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2004-9-10 第4章 数据库系统设计 第4章 数据库应用系统设计 4.1 数据库应用系统的开发方法 4.2 教务管理数据库系统的设计概述 4.3 教务管理系统的基本要求 4.4 数据库的逻辑设计 4.5 逻辑设计的物理实现 4.6 设计数据完整性 4.7 数据库服务器编程 4.8 设计完成后的表及表中的列 4.1 数据库应用程序的开发设计 4.1.1 数据库应用系统开发的一般步骤 认真收集、分析用户需要 分析用户需要，编写用户需求说明书 设计和建立数据库，设计系统功能 编写程序 调试、编写使用手册 交给用户使用 维护 4.1.2 收集、分析用户需求 用户需要分析是非常重要的，它将关系到一个应用程序的成功和失败。因此，要使每一位参于新系统开发的人员都清楚用户的需求。在收集用户需求时要注意几点： 注意与用户的交流； 在用户纷繁复杂的意见中把握系统本质的需求； 关注系统开发过程中需求的改变； 在一个应用系统中，开发者需要收集以下三种不同的需求： 功能需求 数据需求 性能需求 4.1.3 设计和建立应用系统 设计和建立应用系统时,主要进行以下几个方面的工作: 建立逻辑数据模型; 选择数据库管理系统并完成逻辑设计的物理实现; 实现用户所需求的功能; 制作能重复使用的构件; 使用开发管理工具; 指定用户角色和权限; 提供一致的用户界面; 在应用程序中要加入诊断功能; 4.1.4 测试应用系统 在应用程序开发的各个阶段都要进行测试。测试人员和测试内容的选择是很重要的。测试内容的选择可考虑以下几点： 检验所建立的逻辑模型是否完整、准确； 系统的用户界面、菜单结构和流程控制是否得到用户的认可； 装载数据库的数据要有代表性，既要有继承性数据也要有新数据，用以验证数据模型、约束和容量假设； 容错性测试，验证应用系统能否接受佥输入、拒绝无效输入和选择，在输入规则的和不规则的测试数据后得到的结果是否和预期的一样； 校验T-SQL程序单元、如视图、存储过程等数据库对象的预期性能； 模拟不同的应用负载，以测试系统在不同负载下的性能。 4.1.5 安装和实施应用程序 在应用系统安装和实施间应考虑以下几个问题： 安装应用系统； 对应用系统进行验收； 用户培训； 提供系统使用说明书及联机帮助； 4.1.6 维护应用系统 P66 4.2 教务管理数据库系统的设计概述 教务管理数据库系统的主要功能是处理学生和教师的相关信息、进行成绩的管理、课程的安排、课表的生成与打印等。从大的方面说，系统分为两个部分：一部分是提供原始数据信息的服务器的数据库系统的分析和设计；另一部分是进行数据处理的客户端应用程序的分析和设计。本课程主要讨论数据库系统的分析和设计。 与数据库分析、设计相关的工作步骤是： 进行教务管理系统的需求分析； 进行数据库的逻辑设计，即将用户需求转化为数据库的逻辑模型； 逻辑模型的物理实现，在SQL上创建数据库、创建表及其他数据库对象； 设计和实现数据库的完整性，即实现域完整性、实体完整性、参照完整性； 对数据库服务器进行编程和管理； 4.3 教务管理系统的基本要求 存储、检索、维护有关学生的信息； 存储、检索、维护有关教师的信息； 存储、检索、维护有关每个系的信息； 存储、检索、维护有关每个班的信息； 存储、检索、维护有关课程及使用教材的信息； 存储、检索、维护有关课程安排的信息； 打印每个学期每个班的课程表。 4.4 数据库的逻辑设计 数据库的逻辑设计是描述数据库的组织结构、生成数据库模式。数据库模式定义如下内容：存储什么信息、数据的组织、需要什么表、列的定义。推荐的方法是采用ERA模型。 4.4.1 教务管理系统的ERA模型 ERA模型是实体（Entity）-关系（Relation）-属性（Attribute）模型。其作用是描述其组织的概念模型，ERA模型主要由实体、关系、属性3个组件组成。 在ERA模型中，实体一般用长方形表示，它在DB的逻辑设计中补转化为表。关系一般用菱形表示，在DB的逻辑设计中，关系是通过主键和外键来描述的，用于维护参照完整性，它也被转化为表。属性一般用椭圆形表示。在DB的逻辑设计中，属性被转化为表中的列或字段。 经分析本系统存在如下实体：学生、教师、系、班级、课程、教材。 各实体的相关属性分析见P67。 关系是实体和实体之间存在的某种联系。关系除了具有实体本身的某些属性外，还有一些自己的附加属性。如“学生”和“课程”是学习关系，本门课程的学习时间，考试成绩，是否取得学分等就是“学生”和“课程”的附加属性。 “学生”、“课程”的ERA模型见P68图4-8。 4.4.2 从ERA模型到逻辑数据库的转化 将ERA模型转化为逻辑数据库有两种方