4 数据库系统设计
计算机信息系统以数据库为核心，在数据库管理系统的支持下，进行信息的收集、整理、存储、检索、更新、加工、统计和传播等操作。数据库已经成为现在信息系统等计算机系统的基础与核心部分。数据库设计的好坏直接影响到整个系统的质量和效率。
按照软件生命周期的划分，综合考虑数据库及其应用系统设计的全过程，我们将数据库设计分为6个阶段：需求分析阶段、概念结构设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、数据库实施阶段、数据库运行和维护阶段。
4.1 需求分析
需求分析是设计数据库的起点，需求分析就是要分析用户的要求，其结果是否准确地反映了用户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计。该阶段收集的基础数据（用数据字典来表达）和一组数据流程图（Dada Flow Diagram，简称DFD）是下一步进行概念设计的基础。 4.1.1 软件系统数据流图
数据流图表达了数据和处理过程的关系，反映的是对事务处理所需的原始数据及经处理后的数据及其流向。数据流是数据在系统内的传输途径，数据流图从数据传递和加工的角度，以图形的方式刻画出数据流从输入到输出的变换过程。
登录信息 审核信息 校 无效登录 高 仪 器 院级管理员 申请/报废/查询 设 备 管 理 审核结果 处理结果 图4-1 顶层数据流图
系统 系统管理员 4.1.2 软件系统数据字典
数据字典（Data Dictionary，简称DD）是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。
数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分。其中，数据项是数据的最小组成单位，若干个数据项可以组成一个数据结构，数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。
1．数据流条目 1) 登录信息 输入：设备管理员 输出：身份验证
描述：登录信息=用户名+密码
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2) 查询信息
输入：合法人员对设备的查询操作 输出：设备信息表
描述：查询信息=设备名/型号/类别/购置日期 3) 报废设备
输入：所需报废的设备的信息 输出：报废的设备记录
描述：报废设备=类别+设备名+型号等 4) 审核信息 输入：审核 输出：上级领导
描述：审核信息=报废设备信息/新设备购买记录
2.加工条目
身份验证，统计查询，购买，报废，生产报表，审核
4.2 概念结构设计
数据库的概念设计是针对现实世界，通过对其中信息实体的收集、分类和概括，建立数据库概念结构的过程。概念结构也叫概念数据模型（Conceptual Data Model）,它应该反映现实世界中的信息结构、信息间的相互制约关系，以及对信息存储、查询和加工的处理要求等。概念数据模型是对数据的抽象描述，它应该独立于具体的数据库管理系统。
E-R图组件可以分为四种： 矩形：表示实体 菱形：表示实体间的关系 椭圆：表示实体的属性
线段：用于将实体、关系相连接 1) 用户信息实体E-R图如图4-2所示：
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用户 用户名 性别 所属院系 图4-2 用户的E-R图
地址 2) 仪器设备信息E-R图如图4-3所示
仪器设备
入库时间 仪器编号 仪器名仪器类型 称
图4-3 仪器设备E-R图
型号 仪器厂家 3) 申请信息实体E-R图如图4-4所示 申请设备信息
申请理由 申请数量
申请时间 当前状态 图4-4 申请设备E-R图
所有局部ER模式都设计好了后，接下来就是把它们综合成单一的全局概念结构。全局概念结构不仅要支持所有局部ER模式，而且必须合理地表示一个完整、一致的数据库概念结构。 1) 确定公共实体类型
为了给多个局部ER模式的合并提供开始合并的基础，首先要确定各局部结构中的公共实体类型。在这一步中我们仅根据实体类型名和键来认定公共实体类型。一般把同名实体类型作为公共实体类型的一类候选，把具有相同键的实体类型作为公共实
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体类型的另一类候选。 2) 局部ER模式的合并
合并的原则是：首先进行两两合并；先合并那些现实世界中有联系的局部结构；合并从公共实体类型开始，最后再加入独立的局部结构。 3) 消除冲突
冲突分为三类：属性冲突、结构冲突、命名冲突。
设计全局ER模式的目的不在于把若干局部ER模式形式上合并为一个ER模式，而在于消除冲突，使之成为能够被所有用户共同理解和接受的同一的概念模型。 4) 全局ER模式的优化
在得到全局ER模式后，为了提高数据库系统的效率，还应进一步依据处理需求对ER模式进行优化。一个好的全局ER模式，除能准确、全面地反映用户功能需求外，还应满足下列条件：实体类型的个数要尽可能的少；实体类型所含属性个数尽可能少；实体类型间联系无冗余。如图4-5所示：
发布信息 审核管理 设备信息管理 入库管理 高校仪器设备管理系统 管理 添加用户 管理用户 管理员 院级管理员 用户信息 用户名 密码 图4-5 全局E-R图
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