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数据库设计指导1
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2022-08-03
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第二章 数据库设计数据库应用系统的设计是一项综合运用计算机软硬件技术,同时结合应用领域知识及管理技术在内的系统工程。它不是某个设计人员凭个人经验或技巧就可以完成
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第二章 数据库设计
数据库应用系统的设计是一项综合运用计算机软硬件技术,同时结合应用领域知识及管
理技术在内的系统工程。它不是某个设计人员凭个人经验或技巧就可以完成,而是要遵循一
定的规律,按步骤实施才可以设计出符合实际要求,实现预期功能的系统,而其中的核心问
题是数据库的设计。本章主要介绍数据库设计的基本步骤和方法。
2.1 数据库设计概述
2.1.1 数据库设计的基本任务
数据库设计是通过设计反映现实世界信息需求的概念数据模型,并将其转换成逻辑模型
和物理模型,最终建立为现实世界服务的数据库。因此,数据库设计的基本任务就是根据用
户的信息需求,处理需求和数据库的支撑环境(包括 DBMS、操作系统和硬件),设计一个
结构合理、使用方便、效率较高的数据库。
2.1.2 数据库设计的方法与步骤
数据库应用系统作为一种软件系统,其设计开发应该遵循软件工程的规范。按照软件工
程的系统生命周期的思想,数据库应用系统的设计主要包括以下几个阶段:
(1)系统定义和需求分析阶段。在用户调查的基础上,通过分析,逐步明确用户对系
统的需求,包括数据需求和围绕这些数据的业务处理需求,定义系统的应用范围和边界,确
定系统的功能要求、性能要求、输入/输出要求和数据处理要求等。
(2)数据库设计和应用软件设计阶段。根据需求分析的结果,数据库设计的核心就是
设计数据库的结构,包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计;而应用软件设计,
包括概要设计和详细设计,其设计目的是实现软件的各项功能:访问数据库、实现系统的各
类需求、提供用户的操作界面等。
(3)系统实现阶段。包括数据库实施和软件编码实现。数据库实施是设计人员运用
DBMS 所提供的数据语言(如 SQL)以及数据库开发工具,根据逻辑结构设计和物理结构设
计的结果建立数据库,装入实际数据并试运行。
(4)系统测试和确认阶段。对新系统软件和数据库进行测试,经用户确认后投入实际
运行。
(5)系统运行和维护阶段。将新系统投入实际运行,并在运行过程中对系统进行监控,
不断地进行调整和完善。
本书中将以出版社管理系统为例,对该管理系统的需求进行分析,根据需求设计出其概
念模型、逻辑结构模型以及物理模型,最后对数据库的实施与维护情况进行介绍。
2.2 需求分析
任何软件系统的设计开发,都首先要进行需求分析,尽可能详细地了解和分
析用户的需求及业务流程,包括掌握系统所要处理的数据的输入、输出和加工的
详细情况,明确系统的用途和目标,确定系统的功能要求、性能要求、运行环境
要求和将来可能的扩充要求等。需求分析的工作由系统设计人员与用户合作完
成,其结果需要经过双方确认。需求分析的结果是数据库设计和应用软件设计的
基础,也是将来系统确定和验收的依据。按照软件工程规范,需求分析的结果将
形成文档——需求规格说明书,对其中的数据需求部分还要求用数据流图和数据
字典加以详细描述。下面将以图书出版公司为原型,分析其基本功能,进行图书
出版社信息管理系统的需求分析。
2.2.1 任务概述
出版社管理系统主要被应用于各个出版社的日常工作,涉及出版社的内部员
工、图书、作者、图书销售等的管理。该系统的用户是出版社工作人员及相关领
导。出版社工作人员使用本系统可以对出版的图书、书的作者、商家等进行管理,
包括图书出版、图书订购、图书入库、稿费发放等工作。出版社相关领导可以对
出版社出版的图书情况进行查询统计,了解市场情况,同时也可以为制定和修改
图书出版方面的政策提供依据。
出版社管理的主要业务流程是:责任编辑填好图书印制单,同时提交图书出
版合同,报总编或分管领导审核,签字后的图书印制通知单提交到印制科,办理
有关的印刷手续。印制科将样书送到印刷厂进行图书印刷。印刷厂完成印刷后,
将新书存入到出版社书库。商家需要购书时,需提交采购清单,由采购部门的工
作人员,对清单中涉及的书的库存信息进行查询,如果书库里有货,那么开具出
库单,书库管理员可以根据出库单出货。如果书库里书的数量不足,那么提交加
印单给主管领导,领导审批通过后,印制科根据加印单进行印刷,印刷完成后,
提交入库单给书库管理员,并通知销售人员可以供货了,销售人员可以继续后续
的销售工作。
2.2.2 需求说明
参照目标系统的业务流程,根据各类功能相对独立的原则进行组合,初步确
定本系统的功能结构,如图 2.1 所示。
出版社管理系统
图书印刷管理
图书库存管理
图书销售管理
基本信息管理
查询统计
系统维护
首
版
书
印
刷
加
印
图
书
入
库
图
书
出
库
订
货
发
货
图
书
管
理
作
者
管
理
员
工
管
理
商
家
管
理
库
存
查
询
销
售
查
询
用
户
管
理
数
据
维
护
图 2.1 系统功能结构图
下面对系统的各功能需求分别进行说明。
1、图书印刷管理
(1)首版书印刷
责任编辑填好图书印制单,同时提交图书出版合同,报总编或分管领导审核,
签字后的图书印制通知单发送到印制科办理有关的印刷手续。首版书要提交以下
材料:①印刷清样;②清样胶片;③封面打印样及胶片。印制科认真核定图书印
制单后,将相关材料拿到印刷厂进行图书印制。
(2)加印
图书库存不足以销售时,由销售人员提交图书加印单,报总编或分管领导审
核,通过后图书加印单发到印制科办理印刷手续。当图书库存量低于最低库存量
时,由书库管理员提交图书加印单,并进行后续审批工作。
2、图书库存管理
(1)图书入库
图书印好后,运送到出版社书库,需填写图书入库单,由书库管理员核实数
据后进行图书入库,入库的图书将根据书的类型不同而被放置在不同的区域内,
以便于查找。
(2)图书出库
图书被订购后,依据图书出库单,从书库中提取图书,并修改图书库存信息,
如果库存量低于最低库存量,书库管理员需要填写缺货登记表,并提交加印申请
单。
3、图书销售管理
(1)订货
图书经销商向出版社提交订货单,出版社查询订货单上所需书籍的库存情
况,如果库存充足,则填写图书出库单,由书库管理员负责图书出库给经销商。
如果库存不足,则需要填写缺货登记表,并提交加印申请单,主管领导审核通过
后,提交印制科进行图书加印。系统将保存交易的全部信息,包括订单号、订单
日期、订货商家编号、发货日期、数量、付款方式等信息。图书销售给不同的经
销商时,可以有不同的折扣,出版社可自行设置折扣规则,或者双方商量而定。
(2)发货
发货工作人员根据销售单和出库单,核对信息确认无误后,进行图书发货,
并填写发货登记表和发货单。
4、基本信息管理
(1)员工管理
对出版社的所有员工信息进行管理,主要记录员工的编号、姓名、性别、所
属岗位、进公司的时间等信息。
(2)图书管理
对本出版社出版的图书信息进行管理,主要记录图书的编号、书名、类型、
单价、所属出版社、出版时间、作者、版税等信息。每本图书只能由一个出版社
出版,由书号进行区分,每本图书可以有 1 至 4 名作者(authors),作者有编号、
姓名、性别、省、市、地址、电话、邮编、Email,作者在图书署名上有先后排
序。
(3)作者管理
对在本出版社出版过书籍的作者信息进行管理,主要记录作者的编号、姓名、
电话、联系地址、所在省(自治区)、所在城市、邮编、邮箱等信息。一位作者
可以编写多本书籍。
(4)商家管理
出版社对订购图书的商家进行编号,并对其信息进行管理,主要记录商家的
编号、名称、联系地址、联系人、电话、所在省(自治区)、所在城市、邮编等
信息。
5、查询统计
(1)库存查询统计
可以根据图书编号查询统计该书的库存情况,也可以根据书的类型查询统计
不同类型书的库存情况等。
(2)销售查询统计
可以根据图书编号查询统计该书的销售情况,可以根据书的类型查询统计不
同类型书的销售情况,可以根据时间段查询该时间段内的销售情,可以根据商家
查询该商家的订购情况,可以根据作者查询该作者所编书籍的销售情况等。
6、系统维护
(1)用户管理
完成用户的创建、撤销和权限分配功能。本系统有两类用户,一类是出版社
工作人员,具有对出版社相关事务的操作权限;另一类是上级主管部门,可以对
各个的出版社信息进行管理,包括出版社的添加、出版社信息的修改、删除,以
及查询各个出版社(Publishers)的名称、所在省、市、详细地址、邮编等;对
出版社出版的图书情况、销售情况进行查询统计,以掌控整个图书市场的正常发
展状况/趋势。
(2)数据维护
包括数据库的备份、历史数据的整理等。为简化起见,本书暂不考虑对系统
维护模块的进一步设计和实现。
2.2.3 数据流图
在需求说明的基础上,为了更清晰、直观地表达系统对数据的需求,通常采
用数据流图和数据字典来表达。
在数据流图中,有四种基本符号:正方形(或立方体)表示数据的源点或终
点;圆角矩形(或圆形)代表数据的处理;开口矩形(或两条平行横线)代表数
据存储;箭头表示数据流,即特定数据的流动方向。具体符号如图 2.2 所示。在
画数据流图时,应该描绘所有可能的数据流向,而不应该描绘出现某个数据流的
条件,所以不要试图在数据流图中表现分支条件或循环。
图 2.2 数据流图的符号
数据处理并不一定是一个程序。一个处理框可以代表一系列程序、单个程序
或者程序的一个模块;它甚至可以代表人工处理过程。一个数据存储也并不等同
于一个文件,它可以表示一个文件、文件的一部分、数据库的元素或记录的一部
或
数据的源点/终点
或
数据处理
或
数据存储
数据流
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