数据库设计的需求分析

【需求分析的任务】

需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统的工作概括，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能，并充分考虑今后可能的扩充与改变

调查的重点是数据与处理，通过调查、收集、分析，获得用户对数据库的如下要求：

• 信息要求：用户要从数据库获取信息的内容与性质
• 处理要求：用户要完成的数据处理功能
• 安全性与完整性要求：数据库的安全性、完整性要求

【需求分析的方法】

需求分析首先要调查清楚用户的实际要求，与用户达成共识，并分析与表达这些需求

在充分了解用户需求后，还需进一步分析、表达用户的需求，在众多的分析方法中，最简单实用的技术是结构化分析（SA），其从最上层的系统组织机构入手，采用自顶向下、逐层分解的方式分析系统

其过程如下：

1.将系统抽象为数据来源、数据处理、数据存储、数据输出四大部分

2.分解处理功能与数据

• 分解处理功能：将处理功能的具体内容分解为若干子功能
• 分解数据：在处理功能逐步分解同时，逐级分解所用数据，形成若干层次的数据流图
• 表达方法：对于处理逻辑，使用判定表或判定树来表述；对于数据，用数据字典来描述

3.将分析结果报告提交给用户，征得用户认可

【数据字典】

概述

数据字典是进行详细的数据收集和数据分析获得的主要成果，是关于数据库中数据的描述，即元数据

数据字典是在需求分析阶段建立的，在数据库过程中不断修改、充实、完善，通常包括：数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理过程这几部分

其中，数据项是数据的最小组成单位，若干数据项组成一个数据结构，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

数据项

数据项是不可再分的数据单位，对于数据项的描述结构如下：

数据项描述 = {
    数据项名,
    数据项含义说明,
    别名,
    数据类型,
    长度,
    取值范围,
    取值含义,
    与其他数据项的逻辑关系,
    数据项间的联系
}

其中，取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据的完整性约束条件，是设计数据检验功能的依据

以学生学号为例，其数据项说明如下：

内容	实例
数据项	学号
含义说明	唯一标识每个学生
别名	学生编号
数据类型	字符型
长度	8
取值范围	000000 到 999999
取值含义	前两位标识学生专业，后四位按顺序编号

数据结构

数据结构反映了数据项间的组合关系，一个数据结构可由若干数据项组成，也可由若干数据结构组成，或由若干数据项和数据结构混合组成

对于数据结构的描述结构如下：

数据结构描述 = {
    数据结构名,
    数据结构含义说明,
    组成: { 数据项 或 数据结构 }
}

以学生为例，其数据结构说明如下：

内容	实例
数据结构名	学生
数据结构含义说明	学籍管理系统的主体数据结构，定义了一个学生的有关信息
组成	学号、姓名、性别、年龄、所在专业、年级

数据流

数据流是数据结构在系统内的传输路径，对于数据流的描述结构如下：

数据流描述 = {
    数据流名,
    数据流含义说明,
    数据流来源,
    数据流去向,
    组成: {数据结构},
    平均流量,
    高峰期流量
}

其中，数据流来源是说明数据流来自哪个过程；数据流去向是说明数据流要到哪个过程去；平均流量是指每天、每周、每月的传输次数；高峰期流量是指高峰时期的数据流量

以为学生体检结果为例，其数据流说明如下：

内容	实例
数据流名	体检结果
数据流说明	学生参加体检的结果
数据流来源	体检
数据流去向	学生体检结果登记表
组成	学号、各项体检结果
平均流量	每天 100 次
高峰期流量	每小时 50 次

数据存储

数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一，其可以是手工文档，也可以是计算机文档

对于数据存储的描述结构如下：

数据存储描述 = {
    数据存储名,
    数据存储说明,
    数据存储编号,
    输入数据流,
    输出数据流,
    组成: {数据结构},
    数据量,
    存取频度,
    存取方式
}

其中，存取频度是指每天、每周、每月存取次数及每次存取的数据量等信息；存取方式是批处理还是联机处理、是检索还是更新、是顺序检索还是随机检索等；输入数据流要指出来源，输出数据流要指明去向

以为学生体检结果登记表为例，其数据存储说明如下：

内容	实例
数据存储名	学生体检结果登记表
数据存储说明	记录学生体检结果的基本情况
数据存储编号	0001
输入数据流	体检结果
输出数据流	学生体检结果登记表
组成	体检编号、学生学号、学生体检结果
数据量	每年 3000 张
存取频度	每周 100 次
存取方式	随机存取

处理过程

处理过程是说明性信息的描述，具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述

对于处理过程的描述结构如下：

处理过程描述 = {
    处理过程名,
    处理过程说明,
    输入: {数据流},
    输出: {数据流},
    处理: {简要说明}
}

以为学生分配宿舍为例，其处理过程说明如下：

内容	实例
处理过程名	分配宿舍
处理过程说明	为学生分配宿舍
输入	学生、宿舍
输出	宿舍安排情况
处理	同一间宿舍只能安排同一性别的学生 每个宿舍只能安排不超过 6 名学生 每个学生的居住面积不小于 3 平方米