1、第5章關系數據庫設計5 51 1 數據庫設計的基本步驟數據庫設計的基本步驟5.2 5.2 關系數據庫設計方法關系數據庫設計方法 5.3 5.3 數據庫設計舉例數據庫設計舉例第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計25.1.1 5.1.1 需求分析階段需求分析階段5.1.2 5.1.2 概念模型設計階段概念模型設計階段5.1.3 5.1.3 邏輯模型設計階段邏輯模型設計階段5.1.4 5.1.4 數據庫物理設計階段數據庫物理設計階段5.1.5 5.1.5 數據庫實施階段數據庫實施階段5.1.6 5.1.6 數據庫運行和維護階段數據庫運行和維護階段51 數據庫設計的基本步驟第第5 5章章 數據庫設計數

2、據庫設計3圖圖5.1 5.1 數據庫設計步驟數據庫設計步驟第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計4 進行數據庫設計首先必須準確了解與分析用戶需求，包括進行數據庫設計首先必須準確了解與分析用戶需求，包括數據與處理需求。需求分析是整個設計過程的基礎，是最困數據與處理需求。需求分析是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗時的一步。作為難、最耗時的一步。作為“地基地基”的需求分析是否做得充分的需求分析是否做得充分與準確，決定了在其上構建與準確，決定了在其上構建“數據庫大廈數據庫大廈”的速度與質量。的速度與質量。需求分析做得不好，可能會導致整個數據庫重新設計，因此，需求分析做得不好，可能會導致整個數據庫重新設

3、計，因此，務必引起高度重視。務必引起高度重視。511 需求分析階段需求分析階段第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計5在概念設計階段，設計人員僅從用戶角度看待數據及其處理在概念設計階段，設計人員僅從用戶角度看待數據及其處理要求和約束，產生一個反映用戶觀點的概念模式，也稱為要求和約束，產生一個反映用戶觀點的概念模式，也稱為“組織模式組織模式”。概念模式能充分反映現實世界中實體間的聯。概念模式能充分反映現實世界中實體間的聯系，又是各種基本數據模型的共同基礎，易于向關系模型轉系，又是各種基本數據模型的共同基礎，易于向關系模型轉換。這樣做有以下好處：換。這樣做有以下好處：（1 1）數據庫設計各階段的任務

4、相對單一化，設計復雜程度）數據庫設計各階段的任務相對單一化，設計復雜程度得到降低，便于組織管理。得到降低，便于組織管理。（2 2）概念模式不受特定）概念模式不受特定DBMSDBMS的限制，也獨立于存儲安排，的限制，也獨立于存儲安排，因而比邏輯設計得到的模式更為穩定。因而比邏輯設計得到的模式更為穩定。（3 3）概念模式不含具體的）概念模式不含具體的DBMSDBMS所附加的技術細節，更容易所附加的技術細節，更容易為用戶所理解，因而能準確地反映用戶的信息需求。為用戶所理解，因而能準確地反映用戶的信息需求。512 概念模型設計階段概念模型設計階段第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計6邏輯模型設計階段的

5、任務是將概念模型設計階段得到的基本邏輯模型設計階段的任務是將概念模型設計階段得到的基本E-RE-R圖，轉換為與選用的圖，轉換為與選用的DBMSDBMS產品所支持的數據模型相符合的產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。邏輯結構。如采用基于如采用基于E-RE-R模型的數據庫設計方法，該階段就模型的數據庫設計方法，該階段就是將所設計的是將所設計的E-RE-R模型轉換為某個模型轉換為某個DBMSDBMS所支持的數據模型；如所支持的數據模型；如采用用戶視圖法，則應進行采用用戶視圖法，則應進行表的規范化，列出所有的關鍵字表的規范化，列出所有的關鍵字以及用數據結構圖描述表集合中的約束與聯系，匯總各用戶以及用

6、數據結構圖描述表集合中的約束與聯系，匯總各用戶視圖的設計結果，將所有的用戶視圖合成一個復雜的數據庫視圖的設計結果，將所有的用戶視圖合成一個復雜的數據庫系統系統。513 邏輯模型設計階段邏輯模型設計階段第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計7數據庫的物理結構主要指數據庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存取方法。數據庫的物理結構主要指數據庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存取方法。物理設計可分五步完成，前三步涉及到物理結構設計，后兩步涉及到約束和物理設計可分五步完成，前三步涉及到物理結構設計，后兩步涉及到約束和具體的程序設計：具體的程序設計：（1 1）存儲記錄結構設計：包括記錄的組成、數據項的類型、長度

7、，以及邏輯）存儲記錄結構設計：包括記錄的組成、數據項的類型、長度，以及邏輯記錄到存儲記錄的映射。記錄到存儲記錄的映射。（2 2） 確定數據存放位置：可以把經常同時被訪問的數據組合在一起，確定數據存放位置：可以把經常同時被訪問的數據組合在一起，“記記錄聚簇（錄聚簇（clustercluster）”技術能滿足這個要求。技術能滿足這個要求。（3 3）存取方法的設計：存取路徑分為主存取路徑及輔存取路徑，前者用于主）存取方法的設計：存取路徑分為主存取路徑及輔存取路徑，前者用于主鍵檢索，后者用于輔助鍵檢索。鍵檢索，后者用于輔助鍵檢索。（4 4）完整性和安全性考慮：設計者應在完整性、安全性、有效性和效率方面

8、）完整性和安全性考慮：設計者應在完整性、安全性、有效性和效率方面進行分析，作出權衡。進行分析，作出權衡。（5 5）程序設計：在邏輯數據庫結構確定后，應用程序設計就應當隨之開始。）程序設計：在邏輯數據庫結構確定后，應用程序設計就應當隨之開始。物理數據獨立性的目的是消除由于物理結構的改變而引起對應用程序的修改。物理數據獨立性的目的是消除由于物理結構的改變而引起對應用程序的修改。當物理獨立性未得到保證時，可能會引發對程序的修改。當物理獨立性未得到保證時，可能會引發對程序的修改。514 數據庫物理設計階段數據庫物理設計階段第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計8根據邏輯設計和物理設計的結果，在計算機系統

9、上建立起實際根據邏輯設計和物理設計的結果，在計算機系統上建立起實際數據庫結構、裝入數據、測試和試運行的過程稱為數據庫的實數據庫結構、裝入數據、測試和試運行的過程稱為數據庫的實施階段。實施階段主要有三項工作。施階段。實施階段主要有三項工作。（1 1）建立實際數據庫結構。對描述邏輯設計和物理設計結果的）建立實際數據庫結構。對描述邏輯設計和物理設計結果的程序即程序即“源模式源模式”，經，經DBMSDBMS編譯成目標模式并執行后，便建立編譯成目標模式并執行后，便建立了實際的數據庫結構。了實際的數據庫結構。（2 2）裝入試驗數據對應用程序進行調試。試驗數據可以是實際）裝入試驗數據對應用程序進行調試。試驗

10、數據可以是實際數據，也可由手工生成或用隨機數發生器生成。應使測試數據數據，也可由手工生成或用隨機數發生器生成。應使測試數據盡可能覆蓋現實世界的各種情況。盡可能覆蓋現實世界的各種情況。（3 3）裝入實際數據，進入試運行狀態。測量系統的性能指標，）裝入實際數據，進入試運行狀態。測量系統的性能指標，是否符合設計目標。如果不符，則返回到前面，修改數據庫的是否符合設計目標。如果不符，則返回到前面，修改數據庫的物理模型設計甚至邏輯模型設計。物理模型設計甚至邏輯模型設計。515 數據庫實施階段數據庫實施階段第第5 5章章 數據庫設計數據庫設計9數據庫系統正式運行，標志著數據庫設計與應用開發工作的數據庫系統正式運行，標志著數據庫設計與應用開發工作的結束和維護階段的開始。運行維護階段的主要任務有四項：結束和維護階段的開始。運行維護階段的主要任務有四項：（1 1）維護數據庫的安全性與完整性：檢查系統安全性是否受）維護數據庫的安全性與完整性：檢查系統安全性是否受到侵犯，及時調整授權和密碼，實施系統轉儲與備份，發生到侵犯，及時調整授權和密碼，實施系統轉儲與備份，發生故障后及時恢復。故障后及時恢復。（2 2）監測并改善數據庫運行性能：對數據庫的存儲空間狀況）監測并改善數據庫