【正文】 數(shù)據(jù)庫(kù)中需要存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)。本次演示中所需處理的信息只涉及下文中所列出的六個(gè)表格中的信息，信息量不大。 需求分析可以劃分為需求收集和需求分析兩個(gè)階段， 但是這兩個(gè)階段沒(méi)有明確的界限，可能交叉或同時(shí)進(jìn)行。 調(diào)查各個(gè)用戶(hù)的系統(tǒng)利用 情況 一般包括各個(gè)用戶(hù)使用哪些輸入數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)從哪些地方來(lái)，輸入數(shù)據(jù)的格式和含義；用戶(hù) 進(jìn)行什么加工處理，處理的方法和規(guī)則及輸出哪些數(shù)據(jù)，輸出到什么部門(mén)，輸出數(shù)據(jù)的格式和含義。 需求分析 通過(guò)用戶(hù)調(diào)查，收集用戶(hù)需求后，要對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行分析，并表達(dá)用戶(hù)的需求。 數(shù)據(jù)流圖（ Data Flow Diagram， DFD），數(shù)據(jù)流描述系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流動(dòng)的過(guò)程，反映的是加工處理的對(duì)象。數(shù)據(jù)流可以從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)流入或流出，可以不標(biāo)明數(shù)據(jù)流名。 （本系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖將在 ，圖 32 給出了本系統(tǒng)基本的數(shù)據(jù)流圖，圖 33和 34是為了更清楚地說(shuō)明系統(tǒng)中兩個(gè)比較繁瑣的數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)〈即查詢(xún)及圖書(shū)信息處理環(huán)節(jié)〉的數(shù)據(jù)流程二做出的一些簡(jiǎn)要說(shuō)明 ） 數(shù)據(jù)字典（ Data Dictionary ， DD） 是關(guān)于數(shù)據(jù)信息的集合，它對(duì)數(shù)據(jù)流圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行定義和說(shuō)明，主要有數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 圖書(shū)借閱者可直接查看圖書(shū)館圖書(shū)情況，如果圖 書(shū)借閱者根據(jù)本人借書(shū)證號(hào)和密碼登錄系統(tǒng)，還可以進(jìn)行本人借書(shū)情況的查詢(xún)和維護(hù)部分個(gè)人信息。 圖書(shū)館工作人員有修改圖書(shū)借閱者借書(shū)和還書(shū)記錄的權(quán)限，所以需對(duì)工作人員登陸本模塊 進(jìn)行更多的考慮。 當(dāng)然在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行期后，系統(tǒng)管理人員就不需要隨時(shí)隨地的維護(hù)了，只要進(jìn)行一些必要的簡(jiǎn)單日常處理就可以了。并且還應(yīng)具有生成催還圖書(shū)報(bào)表 ，并打印輸出的功能。以下即所列的六個(gè)表，以 供參考： 圖書(shū)的基本信息 編號(hào) 書(shū)名 作者 出版社 類(lèi)別 數(shù)量 是否全部借出 1 a A 甲 X 20 Y 2 b B 乙 Y 100 Y 3 c C 丙 Z 200 Y 4 d D 丁 W 100 Y 5 e E 甲 X 200 Y 6 f F 乙 Y 100 Y 7 g G 丙 Z 100 Y 8 h H 丁 W 200 N 9 i I 甲 X 100 N 10 j J 乙 Y 200 N 11 k K 丙 Z 100 N 12 l L 丁 W 200 N 13 m M 甲 X 200 N 14 n N 乙 Y 100 N 15 o O 丙 Z 200 N 表 3— 1 圖書(shū)的基本信息 出版社 的基本信息 編號(hào) 聯(lián)系人 所在地 電話(huà) ID 供應(yīng)類(lèi)別 甲 蕭劍 廣州 0000 00 X,W 圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 17 頁(yè) 共 31 頁(yè) 乙 紫薇 北京 1234 12 X,Y 丙 爾康 上海 4321 21 Y,Z 丁 小燕子 天津 1111 11 Z,W 表 3— 2 出版社 的基本信息 借閱者的信息 證件號(hào) 姓名 性別 身份 身份證號(hào) 電話(huà) 密碼 350601 乾隆 M 皇上 98 89 hs 350602 慈禧 F 太后 97 79 th 350603 令妃 F 妃子 96 69 fz 350604 詠琪 M 阿哥 95 59 ag 350605 晴兒 F 格格 94 49 gg 表 3— 3 借閱者的基本信息 工作人員信息 工作號(hào) 姓名 電話(huà) 密碼 ID 類(lèi)別 01 ab 111 ab 1111 X、 Y 02 ac 222 ac 2222 Y、 Z 03 ad 333 ad 3333 Z、 W 表 3— 4 工作人員的基本信息 管理人員信息 工作號(hào) 姓名 電話(huà) 密碼 ID 35060602 sjb 35060602 sjb 35060602 35060603 zh 35060603 zh 35060603 表 3— 5 管理人員基本信息 圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 18 頁(yè) 共 31 頁(yè) 身份信息 代碼 類(lèi)別 最大借閱數(shù) b 本科生 6 y 研究生 8 j 教師 9 表 3— 6 身份信息 注： 1〉“圖書(shū)的基本信息”一表中，類(lèi)別分別用了 X、 Y、 Z、 W 來(lái)表示，代表有四類(lèi)，如科技或文學(xué)等，非縮寫(xiě)無(wú)實(shí)際意義；最后一欄“是否借出”屬性中，當(dāng) 100 本（即數(shù)量里標(biāo)明的數(shù)字）全部借出時(shí)屬性值才為 Y, 否則即為 N。 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)庫(kù)變量 定義及其說(shuō)明： 變量名稱(chēng) 變量含義 變量取值類(lèi)型 變量最大長(zhǎng)度限制 num 編號(hào) float 10 bookn 書(shū)名 char 30 publ 出版社 char 30 author 作者 char 30 kind 類(lèi)別 char 30 amo 數(shù)量 float 10 link 聯(lián)系人 char 30 id 證件號(hào) float 10 pho 電話(huà) float 10 city 所在地 char 30 圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 19 頁(yè) 共 31 頁(yè) passw 密碼 char 30 name 姓名 char 30 maxn 最大借閱數(shù) float 10 dm 身份代碼 float 30 表 3— 7 變量定義及說(shuō)明 概念 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) （ ER 圖設(shè)計(jì)） 在概念設(shè)計(jì)階段中， 我們 從用戶(hù)的角度看待數(shù)據(jù)及處理要求和約束，產(chǎn)生一個(gè)反映用戶(hù)觀點(diǎn)的概念模式。 設(shè)計(jì)局部 分 ER 圖 實(shí)體和屬性的 基本 定義： 圖書(shū)（ 圖書(shū)編號(hào) ，圖書(shū)名稱(chēng)，作者，出版社， 類(lèi)型， 數(shù)量， 是否借出 ） 出版社 （ 出版社 編號(hào) ，聯(lián)系人姓名，身份證號(hào)，電話(huà)，地址，供應(yīng)類(lèi)別） 借閱者（ 證 件 號(hào) ，姓名，性別，身份證 號(hào) ， 身份， 聯(lián)系電話(huà)，密碼） 身份（ 身份編號(hào) ，身份描述，最大借閱數(shù) ） 工作人員（ 工作號(hào) ，姓名，電話(huà)，密碼， ID,維護(hù)范圍） 管理人員（ 工作號(hào) ，姓名，電話(huà)，密碼， ID） ER 模型的 “聯(lián)系 ”用于刻畫(huà)實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)。解釋如下： 1） 一個(gè)借閱者（用戶(hù)）只能具有一種身份，而一種身份可被多個(gè)借閱者所具有； 2） 一本圖書(shū)只能屬于一種圖書(shū)類(lèi)別（類(lèi)別），而一種圖書(shū)類(lèi)別可以包含多本圖書(shū)； 3） 一個(gè) 用戶(hù)可以借閱多本不同的書(shū)，而一本書(shū)也可以 被多個(gè)不同的用戶(hù)所借閱 ； 4）一本圖書(shū)只能由一名工作人員來(lái)維護(hù)，而一名工作人員要負(fù)責(zé)幾類(lèi)的多本圖書(shū)； 5）一本圖書(shū)只能由一個(gè)出版社來(lái)供應(yīng)，而一個(gè)出版社可出版多本圖書(shū)； ?????? 所以根據(jù) 一系列的事實(shí) 描述，可以初步畫(huà)出分 ER 圖如下所示 （其中以綠顏色標(biāo)出并加圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 20 頁(yè) 共 31 頁(yè) 了下劃線(xiàn)的屬性即表示主碼，其余為非主碼）： 圖 書(shū)書(shū) 名 作 者 出 版 社 數(shù) 量 是 否 借 出類(lèi) 別編 號(hào)供 應(yīng) 商編 號(hào)聯(lián) 系 人身 份 證 號(hào)電 話(huà) 地 址 供 應(yīng) 類(lèi) 別身 份代 碼名 稱(chēng) 最 大 借 閱 數(shù)圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 21 頁(yè) 共 31 頁(yè) 借 閱 者證 件 號(hào)姓 名身 份性 別身 份 證 號(hào) 電 話(huà) 密 碼工 作 人 員工 作 號(hào)姓 名電 話(huà) 密 碼I D維 護(hù) 范 圍管 理 人 員工 作 號(hào) 姓 名 電 話(huà) 密 碼I D 圖 35 局部分 ER 圖 （共六個(gè)） 圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 22 頁(yè) 共 31 頁(yè) 合并分 ER 圖，生成初步 ER 圖 所有局部 ER 模式都設(shè)計(jì)好了 后，接下來(lái)就是把它們綜合成單一的全局概念結(jié)構(gòu)。一般把同名實(shí)體類(lèi)型作為公共實(shí)體類(lèi)型的一類(lèi)候選，把具有相同鍵的實(shí)體類(lèi)型作為公共實(shí)體類(lèi)型的另一類(lèi)候選。 ⑴ 屬性沖突 屬性域沖突：屬性值的類(lèi)型、取值范圍或單位不同。在合并局部 ER 圖時(shí)，消除實(shí)體命名和屬性命名方面不一致的地方 也很重要 。上述設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)沖突有一項(xiàng)最為明顯，即“身份”這一對(duì)象在借閱者為實(shí)體的情況下是作為其屬性存在的，而后面另一局部應(yīng)用中身份亦作為一個(gè)單獨(dú)的實(shí)體出現(xiàn)，所以通過(guò)整體分析，決定將“身份”只抽象為 實(shí)體，而不再作為借閱者的屬性出現(xiàn)。消除了冗余后的初步 ER 圖被稱(chēng)為基本 ER 圖，即我們要得到的概念模型。在規(guī)范化理論中，函數(shù)依賴(lài)的概念提供了消除冗余聯(lián)系的形式化工具 ，這種方法常用于關(guān)系比較多而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中 。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是將概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)的 ER 圖，轉(zhuǎn)化為選用的 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型相符的邏輯結(jié)構(gòu)，形成邏輯模型。 一般轉(zhuǎn)換原則如下： ⑴ 一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)表（ Table），則實(shí)體的屬性轉(zhuǎn)換為表的列（ Column），實(shí)體的碼轉(zhuǎn)換為表的主鍵（ Primary Key）。轉(zhuǎn)換規(guī)律是在 n端的實(shí)體對(duì)應(yīng)的表中增加屬性，該屬性是 1端實(shí)體對(duì)應(yīng)表的主碼 。 表：借閱表（ 借書(shū)號(hào)、圖書(shū) 號(hào) 、借書(shū)日期、應(yīng)歸還日期、借閱數(shù)目 ） 新增表的“借閱表”中“借書(shū)號(hào)”和“圖書(shū)號(hào)”組合為主碼，分別是外碼，其中“借書(shū)號(hào)”是借閱者表的主碼，“圖書(shū)號(hào)”是圖書(shū)表的主碼。關(guān)系模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)，其目的是消除各種數(shù)據(jù)庫(kù)操作異常，提高查詢(xún)效率，節(jié)省存儲(chǔ)空間，方便數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。對(duì)于查詢(xún)頻繁而很少更新的表，可以是較低的規(guī)范化程度。常用的分解方式是水平分解和垂直分解。 根據(jù) 3NF的規(guī)范原則，可以將初始數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模式規(guī)范化。此外也可以通過(guò)垂直分解的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2〉為不同的用戶(hù)級(jí)別提供不同的用戶(hù)模 式 保證數(shù)據(jù)的安全。所以在設(shè)計(jì)外模式時(shí)，只 需要對(duì)不同的用戶(hù)開(kāi)放不同范圍的數(shù)據(jù)即可，對(duì)于該系統(tǒng)而言，不存在需要將已由關(guān)系模式拆分的情況，所以只需要根據(jù)各類(lèi)用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的可見(jiàn)范圍作出相應(yīng)的調(diào)整即可。 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括兩個(gè)步驟： ⑴ 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行物理設(shè) 計(jì)前，注意以下 幾個(gè)方面的問(wèn)題： 1〉 . DBMS的特點(diǎn) 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只能在特定的 DBMS下進(jìn)行，必須了解 DBMS的特點(diǎn)，充分利用其提供的各圖書(shū)館信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 第 29 頁(yè) 共 31 頁(yè) 種手段，了解其限制條件。還 要了解數(shù)據(jù)的使用頻率，對(duì)于使用頻率高的數(shù)據(jù)要優(yōu)先考慮。 ．索引存取方法的選擇 索引是數(shù)據(jù)庫(kù)表的一個(gè)附加表，存儲(chǔ)了建立索引列的值和對(duì)應(yīng)的記錄地址。建立索引的一般原則是： (1) 如果某屬性或?qū)傩越M經(jīng)常出現(xiàn)在查詢(xún)條件中，則考慮為該屬性或?qū)傩越M建立索引； (2) 如果某個(gè)屬性經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù)，則考慮為該屬性建立索引； (3) 如果某屬性和屬性組經(jīng)常出現(xiàn)在連接操作的連接條件中，則考慮為該屬性或?qū)傩越M建立索引； 當(dāng)然 ，并不是索引定義越多越好。 聚簇主要思想是：將經(jīng)常進(jìn)行連接操作的兩個(gè)和多個(gè)數(shù)據(jù)表，按連接屬性 (聚簇碼 )相同的值存放在一起，從而大大提高連接操作的效率。 HASH存取方法的主要原理是，根據(jù)查詢(xún)條件的值，按 HASH函數(shù)計(jì)算查詢(xún)記錄的地址，減少了數(shù)據(jù)存取的 I/O次數(shù)，加快了存取速度。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)選擇的主要原則是：數(shù)據(jù)存取時(shí)間 上的高效性、存儲(chǔ)空間的利用率、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)文件和日志文件的備份，由于數(shù)據(jù)量大，并且只在數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)時(shí)使用，所以一般存儲(chǔ)在磁帶上。此外，在物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)的參數(shù)，只是初步的，要在系統(tǒng)運(yùn)行階段根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。 本系統(tǒng)采取結(jié)構(gòu)化的“自下而上”的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)策略與原型開(kāi)發(fā)方法相結(jié)合的開(kāi) 發(fā)方法。