第7章数据库系统的需求建模 宁可、吴菁、胡海编著 教材:数据库技术及应用2006年4月
第7章 数据库系统的需求建模 教材：数据库技术及应用 2006年4月 宁可、吴菁、胡海编著
本章要点 数据库系统设计概述 需求分析 数据库需求建模 系统需求说明 ·CASE工具在需求建模中的运用
本章要点 • 数据库系统设计概述 • 需求分析 • 数据库需求建模 • 系统需求说明 • CASE工具在需求建模中的运用
目录 71数据库系统设计概述 71.1数据库系统设计的基本概念 72数据库系统的设计过程与开发方法 713数据库系统设计的特征 72需求分析 72.1事件与系统需求 722事物与系统需求 73数据库需求建模 73.1数据流图 732数据字典 74系统需求说明 74_1系统需求规格说明书 742数据要求说明书
目 录 7.1 数据库系统设计概述 7.1.1 数据库系统设计的基本概念 7.1.2 数据库系统的设计过程与开发方法 7.1.3 数据库系统设计的特征 7.2 需求分析 7.2.1 事件与系统需求 7.2.2 事物与系统需求 7.3 数据库需求建模 7.3.1 数据流图 7.3.2 数据字典 7.4 系统需求说明 7.4.1 系统需求规格说明书 7.4.2 数据要求说明书
目录 75CASE工具在系统开发中的运用 751系统开发与CASE工具 752 Power Designer介绍 76应用实例 结
目 录 7.5 CASE工具在系统开发中的运用 7.5.1 系统开发与CASE工具 7.5.2 PowerDesigner介绍 7.6 应用实例 小结
71数据库系统设计概述 数据库系统的设计属于系统设计的范畴,数据库 系统同其它软件系统一样,需要进行需求分析和需 求建模过程。需求分析关系到应用系统开发的成败, 是系统开发过程的关键阶段,在此阶段需要准确、 详细地描述新系统必须“做什么”,通常把一整套 需求规格说明的方法、技术、图形工具以及相应的 软件工具的集合称为建模方法
7.1 数据库系统设计概述 数据库系统的设计属于系统设计的范畴，数据库 系统同其它软件系统一样，需要进行需求分析和需 求建模过程。需求分析关系到应用系统开发的成败， 是系统开发过程的关键阶段，在此阶段需要准确、 详细地描述新系统必须“做什么” ，通常把一整套 需求规格说明的方法、技术、图形工具以及相应的 软件工具的集合称为建模方法
7.1.1数据库系统设计的基本概念 数据库系统的设计包括数据库设计和数据库应用系统设计两方面的内容。 数据库设计是指设计数据库结构特性,即为特定应用环境构造出最优的数据 模型;数据库应用系统设计是指设计数据库的行为结构特性,即建立能满足 各种用户对数据库应用需求的功能模型。数据库及应用系统的设计是开发数 据库系统的首要环节和基础问题。 1.数据库系统设计的基本任务 数据库系统设计的基本任务是:根据一个用户单位的信息需求、处理需求和数据库 的支撑环境(包括DBMS、操作系统和硬件),设计出数据模式以及典型的应用程 序 数据库系统设计的基本任务如图7-1所示。 信息需求 数据模式 处理需求 据库系统设计 DBMS特性4 典型应用程序 硬件、操作系统特性 图7-1数据库系统设计的基本任务
7.1.1数据库系统设计的基本概念 数据库系统的设计包括数据库设计和数据库应用系统设计两方面的内容。 数据库设计是指设计数据库结构特性，即为特定应用环境构造出最优的数据 模型；数据库应用系统设计是指设计数据库的行为结构特性，即建立能满足 各种用户对数据库应用需求的功能模型。数据库及应用系统的设计是开发数 据库系统的首要环节和基础问题。 1．数据库系统设计的基本任务 数据库系统设计的基本任务是：根据一个用户单位的信息需求、处理需求和数据库 的支撑环境（包括DBMS、操作系统和硬件），设计出数据模式以及典型的应用程 序。 数据库系统设计的基本任务如图7-1所示。 图7-1 数据库系统设计的基本任务
2.数据库系统设计的基本内容 数据库系统设计的基本内容是包含数据库的结构特性设计、数据库的行为特性设计 和数据库的物理模式设计。在数据库系统设计过程中,数据库结构特性的设计起着 关键作用,行为特性设计起着辅助作用。将数据库的结构特性设计和行为特性设计 结合起来,相互参照,同步进行,才能较好地达到设计目标。 (1)数据库的结构特性设计 数据库的结构特性是指数据库的逻辑结构特征。 (2)数据库的行为特性设计 数据库的行为特性设计是指确定数据库用户的行为和动作,并根据其行为特性设 计出数据库的子模式 (3)数据库的物理结构设计 数据库的物理结构设计要求是:根据库结构的动态特 性(即数据库应用处理要求),在选定的DBMS环境下,把 数据库的逻辑结构模型加以物理实现,从而得出数据库的 存储结构和存取方法
2．数据库系统设计的基本内容 数据库系统设计的基本内容是包含数据库的结构特性设计、数据库的行为特性设计 和数据库的物理模式设计。在数据库系统设计过程中，数据库结构特性的设计起着 关键作用，行为特性设计起着辅助作用。将数据库的结构特性设计和行为特性设计 结合起来，相互参照，同步进行，才能较好地达到设计目标。 (1) 数据库的结构特性设计 数据库的结构特性是指数据库的逻辑结构特征。 (2) 数据库的行为特性设计 数据库的行为特性设计是指确定数据库用户的行为和动作，并根据其行为特性设 计出数据库的子模式。 (3) 数据库的物理结构设计 数据库的物理结构设计要求是：根据库结构的动态特 性（即数据库应用处理要求），在选定的DBMS环境下，把 数据库的逻辑结构模型加以物理实现，从而得出数据库的 存储结构和存取方法
7.1.2数据库系统的设计过程与开发方法 1.数据库系统的设计过 用户 程 数据分析 活动分析 数据库系统设计过程是 概念结构设计 功能模型 种自上而下的、逐步逼近设计 逻辑结构设计 分析 目标的过程。图7-2是数据库系 物理结构设计 程序说明 统设计的过程图。数据库系统 「用户结构设计 应用程序设计 设计过程是数据库结构特性设 计和行为特性设计相互参照、 数据加载 调试和运行 反复探寻的过程。 性能考核 加载数据库 运行维护 图7-2数据库系统设计的过程
7.1.2 数据库系统的设计过程与开发方法 1．数据库系统的设计过 程 数据库系统设计过程是一 种自上而下的、逐步逼近设计 目标的过程。图7-2是数据库系 统设计的过程图。数据库系统 设计过程是数据库结构特性设 计和行为特性设计相互参照、 反复探寻的过程。 数据分析 用户 业务活动分析 概念结构设计 功能模型 逻辑结构设计 事务分析 物理结构设计 程序说明 用户结构设计 应用程序设计 数据加载 调试和运行 性能考核 加载数据库 运行维护 满意 图7-2数据库系统设计的过程
2.数据库结构特性设计(简称数据库设计) 同软件生命周期可把软件系统分为制定计划、需求分析、设计 程序编制、测试以及运行维护阶段一样,也可把整个数据库设计 过程分成6个阶段 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 ·物理结构设计 ·数据库实施 ·数据库运行和维护
2．数据库结构特性设计（简称数据库设计） 同软件生命周期可把软件系统分为制定计划、需求分析、设计、 程序编制、测试以及运行维护阶段一样，也可把整个数据库设计 过程分成6个阶段: •需求分析 •概念结构设计 •逻辑结构设计 •物理结构设计 •数据库实施 •数据库运行和维护
3.数据库系统的设计方法 对于任何系统而言,项目立项和可行性分析都是开发前需要首先完成的工作,而对 开发方法则有所不同。软件开发的方法有多种,如结构化方法、面向对象方法和软件开 发统一过程(RUP)方法等,这些开发方法同样适用于开发数据库系统,这是因为数据库 系统设计也属于系统设计的范畴。本书主要阐述基于结构化的数据库系统的开发(其它 有关数据库系统的开发方法请参考相关书籍)。 由数据库系统设计过程可知,数据库系统的开发方法不仅包括数据库设计方法(用于 数据库结构特性设计),同时也包括一般的程序设计方法(用于数据库行为特性设计), 二者是同步进行、紧密结合的。数据库系统各阶段的设计工作,如下所示。 设计 设计描述 阶段 数据库结构牲性没计数据库行为特性没计 需求分析 数据字典、全系统中数据项数据流、数数据流图、数据字典的描述 据存储描述φ 概念结构设计概念模型、数据字典 系統说明书 包括:系腰要求、方案、数据流图、层次图 逻辑结构设计某种数据模型〔层次网状或关系模型)4系统结构图 〔模块结构图 物理设计 存储安排、存取方法选择、存取路径的建模块设计、IPO表、测式计划 实施阶段 编写模式装入数据、数据库试运行。程序编码、測试 运行与维护…性能考核、备份复 新旧系统转换、运行与护φ
3．数据库系统的设计方法 对于任何系统而言，项目立项和可行性分析都是开发前需要首先完成的工作，而对于 开发方法则有所不同。软件开发的方法有多种，如结构化方法、面向对象方法和软件开 发统一过程(RUP)方法等，这些开发方法同样适用于开发数据库系统，这是因为数据库 系统设计也属于系统设计的范畴。本书主要阐述基于结构化的数据库系统的开发（其它 有关数据库系统的开发方法请参考相关书籍）。 由数据库系统设计过程可知，数据库系统的开发方法不仅包括数据库设计方法（用于 数据库结构特性设计），同时也包括一般的程序设计方法（用于数据库行为特性设计）， 二者是同步进行、紧密结合的。数据库系统各阶段的设计工作，如下所示