数据库设计

2012年第2期福建电脑109数据库设计陈艳，张冬姣(大连海洋大学职业技术学院电气与信息工程系辽宁大连116300 )[摘 要]:数据库技术是计算机科学中发展最快的领城之一，也是应用最广的技术之一, 它已成为计算机信息系统与应用系统的核心技术和重要基础。本文讨论数据库设计，包括需求分析阶段;概念设计阶段;逻辑设计阶段;物理设计阶段;数据库实施阶段;数据库运行维护阶段的六个阶段。[关键词]: 数据库设计,数据冗余,DBMS0、引言是指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。由为什么需要设计数据库?我们思考两个问题,修建用户 的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需茅屋需要设计吗?修建大厦需要设计吗?结论是:当数要 存储哪些数据。处理要求是指用户要求完成什么处据库比较复杂(如数据量大,表较多,业务关系复杂)理功能 ,对处理的响应时间有什么要求,处理方式是批时,我们需要先设计数据库。处理还是联机处理。新系统的功能必须满足用户的信近年来，随着多媒体技术和计算机网络的飞速发息要求,处理要求,安全性和完整性要求。展,数据库系统的发展十分迅速,应用领域愈来愈广，需求分析是整个设计过程的基础，是最困难最耗企事业单位、政府部门的行政管理、办公自动化;银行时的一步。 作为“地基"的需求分析是否做得充分与准财务管理;铁路、民航飞机票预定系统;铁路车次调度确 ,决定了在其上构建“数据库大厦”的速度与质量。这系统;宾馆、酒店房间预定系统;人口普查;气象预报;一 阶段的工作是否能准确地反映实际系统的信息流程地震,勘探等大量数据的贮存和统计分析,其背后都是情况 和用户对数据库系统的要求，直接影响到以后各一个规模巨大的数据库。阶段的工作,并影响到数据库系统将来运行的效率,需良好的数据库设计能够节省数据的存储空间,能求分析做得不好 ,可能会导致整个数据库重新设计,因够保证数据的完整性，能够方便进行数据库应用系统此,务必引起高度重视。的开发。糟糕的数据库设计,会有数据冗余、存储空间应用需求需求收集和分析需求分析阶段浪费,内存空间浪费,使得数据更新和插人异常。(数据、处如何合理高效地设计数据库已成为当务之急。好转换规则概念设计阶段的灵活的数据库设计，既能给前台应用程序的设计带DBMS功能设计概念结构来简便，又能给后台数据库的编码和扩充以及系统的优化方法维护带来极大的便利。现在关系型数据库已成为业界设计逻辑结构的主流,而我们讨论的也主要是基于关系型数据库的。逻辑设计阶段C数据模型优化 _1、数据库设计一一般将数据库设计分为以下六阶段:需求分析阶DBMS详细特征设计物理结构段;概念设计阶段;逻辑设计阶段;物理设计阶段;数据无理设计阶段[平面设计、 性能预测库实施阶段;数据库运行维护阶段。(如图1:数据库设计流程图)物理实现在数据库设计开始之前，数据库设计人员将始终数据库参与数据库设计,他们的水平直接影响了数据库系统实验性运行实施阶段的质量:用户在数据库设计中也举足轻重的,他们主要十参加需求分析和数据库的运行维护，他们的积极参与使用、 维护数据库数据库运行不但能加速数据库设计，而且是决定数据库设计的质维护阶段量的又一因素。程序员和操作人员则在系统实施阶段中国煤化工参与进来,分别负责编制程序和准备软硬环境。1).需求分析2).概念设计MYHCNMHG进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需在需求分析阶段数据库设计人员充分调查并描述求，设计者和用户双方要密切合作，在系统分析过程了用户的应用需求，但这些应用需求还是现实世界的中,要确定数据管理的信息要求和处理要求。信息要求具体需求,应该首先把他们抽象为信息世界的结构,才110福建电脑2012年第2期能更好地、更准确地用某个DBMS实现用户的这些需决定 了数据库占用多少空间，数据的处理决定了操作求。将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概时间的效率。物理结构设计应尽量减少存储空间的占念模型的过程就是概念结构设计。用,也应尽量减少操作次数,做到相应时间越快越好。概念结构独立于数据库逻辑结构，也独立于支持如果评价结果满足原设计要求，则转向物理实施。否数据库的DBMS。它是现实世界与机器世界的中介,它则, 就要重新修改或重新设计物理结构,有时甚至要回一方面能够充分反映现实世界，包括实体和实体之间到逻辑设计阶段修改数据模型。物理设计完成之后,就的联系,同时又易于向关系、网状、层次等各种数据模应该得 到详细的磁盘分配方案、存储方案、各种基表的型转换。它是现实世界的一个真实模型,易于理解,便详细信息等。根据这些信息就可以上机建立数据库。于和不熟悉计算机的用户交换意见,使用户易于参与。5).数据库实施当现实世界需求改变时，概念结构可以很容易地作出对数据库的物理设计初步评价完后，就可以开始相应调整。因此概念结构设计是整个数据库设计的关建立数据库了。数据库实施主要包括:用DDL(数据定键所在。义语言)定义数据库结构,组织数据入库，编制与调试概念结构设计一般需要两个阶段:第一个阶段是应用程序，数据库试运行。所谓使用DDL定义数据库根据用户对数据和处理的需求,为产生全局视图,得到结构,就是使用DBMS的建库命令建立相应的用户数每个用户各自的局部视图，对每个用户的局部数据结据库结构。组织数据库人库就是将装载在其他介质上构进行描述。第二阶段是在定义了各用户的局部视图的数据输 人到数据库中去。为了完成相应的操作和检的基础上,利用一定的工具分析各个局部视图,并把它索 ,需要编制很多程序,形成一个程序系统来使用该数们合并成-一个统--的全局数据结构，即全局视图。全局据库,这部分是程序设计的任务。一切就绪之后,就可视图被称为数据库概念模型。实际上,概念设计得到的以试运行数据库了。实体模型。由于实体模型(如用E-R方法)不易描述,6).系统管理和维护故实体模型通常是用一些原始表格来描述，这样比较数据库试运行结果符合设计目标后就可以真正投直观。人运行了。数据库投人运行标志着开发任务基本完成3).逻辑设计和维护工作开始,并不意味着设计过程的终结。由于应概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据用环境在不断地变化，数据库运行过程中物理存储也模型更独立于机器,更抽象,从而更加稳定。但为了能不 会不断变化。对数据库设计进行评价调整修改等够用某一DBMS实现用户需要，还必须将概念结构进维护工作是- -项长期的任务,也是设计工作的继续和--.步转化为相应的数据模型，这正是数据库逻辑结构改进。设计所要完成的任务。从理论上讲,设计逻辑结构应该在数据库运行的阶,对数据库经常性的维护工作选择最适于描述与表达相应概念的结构模型，然后对主要 由DBA(数据库管理员)完成,这包括以下内容:支持这种数据模型的各种DBMS进行比较，综合考虑数据库的转储和恢复;数据库的安全性完整性控制;性能、价格等各种因素,从中选出最合适的DBMS。但数据库的性能监督、分析和改进;数据库的重组织和重在实际当中,往往是已给定了某台机器，设计人员没有构造选择DBMS的余地。目前DBMS产品一般只支持关系、总结:网状、层次3种模型中的某一种,对某一种数据模型，总之,我们在进行数据库设计时,一定要综合考虑各个机器系统又有许多不同的限制，提供不同的环境多种因素,具体问题具体分析,既要考虑当前实现的可与工具。所以设计逻辑结构的一般要分3步进行:行性,又要考虑以后的升级维护;既要减轻前台编码的将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型。负担,又要让后台的管理简单易行;既要让前台的查询将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS效率高 ,又要让后台的实现方便可行。数据库设计是-支持下的数据模型转换。项综合性设计,决非一朝一夕之功,只有在工作、学习.对数据模型进行优化。中多思考、多动脑.多总结.灵活运用所学知识,综合考4).物理设计虑各种因素,平衡把握每个细节,这样数据库设计才会对于给定的逻辑数据模型选取-一个最适合应用环更加科学、合理。境的物理结构的过程为物理设计。数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存储参考文献:方法,这些都依赖于所使用的系统。在网状模型和层次[1]数据库系中国煤化土师旗王册著模型系统中,这一-部分内容较复杂,因为它们是用指针(2]数据库 原京大学出版社武洪萍表示记录的联系。关系模型系统比较简单--些,仅包含马桂婷著:YHCNMHG索引机制、空间大小、块的大小等内容。在设计物理结[3]软件工程概论机械工业出版社;郑人杰、马素霞、殷人昆著构时,应先确定数据库的物理结构，然后对物理结构进[4]软件工程技术与实用开发工具:中国人民大学出版社;王伟行评价。评价的重点是时间和空间的效率。数据的存储