就 是 实 际 编 码 名 称 的 中 文 解 释 ; 而 code 应 该 设 置 成 英 文 名 称, 一 般 尽 可 能 用 英 文 直 译 命 名, 以 方 便 今 后 编 码 时 调 用 的 唯 一 性 第 三 步 : 配 置 实 体 对 象 的 属 性 值 域 以 及 关 键 字 ( 主 键 ) 承 接 上 一 步, 再 选 择 Attributes( 属 性 ) 选 项 卡, 在 Name 列 ( 显 示 命 名 ) 中 分 别 输 入 学 生 编 号, 学 生 姓 名, 学 生 性 别, 学 生 生 日 ; 在 Code 列 ( 实 际 属 性 名 称 ) 中 对 应 输 入 sno,sname,ssex, sbirth 接 下 来 开 始 配 置 student 表 的 主 键 每 一 行 属 性 中, 都 可 以 配 置 MPD 选 项 M(Mandatory) 表 示 属 性 不 可 以 为 空 ;P(Primary Key) 表 示 该 属 性 为 主 键 / 键 ;D(Display) 表 示 在 界 面 中 是 否 显 示 该 属 性 如 果 设 定 某 属 性 为 P, 则 自 然 M 选 项 将 被 勾 选 在 该 项 配 置 中, 至 少 应 配 置 每 个 表 的 主 键 P(Primary Key) 以 及 是 否 必 填 M (Mandatory) 如 本 案 例 中, 可 用 鼠 标 左 键 选 中 sno 属 性, 勾 选 P 项, 则 M 自 动 勾 选 ( 实 体 完 整 性 ), 对 于 需 要 必 填 的 属 性 同 样 可 以 将 M 勾 选, 如 姓 名 项, 如 图 7-12 所 示 输 入 属 性 后, 要 设 置 属 性 的 数 据 类 型 设 置 的 方 法 是 单 击 每 个 属 性 的 Data Type 单 元 格, 在 弹 出 的 Standard Data Types( 标 准 数 据 类 型 ) 对 话 框 中 进 行 配 置 数 据 类 型 的 配 置 可 以 简 单 地 分 为

204 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 数 值 类 型 配 置 和 字 符 类 型 配 置, 对 于 数 值 类 型 无 需 配 置 长 度 大 小, 而 字 符 类 型 则 需 要 设 置 字 符 串 类 型 的 长 度 大 小 (length) 配 置 完 毕 后 单 击 OK 按 钮 确 定 例 如, 设 置 姓 名 属 性 为 Variable Character 类 型, 长 度 为 30 位, 见 图 7-13 图 7-12 建 立 实 体 对 象 图 图 7-13 配 置 属 性 类 型 示 意 图 最 后 设 定 好 的 实 体 对 象 如 图 7-14 所 示 图 7-14 成 绩 管 理 系 统 实 体 对 象 明 细 图

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 205 第 四 步 : 设 置 实 体 彼 此 的 关 系 选 择 工 具 栏 中 的 关 系 工 具 (Relationship), 在 你 认 为 有 关 系 的 两 个 实 体 之 间 划 一 下, 则 两 个 实 体 之 间 出 现 关 系 线, 如 图 7-15 所 示 图 7-15 连 接 两 个 实 体 之 间 的 关 系 双 击 连 接 线, 配 置 实 体 彼 此 之 间 的 关 系 属 性, 在 页 式 选 项 卡 的 General 选 项 卡 中 定 义 关 系 名 称 (Name) 和 编 码 名 称 (Code), 同 上 Name 为 显 示 名 称 ( 建 议 中 文 表 示 ),Code 为 实 际 存 储 名 称 ( 建 议 英 文 或 拼 音 表 示 ), 如 图 7-16 所 示 图 7-16 配 置 关 系 界 面 仍 然 在 该 页 式 选 项 卡 中, 选 择 Cardinalities( 关 系 明 细 ) 选 项 卡, 配 置 实 体 彼 此 之 间 的 关 系 明 细, 如 图 7-17 所 示 在 图 7-17 第 一 行 的 配 置 中, 可 以 看 见 One-One One-Many Many-One Many-Many 四 个 选 项, 即 我 们 在 理 论 中 所 熟 悉 的 一 对 一 关 系 一 对 多 关 系 多 对 一 关 系 多 对 多 关 系 我 们 无 需 设 置 这 一 行 的 内 容, 因 为 只 要 配 置 好 了 下 面 的 两 行 对 应 关 系, 则 该 行 将 自 动 变 化 下 面 两 行 分 别 需 要 设 置 班 级 表 to 学 生 表 和 学 生 表 to 班 级 表, 为 了 具 有 普 适 性 我 们 将 这 一 关 系 简 化 为 X to Y, 其 意 义 是 : 对 于 任 何 一 个 X, 与 之 对 应 的 Y 是 一 个 还 是 多 个 如 班 级 表 to 学 生 表, 我 们 可 以 配 置 为 对 于 任 何 一 个 班 级 可 以 管 理 多 个 学 生 具 体 的 数 值 设 置 需 要 选 择 Cardinality 下 拉 列 表 框, 如 图 7-18 所 示

206 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 图 7-17 配 置 关 系 明 细 界 面 图 7-18 配 置 实 体 对 应 关 系 其 对 应 法 则 关 系 一 共 有 四 种, 分 别 表 示 的 意 思 是 : 1)0,n 至 少 0 个, 至 多 n 个, 逻 辑 表 示 为 任 意 2)0,1 至 少 0 个, 至 多 1 个, 逻 辑 表 示 为 至 多 1 个 3)1,1 至 少 1 个, 至 多 1 个, 逻 辑 表 示 为 只 有 1 个 4)1,n 至 少 1 个, 至 多 n 个, 逻 辑 表 示 为 至 少 1 个 根 据 图 7-18 所 示 关 系, 对 于 班 级 表 to 学 生 表 选 择 Cardinality 值 为 0,n, 表 示 对 于 一 个 班 级, 其 管 理 的 学 生 最 少 0 个, 最 多 n 个 ; 反 之, 对 于 学 生 表 to 班 级 表 选 择 Cardinality 值 为 1,n, 表 示 对 于 任 意 一 个 学 生, 管 理 他 的 班 级 至 少 1 个, 最 多 1 个 按 照 上 面 的 方 法 配 置 完 毕 后, 对 应 的 关 系 自 然 变 成 One-Many 同 理, 对 于 学 生 和 班 级 之 间 的 关 系, 可 以 按 照 图 7-19 所 示 设 置, 最 后 达 到 多 对 一 的 对 应 法 则 图 7-19 学 生 - 班 级 对 应 关 系 当 完 成 实 体 关 系 设 置 工 作 后, 即 完 成 了 概 念 模 型 的 基 本 设 置 工 作, 如 图 7-20 所 示

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 207 图 7-20 配 置 每 个 实 体 的 对 应 关 系 7-2-3 通 过 PowerDesigner 建 立 物 理 数 据 模 型 (PDM) 概 念 模 型 所 关 心 的 是 现 实 世 界 的 具 体 实 体 是 什 么, 这 些 实 体 的 属 性 及 码 是 什 么? 这 些 实 体 彼 此 之 间 的 关 系 是 什 么? 而 物 理 模 型 关 心 的 是 哪 些 实 体 或 者 关 系 形 成 了 物 理 表, 这 些 物 理 表 彼 此 之 间 的 依 赖 关 系 是 什 么? 哪 些 属 性 被 设 置 成 了 主 键 和 外 键 等, 毕 竟 物 理 模 型 的 设 计 已 经 和 实 际 的 数 据 库 设 计 软 件 很 接 近 了 案 例 学 习 : 完 成 教 务 成 绩 管 理 系 统 的 物 理 数 据 模 型 (PDM) 设 计 PDM(Physical Data Model) 是 指 物 理 数 据 模 型, 与 概 念 数 据 模 型 相 比 较, 有 一 些 基 本 概 念 已 经 发 生 了 变 化 如 概 念 模 型 中 的 实 体, 被 转 化 后 将 称 为 物 理 表 ; 而 部 分 关 系 根 据 关 系 数 据 库 的 转 换 原 则, 也 将 被 转 化 为 物 理 表 ; 原 有 实 体 中 的 主 属 性 将 转 化 为 物 理 表 的 主 键, 而 相 应 的 关 系 数 据 表 中 也 将 增 加 部 分 外 键 属 性, 从 而 使 得 关 系 数 据 表 建 立 起 父 表 与 子 表 的 逻 辑 关 联 第 一 步 : 将 概 念 模 型 (CDM) 转 化 为 物 理 模 型 (PDM) 在 CDM 操 作 界 面 中, 选 择 菜 单 Tools 中 的 Generate Physical Data Model( 转 换 成 物 理 模 型 ), 如 图 7-21 所 示 在 弹 出 的 配 置 界 面 中 配 置 导 出 的 数 据 库 管 理 系 统 (DBMS) 为 Microsoft SQL Server 2005, 并

208 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 设 置 Name( 显 示 名 称 ) 和 Code( 物 理 数 据 库 名 称 ) 为 成 绩 管 理 物 理 模 型, 其 余 选 项 一 律 采 用 默 认 设 置 即 可, 单 击 确 定 按 钮 后 开 始 转 换 在 CDM 和 PDM 转 换 中, 可 能 会 出 现 错 误, 这 些 错 误 表 现 为 一 般 错 误 和 严 重 错 误, 一 般 错 误 并 不 影 响 PDM 的 生 成, 但 是 严 重 错 误 将 无 法 转 换 为 PDM 在 弹 出 的 Result List( 结 果 列 表 ) 中, 双 击 错 误 行, 仍 然 进 入 CDM 界 面 继 续 进 行 修 改, 直 到 Result List 无 报 错 为 止, 如 图 7-22 所 示 图 7-21 转 换 成 物 理 模 型 图 7-22 转 换 物 理 模 型 配 置 第 二 步 : 配 置 物 理 模 型 (PDM) 按 照 概 念 模 型 转 换 物 理 模 型 的 基 本 规 律, 原 有 的 CDM 中 的 实 体 转 换 成 为 物 理 表, 对 于 多 对 多 关 系 和 部 分 一 对 一 关 系 也 直 接 转 换 成 为 物 理 表 对 于 一 对 多 关 系, 一 端 实 体 的 码 加 注 到 多 端 实 体 属 性 中 成 为 外 键 如 学 生 和 班 级 关 系 中, 作 为 一 端 实 体 ( 班 级 表 ) 的 码 ( 班 级 号 码 ) 会 加 入 到 多 端 实 体 ( 学 生 表 ) 属 性 中 成 为 外 键 在 显 示 中, 主 键 表 现 为 PK(Primary Key), 外 键 表 现 为 FK(Foreign Key) 考 勤 表 是 在 多 对 多 关 系 中 直 接 生 成 的 关 系 表 如 图 7-23 所 示 为 初 次 转 化 成 为 PDM 图 的 基 本 对 象 图 7-23 生 成 的 物 理 数 据 模 型 图

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 209 生 成 的 物 理 模 型 (PDM) 是 需 要 进 行 细 致 配 置 后 才 可 以 继 续 导 入 到 数 据 库 应 用 软 件 中 的, 配 置 的 主 要 过 程 是 配 置 物 理 表 (table) 双 击 某 个 实 体 表, 在 弹 出 的 配 置 界 面 中, 首 先 设 置 物 理 表 逻 辑 名 称 和 编 码 名 称, 双 击 学 生 表 对 象, 展 开 界 面 如 图 7-24 所 示 图 7-24 配 置 物 理 表 界 面 选 择 Columns 选 项 卡, 开 始 配 置 具 体 的 表 属 性 同 配 置 CDM 图 一 样,Name 配 置 为 中 文 名 称, 用 以 显 示 和 说 明 备 注 ;Code 为 英 文 或 拼 音 命 名, 将 直 接 生 成 为 数 据 库 的 物 理 表 名 称, 对 于 Data Type ( 数 据 类 型 ), 可 以 选 中 其 后 的 下 拉 菜 单 详 细 配 置 对 于 有 %n 情 况 的 设 置, 可 以 手 动 键 入 具 体 的 数 值, 如 varchar(%n) 为 变 字 长, 可 以 配 置 成 varchar(20), 如 图 7-25 所 示 图 7-25 配 置 物 理 表 属 性 界 面 在 设 置 界 面 中 有 PFM 的 配 置 选 项, 分 别 表 示 的 意 思 是 :P(Primary Key) 主 键 ;F(Foreign Key) 外 键 ;M(Mandatory) 必 填 项 当 P 被 勾 选 后, 则 M 同 时 被 勾 选, 而 F 的 设 置 是 不 可 以 由 设 置 者 配 置 的, 它 是 通 过 配 置 表 与 表 之 间 的 关 系 时 自 动 生 成 的 对 于 多 对 多 关 系 生 成 的 关 系 表, 由 于 是 将 两 端 表 的 主 键 合 并 成 为 关 系 表 的 码, 因 此 这 种 类 型 的 表 的 主 键 是 由 两 个 属 性 共 同 构 成, 同 时 它 们 也 是 外 键, 比 如 图 7-23 中 的 授 课 表 和 成 绩 单 就 是 属 于 这 种 情 况 当 然 联 合 属 性 作 为 主 键 并 不 是 一 种 好 的 设 计 模 式, 一 般 我 们 最 好 再 自 定 义 一 个 属 性 作 为 主 键, 而 去 除 原 表 中 联 合 主 键 的 特 征 重 新 改 造 后 的 授 课 表 和 成 绩 单 中, 我 们 分 别 定 义 了 新 的 主 键, 另 外 新 增 了 一 些 非 码 属 性, 以 便 更 加 贴 近 实 际 我 们 将 这 种 机 器 自 动 生 成 的 模 式 进 行 适 当 修 改, 既 增 加 一 个 属 性 并 使 之 变 成 主 键, 又 不 破 坏 原 有 的 外 键 关 系, 目 的 是 简 化 今 后 的 SQL 开 发, 如 图 7-26 所 示

210 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 图 7-26 改 变 属 性 后 的 授 课 表 和 成 绩 单 经 过 对 每 一 张 物 理 表 和 关 系 表 的 仔 细 设 置 和 配 置, 得 出 系 统 最 后 的 关 系 图 (PDM), 如 图 7-27 所 示, 请 同 时 将 该 PDM 图 与 图 7-23 进 行 对 比 图 7-27 最 后 确 定 的 PDM 7-2-4 将 物 理 模 型 导 入 到 数 据 库 应 用 软 件 中 经 过 以 上 PDM 的 细 致 设 计 工 作, 我 们 最 后 的 目 的 是 将 设 计 的 思 想 最 后 生 成 具 体 的 数 据 库 应 用 软 件 的 物 理 表 及 其 模 式 逻 辑 关 系 下 面 的 实 例 就 是 将 上 一 节 中 的 PDM 图 导 入 到 SQL Server 2005

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 211 之 中, 并 完 全 实 现 设 计 的 逻 辑 模 式 意 图 案 例 学 习 : 将 教 务 成 绩 管 理 系 统 的 物 理 数 据 模 型 (PDM) 导 入 到 SQL Server 2005 第 一 步 : 配 置 生 成 实 际 数 据 库 接 口 环 境 选 择 菜 单 Database 中 的 Generate Database( 生 成 数 据 库 ), 如 图 7-28 所 示 图 7-28 生 成 物 理 数 据 库 在 弹 出 的 配 置 界 面 中 配 置 导 出 的 数 据 库 生 成 编 码 文 件 的 路 径 (Directory) 以 及 文 件 命 名 (File name), 同 时 配 置 数 据 库 的 生 成 方 式 (Generation type) Generation 的 生 成 方 式 有 两 种 : 一 种 是 Script Generation( 代 码 生 成 方 式 ), 另 一 种 是 Direct generation( 通 过 ODBC 直 接 生 成 方 式 ), 如 图 7-29 所 示 图 7-29 生 成 实 际 数 据 库 配 置 界 面 如 果 选 择 Script Generation( 代 码 生 成 方 式 ), 则 将 生 成 一 个 后 缀 名 为.sql 的 文 本 文 件, 该 文 件 保 存 所 有 可 在 SQL Server 的 查 询 分 析 器 下 直 接 执 行 的 代 码, 在 master 数 据 库 环 境 下 直 接 执 行 这 些 代 码 即 可 如 果 选 择 Direct generation( 通 过 ODBC 直 接 生 成 方 式 ), 则 需 要 配 置 Windows 操 作 系 统 的 ODBC 接 口 第 二 步 : 配 置 Windows 操 作 系 统 的 ODBC 接 口 首 先 在 SQL Server 2005 中 建 立 一 个 新 的 空 数 据 库, 命 名 为 Grade 其 次 在 Windows 操 作 系 统

212 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 的 管 理 工 具 中 设 置 ODBC 数 据 源, 如 图 7-30 所 示 在 系 统 DSN 选 项 卡 中 添 加 一 个 SQL Server 数 据 源, 如 图 7-31 所 示 图 7-30 设 置 ODBC 数 据 源 图 7-31 添 加 一 个 SQL Server 数 据 源 命 名 ODBC 接 口 名 称 和 数 据 库 服 务 器, 在 服 务 器 栏 目 中 键 入 (local) 表 示 本 机 数 据 库 服 务 器, 如 图 7-32 所 示 选 择 运 行 在 本 机 的 刚 刚 新 建 的 数 据 库 Grade, 如 图 7-33 所 示 图 7-32 配 置 SQL Server 数 据 源 接 口 图 7-33 选 择 数 据 库 Grade 为 指 向 的 数 据 库

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 213 所 示 单 击 下 一 步 按 钮 完 成 后, 测 试 数 据 源 是 否 成 功, 成 功 后 即 完 成 ODBC 配 置 工 作, 如 图 7-34 图 7-34 配 置 ODBC 成 功 界 面 第 三 步 : 将 物 理 模 型 (PDM) 生 成 实 际 数 据 库 回 到 PowerDesigner 设 计 界 面, 选 择 Direct generation, 单 击 确 定 按 钮 后, 经 过 系 统 数 据 库 规 范 性 校 验 后, 弹 出 连 接 到 数 据 源 界 面, 选 择 刚 才 建 立 的 ODBC 命 名 的 选 项, 如 图 7-35 所 示 图 7-35 连 接 到 数 据 源 界 面 单 击 Connect( 连 接 ) 后 即 可 在 SQL Server 的 数 据 库 Grade 中 生 成 相 关 的 表 信 息 和 约 束 及 关 系 需 要 注 意 的 是, 在 生 成 期 间 会 出 现 相 关 的 运 行 问 题, 此 时 建 议 都 单 击 Ignore All( 忽 略 全 部 ), 具 体 问 题 可 以 在 SQL Server 中 继 续 进 行 修 改, 如 图 7-36 所 示 查 看 SQL Server 的 数 据 库 Grade, 发 现 表 已 经 全 部 生 成 图 7-36 生 成 阶 段 出 现 问 题 时 忽 略

214 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 7-2-5 生 成 成 绩 管 理 系 统 数 据 库 报 告 很 多 时 候, 如 果 我 们 要 将 按 照 数 据 库 建 模 思 想 生 成 的 数 据 库 告 知 项 目 中 的 每 一 个 程 序 员, 并 细 致 地 向 他 们 说 明 复 杂 的 逻 辑 关 系, 必 须 通 过 非 常 细 致 的 数 据 库 报 告 才 可 以 办 到, 这 一 环 节 不 仅 费 时 而 且 费 力 现 在 我 们 将 学 习 通 过 PowerDesigner 软 件 具 有 的 强 大 数 据 库 报 告 生 成 功 能, 完 成 以 前 这 种 麻 烦 的 数 据 库 报 告 工 作 案 例 学 习 : 生 成 成 绩 管 理 系 统 数 据 库 报 告 实 例 1. 第 一 步 : 新 建 报 告 在 PDM 设 计 管 理 界 面 中, 选 择 菜 单 Model 中 的 Reports 选 项, 如 图 7-37 所 示 在 报 告 列 表 中 选 择 New Report( 新 建 报 告 ), 如 图 7-38 所 示 图 7-37 选 择 生 成 报 告 图 7-38 选 择 生 成 报 告 2. 第 二 步 : 设 置 报 告 内 容 在 新 建 报 告 对 话 框 中, 键 入 报 告 名 称 为 成 绩 管 理 系 统 数 据 库 报 告 并 选 择 具 体 的 语 言 为 Simplified Chinese, 即 简 体 中 文, 而 后 再 选 择 报 告 生 成 的 模 板 模 板 分 为 Full Physical Report ( 完 全 物 理 数 据 库 报 告 ),List Physical Report( 物 理 数 据 库 列 表 报 告 ),Standard Physical Report( 标 准 物 理 数 据 库 报 告 ) 此 处 选 择 Full Physical Report, 如 图 7-39 所 示 设 置 完 毕 后 将 进 入 数 据 库 报 告 设 计 界 面, 我 们 可 以 对 封 面 表 头 等 信 息 进 行 具 体 设 计, 最 后 通 过 生 成 导 航 条 选 择 生 成 的 文 件 类 型 ( 包 括 Word 格 式 的 RTF 文 件 或 者 网 页 格 式 文 件 HTML), 如 图 7-40 所 示 选 择 后 将 自 动 生 成 相 应 格 式 的 具 体 文 件, 用 以 进 行 数 据 库 文 档 汇 报, 我 们 此 次 生 成 的 是 HTML 数 据 库 报 告, 如 图 7-41 所 示

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 215 图 7-39 键 入 报 告 名 和 选 择 报 告 语 言 及 模 板 图 7-40 文 档 格 式 导 航 条 图 7-41 生 成 的 HTML 报 告 样 式 7-3 PowerDesigner 与 数 据 库 建 模 实 训 通 过 PowerDesigner 设 计 CDM 图 通 过 PowerDesigner 设 计 PDM 图 将 PDM 结 构 导 入 到 SQL Server 2005 中, 形 成 基 本 表 和 关 系 生 成 论 坛 系 统 数 据 库 报 告 (Word 版 和 HTML 版 ) 数 据 库 建 模 实 训 1. 实 训 任 务 某 大 型 门 户 网 站 项 目 交 付 给 你 的 任 务 是 为 一 个 论 坛 子 系 统 进 行 数 据 库 规 划 设 计 和 建 模 的 工 作, 具 体 数 据 表 的 实 体 关 系 图 如 图 7-42 所 示 具 体 任 务 是 : 1) 通 过 PowerDesigner 设 计 出 该 论 坛 子 系 统 的 概 念 模 型 图 (CDM) 2) 设 计 出 该 论 坛 子 系 统 的 物 理 模 型 图 (PDM) 3) 将 PDM 结 构 导 入 到 SQL Server 2005 中, 形 成 基 本 表 和 关 系 4) 生 成 论 坛 系 统 数 据 库 报 告 (Word 版 和 HTML 版 )

216 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 图 7-42 论 坛 数 据 库 系 统 BBS 实 体 关 系 图 2. 实 训 指 导 在 理 解 实 体 关 系 图 的 基 础 上, 我 们 首 先 需 要 在 PowerDesigner 中 建 立 CDM 图, 如 图 7-43 所 示 而 后 将 该 CDM 图 转 化 为 PDM 图, 如 图 7-44 所 示 再 将 生 成 的 PDM 图 导 入 到 SQL Server 2005 中, 并 生 成 报 告, 此 处 两 步 骤 略, 请 读 者 参 照 本 章 相 关 内 容 部 分 自 行 完 成

第 7 章 数 据 库 需 求 分 析 与 规 划 设 计 217 图 7-43 论 坛 数 据 库 系 统 CDM 图 图 7-44 论 坛 数 据 库 系 统 PDM 图

218 SQL Server 2005 数 据 库 实 践 教 程 开 发 与 设 计 篇 了 解 数 据 库 设 计 的 要 点 掌 握 事 实 发 现 技 术, 基 本 步 骤 及 完 成 数 据 库 需 求 分 析 实 例 了 解 PowerDesigner 基 本 的 特 性 和 发 展 历 程, 其 主 要 功 能 和 应 用 范 围 以 及 主 要 模 块 掌 握 通 过 PowerDesigner 建 立 概 念 数 据 模 型, 认 识 其 中 的 实 体 对 象 的 属 性 值 域 以 及 关 键 字, 特 别 掌 握 实 体 之 间 关 系 的 设 计 方 法 掌 握 通 过 PowerDesigner 建 立 物 理 数 据 模 型, 掌 握 配 置 PDM 图 的 全 过 程 掌 握 将 物 理 模 型 导 入 到 数 据 库 应 用 软 件 中 的 基 本 技 术 掌 握 生 成 数 据 库 报 告 的 基 本 技 术 一 填 空 题 1. 数 据 库 设 计 内 容 包 括, 和 2. 所 谓 静 态 设 计 是 指, 根 据 给 定 应 用 环 境, 设 计 数 据 库 的 数 据 模 型 或 数 据 库 模 式, 包 括 和 3. 动 态 特 性 设 计 是 指 确 定 数 据 库 用 户 的 行 为 和 动 作, 即 数 据 库 的 设 计, 包 括 设 计 数 据 库 查 询 事 务 处 理 和 报 表 处 理 等 4. 物 理 设 计 是 指 在 选 定 的 DBMS 环 境 下, 把 静 态 特 性 设 计 中 得 到 的 数 据 库 模 式 加 以 物 理 实 现, 即 设 计 数 据 库 的 和 5.PowerDesigner 主 要 包 含 4 个 模 块, 即 和 6. 在 进 行 CDM 设 计 时, 每 一 行 属 性 中 都 可 以 配 置 MPD 选 项 M(Mandatory) 表 示 ; P(Primary Key) 表 示 ;D(Display) 表 示 7. 在 进 行 CDM 设 计 时, 对 应 法 则 关 系 一 共 有 四 种, 分 别 表 示 的 意 思 是 :0,n, 0,1,1,1,1,n 二 简 答 题 1. 数 据 库 设 计 为 什 么 需 要 事 实 发 现? 2. 事 实 发 现 技 术 的 具 体 步 骤 包 括 哪 些? 3. 描 述 PowerDesigner 概 念 数 据 模 型 和 物 理 数 据 模 型 的 基 本 特 点? 彼 此 的 区 别 是 什 么? 4. 简 单 描 述 将 物 理 模 型 导 入 到 SQL Server 中 的 基 本 过 程