第2讲 数据库设计方法&步骤

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1、数据库系统设计数据库设计方法&步骤数据库设计方法由于信息结构复杂，应用环境多样，在相当长的一段时期内，数据库设计主要采用手工试凑法，缺乏科学理论依据和工程方法的支持，依赖于设计人员的经验和水平，从而难以保证工程的质量，增加了系统维护的代价。设计人员经过十余年的努力探索，提出了各种数据库设计方法。这些方法运用软件工程的思想总结出了各种设计准则和规程，这些都属于规范法设计方法。规范法设计中著名的有新奥尔良（NewOrleans）方法，它将数据库设计分为四个阶段：需求分析（分析用户需求）、概念设计（信息分析和定义）、逻辑设计（设计实现）和物理设计（物理数据库设计）。后来，S.B.Yao等将数据库

2、设计分为5个步骤。I.R.Palmer主张将数据库设计当成一步步的过程并采用一些辅助手段实现每一过程。数据库设计方法基于E-R模型的数据库设计方法、基于3NF（第三范式）的设计方法和基于抽象语法规范的设计方法，都是在数据库设计的不同阶段上支持实现的具体技术和方法。规范法设计从本质上看仍然属于手工设计方法，其基本思想是过程迭代和逐步求精。目前常用的实用化和产品化的数据库设计工具软件有Oracle公司推出的Design2000和Sybase公司的PowerDesigner，这些工具软件能自动或辅助设计人员完成数据库设计过程中的很多任务，但使用起来还有一定的难度和复杂度。数据库的设计步骤按照规范

3、法设计的方法，考虑数据库及其应用系统的开发全过程，将数据库设计分为以下6个阶段。1.需求分析阶段2.概念设计阶段3.逻辑设计阶段4.物理设计阶段5.数据库实施阶段6.数据库运行和维护阶段需求分析概念设计逻辑设计物理设计信息需求硬件和操作系统需求分析说明书数据库概念模式数据库逻辑模式处理需求DBMS特性1.需求分析阶段进行数据库设计首先要了解与分析用户的应用需求（包括数据与处理）。需求分析是整个设计过程的基础，也是最困难、最费时的一步。需求分析首先要收集资料，并对资料进行分析整理，画出数据流程图（DataFlowDiagam，DFD），然后建立数据字典（DataDictionary，DD），

4、并把数据字典图集和数据字典的内容返回客户，进行用户确认，最后形成文档资料。需求分析是设计数据库的起点，需求分析的结果是否准确反映了客户的实际要求是否能够满足，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响设计结果是否合理和实用。2.概念设计阶段根据需求分析的结果，形成独立于机器特点、独立于各个DBMS产品的概念模型（信息世界），用E-R图来描述。PowerDesigner工具3.逻辑设计阶段将概念设计E-R图转换成具体DBMS产品支持的数据模型，如关系模型（基本表），形成数据库的模式，并对数据进行优化处理。然后根据用户处理的要求，以及安全性的考虑，在基本表（TABLE）的基础上建立必要的视图（VI

5、EW），形成数据库的外模式。4.物理设计阶段在物理设计阶段，根据DBMS特点和处理的需要，对逻辑设计的关系模型进行物理存储安排并设计索引，形成数据库（DataBase）内模式。5.数据库实施阶段运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。6.数据库运行和维护阶段数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。数据库经常性的维护工作主要由数据库管理员来完成，包括数据库的转储和恢复，数据库的安全性、完整性控制，数据库性能监视、分析和改造，以及数据库的重构

6、。在实际开发过程中，软件开发并不是按顺序从第一步进行到最后一步，而是在任何阶段，以及在进入下一阶段前一般都有一步或几步的回溯。在测试过程中出现的问题可能要求修改设计，用户还可能会提出一些需要来修改需求说明书等。