【正文】 數(shù)據(jù)分析的步驟說明如下： （ 1） 確定各單項數(shù)據(jù)在目標系統(tǒng)中的名 稱。 （ 2） 定義數(shù)據(jù)項的含義與取值。 （ 3） 定義目標系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。 編寫數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)開發(fā)的一項重要的基礎(chǔ)工作。一旦建立，并按編號 圖 33 排序之后，就是一本可供查閱的關(guān)于數(shù)據(jù)的字典，從系統(tǒng)分析一直到系統(tǒng)設(shè)計和實施都要使用它。在數(shù)據(jù)字典的建立、修改和補充過程中，始終要注意保證數(shù)據(jù)的一致性和完整性。 數(shù)據(jù)字典可以用人工建立卡片的辦法來管理，也可存儲在計算機中用一個數(shù)據(jù)字典軟件來管理。 功能分析 為了實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，系統(tǒng)必須具有各種功能。所謂功能，指的是完成某 工作的能力。在了解用戶要求的基礎(chǔ)上，下一步就是確定新系統(tǒng) 的功能，即根據(jù)用戶要求，確定計算機究竟應(yīng)該做哪些工作。在確定系統(tǒng)功能時，開發(fā)人員和用戶雙方都必須十分謹慎，要全面考慮并進行多次分析和討論，一旦系統(tǒng)功能確定之后，一般情況下不能再改動，以免影響后期工作。 對以上工資管理系統(tǒng)提出的功能需求可以歸納為以下幾個方面。 （ 1） 數(shù)據(jù)錄入模塊 數(shù)據(jù)錄入模塊用于把各種單據(jù)報表中的數(shù)據(jù)及時登記到數(shù)據(jù)庫中，包括人員基本情況表當月扣款表及當月效益工資的錄入 3 個模塊。 （ 2） 工資表項目修改模塊 由錄入的數(shù)據(jù)，根據(jù)事先決定的條件計算工資表各項內(nèi)容。 （ 3） 查詢統(tǒng)計模塊 分為一個小模塊。 （ 4） 報表打印模塊 打印工資條。 業(yè)務(wù)流程圖見下面圖 36。 系統(tǒng)說明書是軟件生命周期中一份極重要的文檔，在分析階段必須及時建立并保證其質(zhì)量。在建立系統(tǒng)說明書之后，還應(yīng)對它進行反復(fù)檢查，爭取盡早發(fā)現(xiàn)潛在的錯誤并及時糾正。在分析階段糾正系統(tǒng)說明書上的某個錯誤可能只需要花費一個小時，但是到開發(fā)后續(xù)階段在糾正就可能花成百上千小時的代價。因此，系統(tǒng)說明書應(yīng)該完整、一致、精確、無二義，并且簡單易懂、容易維護。 第 節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計階段 在明確了系統(tǒng)“做什么”之后，接下來就要考慮“怎么做”，設(shè)計階段就是要解決這個問 題。這個階段的任務(wù)就是在系統(tǒng)說明書的基礎(chǔ)上建立軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模塊結(jié)構(gòu)，并說明每個模塊的輸入、輸出以及在完成的功能。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明書給出程序所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)模型分為邏輯模型和物理模型。邏輯模型主要確定系統(tǒng)做什么，而物理模型則主要解決解決怎么做的問題，前者是系統(tǒng)分析的主要任務(wù)，后者是系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)。 從系統(tǒng)分析的邏輯模型設(shè)計到系統(tǒng)設(shè)計的物理模型的設(shè)計是一個由抽象到具體的過程，有時并沒有明確的界限，甚至可能有反復(fù)。 經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)能為程序開發(fā)人員提供完整 、清楚的設(shè)計文檔，并對設(shè)計規(guī)范中不清楚的地方做出解釋。 系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)該遵循以下原則： (1) 系統(tǒng)性。 (2) 靈活性。 (3) 可靠性。 (4) 經(jīng)濟性。 設(shè)計階段通常分以下幾個步驟進行： 1. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計，就是設(shè)計程序所需的數(shù)據(jù)的類型、格式、長度和組織方式。因為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)主要是處理大量的數(shù)據(jù)，所以，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計也上升為一項獨立的開發(fā)活動，成為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中最受關(guān)心的中心問題。數(shù)據(jù)庫設(shè)計性能的優(yōu)劣，將直接影響整個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能和執(zhí)行效率。 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程如圖 34： 邏輯數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 用戶需求分析 需求說明書 ER 模型 概念設(shè)計 邏輯設(shè)計 （ 1） 用戶需求分析 這一步的主要任務(wù)，是從數(shù)據(jù)庫的所有用戶那里收集對數(shù)據(jù)的需求和對數(shù)據(jù)處理的需求，并把這些需求寫成用戶和設(shè)計人員都能接受的需求說明書。 （ 2） 概念設(shè)計 概念設(shè)計的目的是將需求說明書中有關(guān)數(shù)據(jù)的需求，綜合為一個統(tǒng)一的概念模型。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)用戶需求設(shè)計的數(shù)據(jù)庫模型，所以稱它為概念模型。概念模型可以用試題聯(lián)系模型（ ER 模型）表示。 實體 聯(lián)系模型（ EntityRelationship approach,簡稱 ER 模型）反映的是現(xiàn)實世界中的事物及其相互聯(lián)系，與此有關(guān)的概念有： ① 實體（ Entity）?！皩嶓w”是觀念世界中描述客觀事物的概念。實體可以是人，也可以是物或抽象的概念；可以指事物本身，也可以指事物之間的聯(lián)系，如一個人，一件物品，一個部門等都可以是實體。在數(shù)據(jù)庫中，實體常用來表示某類數(shù)據(jù)的集合，其范圍可的可小。 ② 屬性?！皩傩浴敝笇嶓w具有的某種特性。屬性用來描述一個實體。例如：員工有名字、性別、年齡、職稱等屬性。 ③ 聯(lián)系?！奥?lián)系”表示實體之間存在的關(guān)系?，F(xiàn)實世界的事物總是存在著這樣或那樣的聯(lián)系，這種聯(lián)系必然要在信息世界中得到反映。在信息世界中，事物之間的聯(lián)系可分為兩類：一是實體內(nèi)部的聯(lián)系，如組成實體的各個屬性之間的關(guān)系；一是實體之間的聯(lián)系。例如將員工表扣款表和效益工資表信息，經(jīng)過工資項目計算可以得到工資表。這里的“工資項目計算”就代表實體之間的聯(lián)系。通常聯(lián)系又可以分為一對一聯(lián)系（ 1： 1），一對多的聯(lián)系（ 1： M），多對多的聯(lián)系（ M： M）。 我們在考察了客觀事物以及其聯(lián)系之后，即可以著手建立 ER 模型。在模型建立中，首 先根據(jù)分析階段收集到的材料，利用分類、聚集、概括等方法抽象出實體，并一一命名，再根據(jù)實體的屬性描述其間的各種聯(lián)系。步驟為： 1. 應(yīng)該先確定 ER 模型所含的實體； 2. 依次建立對應(yīng)于系統(tǒng)單項應(yīng)用的局部 ER 模型； 3. 將局部 ER 模型綜合為系統(tǒng)的總體 ER 模型； 4. 改進總體 ER 模型，確保其具有最小的數(shù)據(jù)冗余度。 在 ER 圖中，實體、聯(lián)系與屬性分別用矩形、菱形和橢圓框（或圓框）來表示。 繪畫出了工資管理系統(tǒng)的基本概念模型圖 35： （備注：圖中人員基 本情況表、扣款表、效益工資表、工資表等都屬于實體，用矩形框列出；它們各自都有許多屬性，用橢圓框列出；其中人員基本情況表 、扣款表、效益工資表實體的內(nèi)容通過工資項目計算來決定工資表項目內(nèi)容，工資項目計算為人員基本情況表、扣款表、效益工資表實體與工資表實體的聯(lián)系，用菱形框來表示。） （ 3） 邏輯設(shè)計 實現(xiàn)設(shè)計的目的，是將前一步得出的 ER模型轉(zhuǎn)換為某一種特定的 DBMS能夠接受的邏輯模式。在這一步中，首先要選擇一種適當?shù)臄?shù)據(jù)模型，然后按扣款表 水電費 煤氣費 其他扣款 姓名 基本工資 崗位工資 效益工資 應(yīng)發(fā)工資 工資表 姓名 工資計算 扣款 人員基本情況表 受聘日期 姓名 性別 年齡 職稱 部門 學(xué)歷 效益工資表 姓名 效益工資 圖 35 照相應(yīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，將 ER 模型轉(zhuǎn)換為所選定 DBMS 可以接受的數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)。 ① ER 模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，每一數(shù)據(jù)表表示一個關(guān)系。從 ER 模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型，就是將 ER圖中的所有實體和聯(lián)系都改用關(guān)系來表示。關(guān)系模型與以往的模型不同，它是建立在嚴格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)上的。在用戶觀點下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。 介紹關(guān)系模型中的一些術(shù)語： 關(guān)系（ Relation）：一個關(guān)系對應(yīng)通常說的一張表。 元組（ Tuple）：表中的一行即為一個元組。 屬性（ Attribute）：表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名 。 主碼（ Key）：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。 域（ Domain）：屬性的取值范圍。 分量：元組中的一個屬性值。 關(guān)系模式：對關(guān)系的描述，一般表示為： 關(guān)系名（屬性 1：，屬性 2：，??，屬性 N） 把工資管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型的具體步驟： Ⅰ 首先分析實體的屬性集，從中找出關(guān)系的主碼。 Ⅱ 其次用關(guān)系式來表示實體。關(guān)系的主碼能夠決定其他屬性的值，或者說，其他屬性對主碼存在依賴的關(guān)系。對于員工來說，性別、年齡、學(xué)歷、職稱等屬性都依賴于員工的姓名，也就是說，一旦姓名確定下來，性 別、年齡、學(xué)歷、職稱等屬性也應(yīng)該唯一確定。但是，對于同一家公司來說，可能會有重名的員工存在，所以，姓名不宜作為主碼，一般應(yīng)增設(shè)員工號字段作為主碼，每一個員工的編號都是不同的。 備注：在這些關(guān)系表達式中，有下劃線的屬性表示主碼。 實體名稱：人員基本情況表 對應(yīng)的關(guān)系：人員基本情況表（ 員工號 ，姓名，性別，年齡，學(xué)歷，受聘日期，部門，職稱） 實體名稱：扣款表 對應(yīng)的關(guān)系：扣款表（ 員工號 ，水電費，煤氣費，其他扣款） 實體名稱：效益工資表 對應(yīng)的關(guān)系：效益工資表（ 員工號 ，效益工資） 實體名稱：工資表 對應(yīng)的關(guān)系：工資 表（ 員工號 ，基本工資，崗位津貼，效益工資，扣款，應(yīng)發(fā)工資） ② 關(guān)系規(guī)范化理論。 規(guī)范化理論研究關(guān)系模式之間的依賴關(guān)系及其對關(guān)系模式性能的影響，探討關(guān)系模式應(yīng)該具備的性質(zhì)和設(shè)計方法。規(guī)范化理論給我們提供了判別關(guān)系模式優(yōu)劣的標準，為數(shù)據(jù)庫設(shè)計提供了嚴格的理論依據(jù)。 該理論是指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一項非常重要的原則，其基本思想是：每個關(guān)系都應(yīng)該滿足一定的規(guī)范，才能使關(guān)系模式設(shè)計合理，達到減少冗余，提高查詢效率的目的。關(guān)系規(guī)范化理論要求在設(shè)計關(guān)系型數(shù)據(jù)表時，應(yīng)該力求滿足以下幾個范式： Ⅰ 第一范式（ 1NF）： 屬于 1NF的關(guān)系應(yīng)該滿足的基本條件是元組中的每一個分量都必須是不可以分割的數(shù)據(jù)項。即要求表結(jié)構(gòu)中不能含有任何重復(fù)的數(shù)據(jù)字段。 Ⅱ 第二范式（ 2NF）：所謂 2NF，指的是這種關(guān)系不僅滿足 1NF，而且所有非主屬性完全依賴于主碼。即要求表中的每一列均函數(shù)性的依賴于主關(guān)鍵字。 Ⅲ 第三范式（ 3NF）：所謂 3NF，指的是這種關(guān)系不僅滿足 2NF，而且它的任何一個非主屬性都不傳遞依賴于任何主關(guān)鍵字。（當表中含有一個定義其他列的非主列時，存在傳遞依賴）。 Ⅳ BCNF： BCNF（ Boyce Codd Normal Form）是由 Boyce 與 Codd提出的，比上述的 3NF又進了一步，通常認為 BCNF是修正的第三范式，有時也稱為擴充的確第三范式。一個滿足 BCNF的關(guān)系模式有這些條件：所有非主屬性對每一個碼都是完全函數(shù)依賴；所有的主屬性對每一個不包含它的碼，也是完全函數(shù)依賴；沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性。 一個低一級范式的關(guān)系模式，通過模式分解可以轉(zhuǎn)換為若干個高一級范式的關(guān)系模式的集合，這種過程就叫規(guī)范化。 分析在工資項目計算例子中所建立起的四個關(guān)系表，均符合 3NF的要求，所 以不需要再做改動。 （ 4） 物理設(shè)計 數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于給定的計算機系統(tǒng)。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用要求的物理結(jié)構(gòu)的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計。 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計通常分為兩步： ① 確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu)； ② 對結(jié)構(gòu)進行評價，評價的重點是時間和空間效率。 物理設(shè)計具體確定數(shù)據(jù)庫文件的數(shù)據(jù)庫組成、數(shù)據(jù)、表、數(shù)據(jù)表之間的聯(lián)系數(shù)據(jù)字段類型與長度、主鍵、索引等。 如果評價結(jié)果原設(shè)計要求，則可以進入物理實施階段，否則，就需要重新設(shè)計或修改物理結(jié)構(gòu)，有時甚至要返回邏輯設(shè)計階段修改數(shù)據(jù)模型。 對工資管理系統(tǒng)，設(shè)計步驟如下： ① 確定所有字段的名稱、類型與寬度； 設(shè)計時應(yīng)注意：去掉在不同關(guān)系中重復(fù)出現(xiàn)的屬性名；字段名既要便于識別，又要盡量簡化；字段寬度應(yīng)該考慮到最大限度的取值。 ② 確定數(shù)據(jù)庫文件及其表的名稱和組成； 關(guān)系名 表名 組成字段 人員基本情況表 人員基本情況表 員工名、 姓名、性別、年齡、學(xué)歷、受聘日期、部門、職稱 扣款表 扣款表 員工號、水電費、煤氣費、其他扣款 效益工資表 效益工資表 員工號、效益工資 工資表 工資表 員工號、部門、基本工資、崗位津貼、效益工資、扣款、應(yīng)發(fā)工資 ③ 為每個表確定主關(guān)鍵字段和索引字段； 主關(guān)鍵字段即為每個表的主鍵，表中的每個字段應(yīng)該由主鍵唯一來確定?？梢?，“工資管理系統(tǒng)”中的 4 個表的主鍵均為“員工號”。另外，如果需要頻繁按照某 個字段值來查詢數(shù)據(jù)表中的內(nèi)容，則需按此字段建立索引，這樣可以加快查詢速度。 ④ 按選定的語言建立上述的數(shù)據(jù)庫文件。 2. 總體的設(shè)計