數據庫設計

2012年第2期福建電腦109數據庫設計陳艷，張冬姣(大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息工程系遼寧大連116300 )[摘 要]:數據庫技術(shù)是計算機科學(xué)中發(fā)展最快的領(lǐng)城之一，也是應用最廣的技術(shù)之一, 它已成為計算機信息系統與應用系統的核心技術(shù)和重要基礎。本文討論數據庫設計，包括需求分析階段;概念設計階段;邏輯設計階段;物理設計階段;數據庫實(shí)施階段;數據庫運行維護階段的六個(gè)階段。[關(guān)鍵詞]: 數據庫設計,數據冗余,DBMS0、引言是指用戶(hù)需要從數據庫中獲得信息的內容與性質(zhì)。由為什么需要設計數據庫?我們思考兩個(gè)問(wèn)題,修建用戶(hù) 的信息要求可以導出數據要求，即在數據庫中需茅屋需要設計嗎?修建大廈需要設計嗎?結論是:當數要 存儲哪些數據。處理要求是指用戶(hù)要求完成什么處據庫比較復雜(如數據量大,表較多,業(yè)務(wù)關(guān)系復雜)理功能 ,對處理的響應時(shí)間有什么要求,處理方式是批時(shí),我們需要先設計數據庫。處理還是聯(lián)機處理。新系統的功能必須滿(mǎn)足用戶(hù)的信近年來(lái)，隨著(zhù)多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )的飛速發(fā)息要求,處理要求,安全性和完整性要求。展,數據庫系統的發(fā)展十分迅速,應用領(lǐng)域愈來(lái)愈廣，需求分析是整個(gè)設計過(guò)程的基礎，是最困難最耗企事業(yè)單位、政府部門(mén)的行政管理、辦公自動(dòng)化;銀行時(shí)的一步。 作為“地基"的需求分析是否做得充分與準財務(wù)管理;鐵路、民航飛機票預定系統;鐵路車(chē)次調度確 ,決定了在其上構建“數據庫大廈”的速度與質(zhì)量。這系統;賓館、酒店房間預定系統;人口普查;氣象預報;一 階段的工作是否能準確地反映實(shí)際系統的信息流程地震,勘探等大量數據的貯存和統計分析,其背后都是情況 和用戶(hù)對數據庫系統的要求，直接影響到以后各一個(gè)規模巨大的數據庫。階段的工作,并影響到數據庫系統將來(lái)運行的效率,需良好的數據庫設計能夠節省數據的存儲空間,能求分析做得不好 ,可能會(huì )導致整個(gè)數據庫重新設計,因夠保證數據的完整性，能夠方便進(jìn)行數據庫應用系統此,務(wù)必引起高度重視。的開(kāi)發(fā)。糟糕的數據庫設計,會(huì )有數據冗余、存儲空間應用需求需求收集和分析需求分析階段浪費,內存空間浪費,使得數據更新和插人異常。(數據、處如何合理高效地設計數據庫已成為當務(wù)之急。好轉換規則概念設計階段的靈活的數據庫設計，既能給前臺應用程序的設計帶DBMS功能設計概念結構來(lái)簡(jiǎn)便，又能給后臺數據庫的編碼和擴充以及系統的優(yōu)化方法維護帶來(lái)極大的便利?，F在關(guān)系型數據庫已成為業(yè)界設計邏輯結構的主流,而我們討論的也主要是基于關(guān)系型數據庫的。邏輯設計階段C數據模型優(yōu)化 _1、數據庫設計一一般將數據庫設計分為以下六階段:需求分析階DBMS詳細特征設計物理結構段;概念設計階段;邏輯設計階段;物理設計階段;數據無(wú)理設計階段[平面設計、 性能預測庫實(shí)施階段;數據庫運行維護階段。(如圖1:數據庫設計流程圖)物理實(shí)現在數據庫設計開(kāi)始之前，數據庫設計人員將始終數據庫參與數據庫設計,他們的水平直接影響了數據庫系統實(shí)驗性運行實(shí)施階段的質(zhì)量:用戶(hù)在數據庫設計中也舉足輕重的,他們主要十參加需求分析和數據庫的運行維護，他們的積極參與使用、 維護數據庫數據庫運行不但能加速數據庫設計，而且是決定數據庫設計的質(zhì)維護階段量的又一因素。程序員和操作人員則在系統實(shí)施階段中國煤化工參與進(jìn)來(lái),分別負責編制程序和準備軟硬環(huán)境。1).需求分析2).概念設計MYHCNMHG進(jìn)行數據庫設計首先必須準確了解與分析用戶(hù)需在需求分析階段數據庫設計人員充分調查并描述求，設計者和用戶(hù)雙方要密切合作，在系統分析過(guò)程了用戶(hù)的應用需求，但這些應用需求還是現實(shí)世界的中,要確定數據管理的信息要求和處理要求。信息要求具體需求,應該首先把他們抽象為信息世界的結構,才110福建電腦2012年第2期能更好地、更準確地用某個(gè)DBMS實(shí)現用戶(hù)的這些需決定 了數據庫占用多少空間，數據的處理決定了操作求。將需求分析得到的用戶(hù)需求抽象為信息結構即概時(shí)間的效率。物理結構設計應盡量減少存儲空間的占念模型的過(guò)程就是概念結構設計。用,也應盡量減少操作次數,做到相應時(shí)間越快越好。概念結構獨立于數據庫邏輯結構，也獨立于支持如果評價(jià)結果滿(mǎn)足原設計要求，則轉向物理實(shí)施。否數據庫的DBMS。它是現實(shí)世界與機器世界的中介,它則, 就要重新修改或重新設計物理結構,有時(shí)甚至要回一方面能夠充分反映現實(shí)世界，包括實(shí)體和實(shí)體之間到邏輯設計階段修改數據模型。物理設計完成之后,就的聯(lián)系,同時(shí)又易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數據模應該得 到詳細的磁盤(pán)分配方案、存儲方案、各種基表的型轉換。它是現實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型,易于理解,便詳細信息等。根據這些信息就可以上機建立數據庫。于和不熟悉計算機的用戶(hù)交換意見(jiàn),使用戶(hù)易于參與。5).數據庫實(shí)施當現實(shí)世界需求改變時(shí)，概念結構可以很容易地作出對數據庫的物理設計初步評價(jià)完后，就可以開(kāi)始相應調整。因此概念結構設計是整個(gè)數據庫設計的關(guān)建立數據庫了。數據庫實(shí)施主要包括:用DDL(數據定鍵所在。義語(yǔ)言)定義數據庫結構,組織數據入庫，編制與調試概念結構設計一般需要兩個(gè)階段:第一個(gè)階段是應用程序，數據庫試運行。所謂使用DDL定義數據庫根據用戶(hù)對數據和處理的需求,為產(chǎn)生全局視圖,得到結構,就是使用DBMS的建庫命令建立相應的用戶(hù)數每個(gè)用戶(hù)各自的局部視圖，對每個(gè)用戶(hù)的局部數據結據庫結構。組織數據庫人庫就是將裝載在其他介質(zhì)上構進(jìn)行描述。第二階段是在定義了各用戶(hù)的局部視圖的數據輸 人到數據庫中去。為了完成相應的操作和檢的基礎上,利用一定的工具分析各個(gè)局部視圖,并把它索 ,需要編制很多程序,形成一個(gè)程序系統來(lái)使用該數們合并成-一個(gè)統--的全局數據結構，即全局視圖。全局據庫,這部分是程序設計的任務(wù)。一切就緒之后,就可視圖被稱(chēng)為數據庫概念模型。實(shí)際上,概念設計得到的以試運行數據庫了。實(shí)體模型。由于實(shí)體模型(如用E-R方法)不易描述,6).系統管理和維護故實(shí)體模型通常是用一些原始表格來(lái)描述，這樣比較數據庫試運行結果符合設計目標后就可以真正投直觀(guān)。人運行了。數據庫投人運行標志著(zhù)開(kāi)發(fā)任務(wù)基本完成3).邏輯設計和維護工作開(kāi)始,并不意味著(zhù)設計過(guò)程的終結。由于應概念結構是各種數據模型的共同基礎，它比數據用環(huán)境在不斷地變化，數據庫運行過(guò)程中物理存儲也模型更獨立于機器,更抽象,從而更加穩定。但為了能不 會(huì )不斷變化。對數據庫設計進(jìn)行評價(jià)調整修改等夠用某一DBMS實(shí)現用戶(hù)需要，還必須將概念結構進(jìn)維護工作是- -項長(cháng)期的任務(wù),也是設計工作的繼續和--.步轉化為相應的數據模型，這正是數據庫邏輯結構改進(jìn)。設計所要完成的任務(wù)。從理論上講,設計邏輯結構應該在數據庫運行的階,對數據庫經(jīng)常性的維護工作選擇最適于描述與表達相應概念的結構模型，然后對主要 由DBA(數據庫管理員)完成,這包括以下內容:支持這種數據模型的各種DBMS進(jìn)行比較，綜合考慮數據庫的轉儲和恢復;數據庫的安全性完整性控制;性能、價(jià)格等各種因素,從中選出最合適的DBMS。但數據庫的性能監督、分析和改進(jìn);數據庫的重組織和重在實(shí)際當中,往往是已給定了某臺機器，設計人員沒(méi)有構造選擇DBMS的余地。目前DBMS產(chǎn)品一般只支持關(guān)系、總結:網(wǎng)狀、層次3種模型中的某一種,對某一種數據模型，總之,我們在進(jìn)行數據庫設計時(shí),一定要綜合考慮各個(gè)機器系統又有許多不同的限制，提供不同的環(huán)境多種因素,具體問(wèn)題具體分析,既要考慮當前實(shí)現的可與工具。所以設計邏輯結構的一般要分3步進(jìn)行:行性,又要考慮以后的升級維護;既要減輕前臺編碼的將概念結構轉化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型。負擔,又要讓后臺的管理簡(jiǎn)單易行;既要讓前臺的查詢(xún)將轉化來(lái)的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS效率高 ,又要讓后臺的實(shí)現方便可行。數據庫設計是-支持下的數據模型轉換。項綜合性設計,決非一朝一夕之功,只有在工作、學(xué)習.對數據模型進(jìn)行優(yōu)化。中多思考、多動(dòng)腦.多總結.靈活運用所學(xué)知識,綜合考4).物理設計慮各種因素,平衡把握每個(gè)細節,這樣數據庫設計才會(huì )對于給定的邏輯數據模型選取-一個(gè)最適合應用環(huán)更加科學(xué)、合理。境的物理結構的過(guò)程為物理設計。數據庫的物理結構主要指數據庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存儲參考文獻:方法,這些都依賴(lài)于所使用的系統。在網(wǎng)狀模型和層次[1]數據庫系中國煤化土師旗王冊著(zhù)模型系統中,這一-部分內容較復雜,因為它們是用指針(2]數據庫 原京大學(xué)出版社武洪萍表示記錄的聯(lián)系。關(guān)系模型系統比較簡(jiǎn)單--些,僅包含馬桂婷著(zhù):YHCNMHG索引機制、空間大小、塊的大小等內容。在設計物理結[3]軟件工程概論機械工業(yè)出版社;鄭人杰、馬素霞、殷人昆著(zhù)構時(shí),應先確定數據庫的物理結構，然后對物理結構進(jìn)[4]軟件工程技術(shù)與實(shí)用開(kāi)發(fā)工具:中國人民大學(xué)出版社;王偉行評價(jià)。評價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間的效率。數據的存儲