【正文】 signer由Sybase公司開發(fā)的一種數(shù)據(jù)庫建模工具[32]，后來又 引入對UML的支持。目前，該系列化產(chǎn)品已能提供一個完整的建模解決方案，且其模塊化的結(jié)構(gòu)又 為購買和擴(kuò)展提供了靈活性，用戶可以根據(jù)其特定的需要來對該系列產(chǎn)品進(jìn)行裁剪；由于具有靈活 的分析和設(shè)計特性，它允許使用一種結(jié)構(gòu)化的方法有效地創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)倉庫，而不需要嚴(yán)格地 遵守一種特定的方法學(xué)。它繼承了 Sybase在數(shù)據(jù)庫方面的一貫優(yōu)勢?，在數(shù)據(jù)庫建模方面有非常全 面的建模和整合能力，加強(qiáng)了橫貫所有建模技術(shù)的元數(shù)據(jù)集成，它所提供的直觀的符號表示能方便 地建立數(shù)據(jù)庫的概念模型（CDM)和物理模型（PDM)，并使兩種模型方便地互相轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)兩類模型 的無縫連接。因此，能簡單地向非技術(shù)人員展示數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。工具名稱功能特性圖形能力支持平臺屬于高端建模分析軟件，涉及軟件分圖形、美觀性和布局能 力較差具有最好的軟件平臺支Rational Rose析建模工具的幾乎所有方面，提供對持性，得到大部分廠商UML的全面支持支持，完美支持J2EE早期版本中支持的UML圖形較少，圖形布局和組織能力較支持超過40種數(shù)據(jù)庫的PowerDesigner在數(shù)據(jù)庫建模方面有非常全面的建強(qiáng)，但美觀性方面不及建模，完全兼容J2EE模和整合能力VisioMicrosoft Visio專業(yè)作圖工具，適合制作專業(yè)的演示 圖形，模型能力不強(qiáng)具有非常強(qiáng)的圖形美化 和布局能力建模方面涉及不多，支 持的數(shù)據(jù)庫類型較少23 Visio由Microsoft公司開發(fā)，原來僅僅是一種畫圖工具，直到Visi〇2000才開始引入軟件分析設(shè)計 功能。它繼承了 Microsoft Office—貫的操作方便特性，是目前用圖形方式來表示各種商業(yè)模型 的最有力的工具。但模型能力不強(qiáng)（例如：一些版本不支持代碼生成和正反向工程)，設(shè)計或分析規(guī) 模較大的系統(tǒng)時，速度會急劇下降。通過比較，可以看出三種建模工具雖都提供了對UML的支持，但在實際使用中卻各有所長。針 對在整個軟件生命周期中涉及到的不同圖形（如UML圖、ER圖、系統(tǒng)框圖等)，可以采用不同的建 模工具。Rational Rose對UML建模提供全系列的支持，且容易體現(xiàn)迭代開發(fā)、用況驅(qū)動等特性， 所以可以用來繪制UML圖形。PowerDesigner以數(shù)據(jù)庫建模見長，可方便地繪制概念模型圖(ER圖）； Visio在建模方面涉及不多，支持的數(shù)據(jù)庫類型較少，但對圖形語義的描述較為方便，圖形質(zhì)量較 好，可用于系統(tǒng)框圖、流程圖等的繪制。綜上所述，本項目在開發(fā)過程中，采用Visio繪制流程圖；采用PowerDesigner繪制數(shù)據(jù)庫概 念模型圖，并自動轉(zhuǎn)換成物理模型，生成SQL腳本。第四章紡織印染企業(yè)管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(2) 1設(shè)計步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù)就是指根據(jù)用戶需求研制數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的過程。具體地說，是指對于一個給定 的應(yīng)用環(huán)境構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能能有效地存取數(shù)據(jù)、滿足用 戶的信息需求和處理要求，也就是根據(jù)各種應(yīng)用處理的要求，把現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)加以合理地組織， 滿足硬件和操作系統(tǒng)的特性，利用已有的DBMS來建立能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫|34]。數(shù)據(jù)庫設(shè)計也 和其它工程設(shè)計一樣，具有如下三個特征： 反復(fù)性(Iterative)數(shù)據(jù)庫設(shè)計不能“一氣呵成”，需要反復(fù)地推敲和修改才能完成。前階段的設(shè)計是后階段設(shè)計的 基礎(chǔ)和起點(diǎn)，但后階段也可向前階段反饋其要求。如此反復(fù)修改，以臻完善。 試探性（Tentative)數(shù)據(jù)庫設(shè)計不同于求一個問題的數(shù)學(xué)解，設(shè)計結(jié)果一般不是唯一的。設(shè)計的過程往往是個試探 的過程。在設(shè)計過程中，有各式各樣的要求和制約因素，它們之間往往是矛盾的，需要設(shè)計人員進(jìn) 行權(quán)衡和全面考慮。分步進(jìn)行(Multistage)數(shù)據(jù)庫設(shè)計常常由不同的人員分階段進(jìn)行方面是由于技術(shù)上分工的需要；另一方面是為了 分段把關(guān)，逐級審查，保證設(shè)計的質(zhì)量和進(jìn)度。信息需求 處理需求圖41數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為如圖41所示的若干步驟：需求分析就是分析用戶的要求，并將分析結(jié)果借助于數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典等表示出來。需求分 析階段通過對用戶進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，在了解現(xiàn)行系統(tǒng)的概況、確定新系統(tǒng)功能的過程中，收集數(shù)據(jù)庫 所有用戶的信息需求和處理需求，并加以規(guī)格化和分析。笫四耷紡織印染企業(yè)管理(3息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計 東南大學(xué)碩士學(xué)位論文 需求分析是整個是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是最費(fèi)時、最復(fù)雜的?步，但也是最重要的一 步，相當(dāng)于待構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫大度的地基，它決定了以后各步設(shè)計的速度與質(zhì)量。需求分析做得不好, 可能會導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計返工重做。在分析用戶需求時，要確保用戶目標(biāo)的一致性1341。概念設(shè)計是將需求分析得到的用戶需求信息進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個獨(dú)立于具體DBMS 的概念模型。概念模型必須具備豐富的語義表達(dá)能力、易于交流和理解、易于變動、易于向各種數(shù) 據(jù)模型轉(zhuǎn)換、易于從概念模型導(dǎo)出與DBMS有關(guān)的邏輯模型等特點(diǎn)[331。在需求分析的基礎(chǔ)上，用概念 數(shù)據(jù)模式表示數(shù)據(jù)及其相互之間的關(guān)系。這種數(shù)據(jù)模型既要有足夠的表達(dá)能力，可以表示各種類型 的數(shù)據(jù)及其相互之間的聯(lián)系和語義，又要簡明易懂，能夠為非計算機(jī)專業(yè)人員接受。概念設(shè)計是數(shù) 據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵。概念模型的表示方法很多，其中最常用的是P. P. S. Chen于1976年提出的實體聯(lián)系方法（Entity Relationship Approach，簡稱ER方法)，該方法用ER圖表示概念模型數(shù)，用ER圖表示的概念模 型也稱為實體聯(lián)系模型（ER模型）M。用ER圖進(jìn)行概念設(shè)計通常有以下兩種方法：(1) 集中式模式設(shè)計法：首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化為完整的全局概念結(jié)構(gòu)。(2) 視圖集成法：以各部分的需求說明為基礎(chǔ)，分別設(shè)計各自的局部模式，這些局部模式相當(dāng) 于各部分的視圖，然后再以這些視圖為基礎(chǔ)，集成為一個全局模式。在視圖的集成過程中，可能會 發(fā)現(xiàn)一些沖突，須對視圖做適當(dāng)?shù)男薷?。由于集成和修改在ER數(shù)據(jù)模式表示的模式上進(jìn)行，一般 可以用計算機(jī)輔助設(shè)計工具進(jìn)行，修改后的視圖可以作為外模式設(shè)計的基礎(chǔ)。在實際應(yīng)用中，視圖集成法比較適合于大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計，可以多組并行，免除綜合需求 說明的麻煩。因此，視圖集成法用的較多。本系統(tǒng)正是采用該方法利用PowerDesigner建模工具進(jìn)行 數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計。采用視圖集成法進(jìn)行概念設(shè)計，可分為三步進(jìn)行：局部ER圖設(shè)計、全局ER 圖設(shè)計、全局ER圖的優(yōu)化和評審。局部ER圖設(shè)計局部ER圖設(shè)計就是對需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、聚集、概括，形成實體、實體的 屬性，標(biāo)識實體的碼，確定實體之間的聯(lián)系類型（1: 1，1: N，M: N)。其設(shè)計過程如圖42所示。 具體步驟如下(1) 選擇局部應(yīng)用。根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，在多層數(shù)據(jù)流圖中選擇一個適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖， 讓這組圖中每一部分對應(yīng)一個局部應(yīng)用，這樣就可以從這一層次的數(shù)據(jù)流圖出發(fā)，設(shè)計局部ER圖。 一般而言，中間數(shù)據(jù)流圖能較好地反映系統(tǒng)中各局部應(yīng)用的子系統(tǒng)組成，因此人們往往以中間數(shù)據(jù) 流圖作為設(shè)計局部ER圖的依據(jù)。(2) 逐一設(shè)計局部ER圖。每個局部應(yīng)用都對應(yīng)了一組數(shù)據(jù)流圖，局部應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)都己經(jīng) 收集在數(shù)據(jù)字典中了?，F(xiàn)在就是要將這些數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)字典中抽取出來，并參照數(shù)據(jù)流圖，對現(xiàn)實世 界的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，設(shè)計各個局部視圖。(3) 確定實體和實體屬性。按現(xiàn)實世界中事物的自然劃分來定義實體和屬性，再進(jìn)行必要的調(diào) 整，能作為屬性對待的盡量作為屬性對待。實際上，實體和屬性是相對而言的，很難有劃分的界限。同一事物，在一種應(yīng)用環(huán)境中作為“屬 性”，在另外一種環(huán)境中就必須作為“實體”。一般說來，在給定的應(yīng)用環(huán)境中，調(diào)整的原則如下：(1) 屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)，即屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項。(2) 屬性不能與其他實體具有聯(lián)系，即聯(lián)系只發(fā)生在實體之間。27進(jìn)入全局ER圖設(shè)計 進(jìn)入全局ER圖的優(yōu)化和評審圖本2局部ER圖設(shè)計過程 圖本3全局ER圖設(shè)計過程 全局ER圖設(shè)計各子系統(tǒng)的局部ER圖設(shè)計好以后，下一步就是要將各局部ER圖綜合成一個系統(tǒng)的總ER圖。 全局ER圖的集成過程如圖43所示。合并局部ER圖的過程主要是解決各局部ER圖之間存在的 一些沖突。各局部ER圖之間的沖突主要有以下3類? :(3) 屬性沖突。包括屬性域沖突（屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同）和屬性取值單位 沖突(4) 命名沖突。包括同名異義及異名同義（一義多名）沖突。(5) 結(jié)構(gòu)沖突。包括同一對象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象。對以上沖突，解決方法是根據(jù)應(yīng)用的語義對實體的類型進(jìn)行綜合或調(diào)整。 全局ER圖的優(yōu)化和評審局部ER圖經(jīng)過合并生成的是初步ER圖。之所以稱其為初步ER圖，是因為其中可能存在冗 余的數(shù)據(jù)和冗余的實體間聯(lián)系，即存在可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)和可由其它聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。冗余 數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系容易破壞數(shù)據(jù)庫的完整性，給數(shù)據(jù)庫維護(hù)增加困難，因此得到初步ER圖后，還應(yīng) 當(dāng)進(jìn)一步檢查ER圖是否存在兀余。如果存在，則一般應(yīng)設(shè)法予以消除[361。消除冗余主要采用分析 方法，也可以采用規(guī)范化理論來消除冗余。視圖集成后會形成一個整體的數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)。對該整體概念結(jié)構(gòu)還必須進(jìn)一步驗證，以確保 它能夠滿足下列條件^ :(1) 整體概念結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致性，即不能存在相互矛盾的表達(dá)。(2) 整體概念結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確地反映原來的每個視圖結(jié)構(gòu)，包括屬性、實體及實體間的聯(lián)系。(3) 整體概念結(jié)構(gòu)能滿足需求分析階段所確定的所有要求。整體概念結(jié)構(gòu)最終還應(yīng)該提交給用戶，征求用戶和有關(guān)人員的意見，進(jìn)行評審、修改和優(yōu)化， 然后把它確定下來，作為數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)，作為進(jìn)一步設(shè)計數(shù)據(jù)庫的依據(jù)[M]。5. 3邏輯設(shè)計邏輯設(shè)計是將與DBMS無關(guān)的概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成某個具體DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，開始進(jìn) 入“實現(xiàn)設(shè)計”階段。概念模型向邏輯模型的轉(zhuǎn)換過程通常分為三步進(jìn)行[34]:(1) 將概念模型轉(zhuǎn)換為一般的數(shù)據(jù)模型（關(guān)系、網(wǎng)狀或?qū)哟?。(2) 將一般的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為特定的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。(3) 對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。由于DBMS目前一般采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型，因此數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計，就是將概念設(shè)計中所得到的 ER圖轉(zhuǎn)換成等價的關(guān)系模式。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計過程如圖44所示。進(jìn)入物理設(shè)計圖44邏輯設(shè)計過程ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則如下[38]:5. 將ER圖中每個實體都轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式，實體的屬性就是關(guān)系的屬性，每個實體的鍵 均是關(guān)系的鍵。6. 將ER圖中的1:1聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，則與該聯(lián)系相連的各實體的鍵以及聯(lián)系本身的屬 性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，每個實體的鍵均是該關(guān)系的候選鍵。7. 將ER圖中的l:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，則與該聯(lián)系相連的各實體的鍵以及聯(lián)系本身的屬 性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而n端實體的鍵是關(guān)系的鍵。8. 將ER圖中的m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系，則與該聯(lián)系相連的各實體的鍵以及聯(lián)系本身的屬 性均轉(zhuǎn)為關(guān)系的屬性，聯(lián)系兩端各實體的鍵組合成關(guān)系的鍵（組合鍵)。9. 3個或3個以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。與該多元聯(lián)系相連的各實體 的主鍵以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的主鍵為各實體值的組合。10. 同一實體集的實體間的聯(lián)系，即自聯(lián)系，也可按上述1:l:n和m:n這三種情況分別處 理。11. 具有相同鍵的關(guān)系模式可以合并。 數(shù)據(jù)模式的優(yōu)化數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的結(jié)果不是唯一的。為了進(jìn)~步提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能，還應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用第四章紡織印染企業(yè)管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的需要對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整，即數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化。關(guān)系數(shù)據(jù)模S的優(yōu)化通常以關(guān)系的 規(guī)范化理論為指導(dǎo)，其目的是適當(dāng)修改和調(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，減少冗余及各種異常，改善完整性、 一致性和存儲效率，節(jié)省存儲空間，方便數(shù)據(jù)庫的管理。常用的方法包括規(guī)范化和分解，具體的方法有[34]:712 確定個屬性間的函數(shù)依賴。根據(jù)需求分析階段得出的語義，分別寫出每個關(guān)系模式的各屬 性之間的函數(shù)依賴以及不同關(guān)系模式各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系。713 對各個關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。714 判斷每個關(guān)系模式的范式，根據(jù)實際需要確定最適合的范式。設(shè)計出來的每一個關(guān)系模式至少需要滿足第一范式的要求。當(dāng)然，關(guān)系的規(guī)范化程度越高，最 終得到的數(shù)據(jù)庫的性能就越好。但我們知道，過分使用模式分解等手段來提髙關(guān)系的規(guī)范化程度會 導(dǎo)致多關(guān)系模式連接操作的復(fù)雜性，從而造成系統(tǒng)整體效率的降低，這有可能是得不償失的。因此， 對于一個具體應(yīng)用來說，到底規(guī)范化進(jìn)行到什么程度，需要綜合多種因素，權(quán)衡利弊得失，才能構(gòu) 造出一個較為切合實際的數(shù)據(jù)模型。通常，優(yōu)化程度達(dá)到3NF的要求較為合適。715 根據(jù)需求分析階段得到的處理要求，分析該模式對于這樣的應(yīng)用環(huán)境是否合適，確定是否 需要對某些模式進(jìn)行分解或合并。716 對關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，以提高數(shù)據(jù)的操作效率和存儲空間的利用率。常用的分解方 法是水平分解和垂直分解。外模式設(shè)計外模式是全局邏輯模式的子集，是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和特征，設(shè)計 外模式是為了更好地滿足局部用戶的需求M。外模式對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的視圖概念，定義數(shù)據(jù)庫模式主要從系統(tǒng)的時間效率、空間效率、以維 護(hù)等角度出發(fā)，由于用戶外模式與模式是獨(dú)立的，因此在定義用戶外模式時應(yīng)該更注重考慮從滿足 各類用戶的需求出發(fā)，同時考慮數(shù)據(jù)的安全和用戶的習(xí)慣與方便，在定義外模式時應(yīng)當(dāng)考慮如下問 題l3S? 使用更符合用戶習(xí)慣的別名。在概念模型設(shè)計階段，在合并各局部ER圖時，層進(jìn)行了消除命名沖突的工作，以便使數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)中統(tǒng)一關(guān)系和屬性具有唯一的名字