數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)摘要：根據(jù)一個(gè)單位的信息需求、處理需求、數(shù)據(jù)庫(kù)的支撐環(huán)境和數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，按照規(guī)范化設(shè)計(jì)的方法，考慮數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)全過(guò)程，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模式以及典型的應(yīng)用程序，就是所謂的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)通常包括需求分析，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施，數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)六個(gè)階段。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（DatabaseDesign）是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足各種用戶(hù)的應(yīng)用需求。1、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：根據(jù)一個(gè)單位的信息需求、處理需求和數(shù)據(jù)庫(kù)的支撐環(huán)境（包括DBMS、操作系統(tǒng)和硬件），設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)模式（包括外模式、邏輯（概念）模式和內(nèi)模式）以及典型的應(yīng)用程序。其中信息需求表示一個(gè)單位所需要的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)。處理需要表示一個(gè)單位需要經(jīng)常進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理，前者表達(dá)了數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容性結(jié)構(gòu)的要求，也是靜態(tài)的要求，后者表達(dá)了基于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理要求，也是動(dòng)態(tài)的要求。DBMS、操作系統(tǒng)和硬件是建立數(shù)據(jù)庫(kù)的軟、硬件基礎(chǔ)，也是其制約因素。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)成果有兩個(gè)：一是數(shù)據(jù)模式，二是以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的典型應(yīng)用程序。應(yīng)用程序是隨著應(yīng)用而不斷發(fā)展的，在有些數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中（例如情報(bào)檢索），事先很難編出所需要的應(yīng)用程序或事務(wù)。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的最基本的成果是數(shù)據(jù)模式。不過(guò)，數(shù)據(jù)模式的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)數(shù)據(jù)處理的要求，保證大多數(shù)常用的數(shù)據(jù)處理能夠方便、快速地進(jìn)行。2、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)“三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”是數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的基本規(guī)律。技術(shù)與管理的界面（稱(chēng)之為“干件”）十分重要。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是硬件、軟件和干件的結(jié)合。這是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)之一。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)相結(jié)合，也就是說(shuō)：整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要把結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)和行為（處理）設(shè)計(jì)密切結(jié)合起來(lái)，這是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之二。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)這兩部分緊密相關(guān)、相輔相成，組成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)工程。圖1是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)的示意圖：4.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，在邏輯設(shè)計(jì)階段,將第二步所得的數(shù)據(jù)庫(kù)概念模式，轉(zhuǎn)換成以DBMS的邏輯數(shù)據(jù)模型表示的邏輯模式。數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的目標(biāo)是滿(mǎn)足用戶(hù)的完整性和安全性要求，能在邏輯級(jí)上高效率地支持各種數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)不僅涉及數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換問(wèn)題，而且涉及進(jìn)一步深入解決數(shù)據(jù)模式設(shè)計(jì)中的一些技術(shù)問(wèn)題。例如數(shù)據(jù)模式的規(guī)范化、滿(mǎn)足DBMS各種限制等。數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的結(jié)果以數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）表示。由于SQL語(yǔ)言是綜合性語(yǔ)言，DDL就相當(dāng)于SQL中定義關(guān)系模式部分。4.4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯和概念模式、DBMS及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所提供的功能和施加的限制，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、各種存取路徑、存儲(chǔ)空間的分配、記錄的存儲(chǔ)格式等。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模式雖不直接面向用戶(hù)，但對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能影響較大，所以此階段也較重要。4.5數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施階段，在數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施階段,設(shè)計(jì)人員運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言及其宿主語(yǔ)言,根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù),編制與調(diào)試應(yīng)用程序,組織數(shù)據(jù)入庫(kù),并進(jìn)行試運(yùn)行。4.6數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)階段，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中必須不斷地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)試與修改。5、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是不可能一蹴而就的，它往往是上述六個(gè)階段的不斷反復(fù)。需要指出的是，這個(gè)設(shè)計(jì)步驟是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程，包括了數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中把數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來(lái)，將這兩個(gè)方面的需求分析、抽象、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)在各個(gè)階段現(xiàn)時(shí)進(jìn)行，相互參照，相互補(bǔ)充，以完善兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)。按照這個(gè)原則，設(shè)計(jì)過(guò)程各個(gè)階段的設(shè)計(jì)描述，可用圖4概括地給出。6、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與模式結(jié)構(gòu)按照上述的設(shè)計(jì)過(guò)程，在不同的設(shè)計(jì)階段將逐步形成數(shù)據(jù)庫(kù)的三層模式。1）需求分析階段，綜合用戶(hù)的應(yīng)用需求；2）概念設(shè)計(jì)階段，形成獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS的概念模式；3）邏輯設(shè)計(jì)階段，將概念模式（可用E-R圖描述）轉(zhuǎn)換成DBMS支持的數(shù)據(jù)模型（如關(guān)系模型），形成數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模式；4）根據(jù)用戶(hù)處理的要求和安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上建立必要的視圖,形成數(shù)據(jù)庫(kù)的外模式；5）物理設(shè)計(jì)階段，根據(jù)DBMS的特點(diǎn)和處理的需求，選擇存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)模式。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)階段與數(shù)據(jù)庫(kù)模式結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系如圖5所示。7結(jié)束語(yǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)主要討論數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的方法和步驟，介紹了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)各個(gè)階段的目標(biāo)、方法、應(yīng)注意的事項(xiàng)。其中的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這也是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)。參考文獻(xiàn)：[1]薩師煊,王珊.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論[M].北京：高等教育出版社，2000.[2]史嘉權(quán).數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教程[M]北京：清華大學(xué)出版社，