第5章关系数据库设计

1、第5章关系数据库设计5 51 1 数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤5.2 5.2 关系数据库设计方法关系数据库设计方法 5.3 5.3 数据库设计举例数据库设计举例第第5 5章章 数据库设计数据库设计25.1.1 5.1.1 需求分析阶段需求分析阶段5.1.2 5.1.2 概念模型设计阶段概念模型设计阶段5.1.3 5.1.3 逻辑模型设计阶段逻辑模型设计阶段5.1.4 5.1.4 数据库物理设计阶段数据库物理设计阶段5.1.5 5.1.5 数据库实施阶段数据库实施阶段5.1.6 5.1.6 数据库运行和维护阶段数据库运行和维护阶段51 数据库设计的基本步骤第第5 5章章 数据库设计数

2、据库设计3图图5.1 5.1 数据库设计步骤数据库设计步骤第第5 5章章 数据库设计数据库设计4 进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗时的一步。作为难、最耗时的一步。作为“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与准确，决定了在其上构建与准确，决定了在其上构建“数据库大厦数据库大厦”的速度与质量。的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设计，因此，需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设

3、计，因此，务必引起高度重视。务必引起高度重视。511 需求分析阶段需求分析阶段第第5 5章章 数据库设计数据库设计5在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为“组织模式组织模式”。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转换。这样做有以下好处：换。这样做有以下好处：（1 1）数据库设计各阶段的任务

4、相对单一化，设计复杂程度）数据库设计各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度得到降低，便于组织管理。得到降低，便于组织管理。（2 2）概念模式不受特定）概念模式不受特定DBMSDBMS的限制，也独立于存储安排，的限制，也独立于存储安排，因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。（3 3）概念模式不含具体的）概念模式不含具体的DBMSDBMS所附加的技术细节，更容易所附加的技术细节，更容易为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求。为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求。512 概念模型设计阶段概念模型设计阶段第第5 5章章 数据库设计数据库设计6逻辑模型设计阶段的

5、任务是将概念模型设计阶段得到的基本逻辑模型设计阶段的任务是将概念模型设计阶段得到的基本E-RE-R图，转换为与选用的图，转换为与选用的DBMSDBMS产品所支持的数据模型相符合的产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。逻辑结构。如采用基于如采用基于E-RE-R模型的数据库设计方法，该阶段就模型的数据库设计方法，该阶段就是将所设计的是将所设计的E-RE-R模型转换为某个模型转换为某个DBMSDBMS所支持的数据模型；如所支持的数据模型；如采用用户视图法，则应进行采用用户视图法，则应进行表的规范化，列出所有的关键字表的规范化，列出所有的关键字以及用数据结构图描述表集合中的约束与联系，汇总各用户以及用

6、数据结构图描述表集合中的约束与联系，汇总各用户视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库系统系统。513 逻辑模型设计阶段逻辑模型设计阶段第第5 5章章 数据库设计数据库设计7数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：具体的程序设计：（1 1）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度

7、，以及逻辑）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。记录到存储记录的映射。（2 2） 确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记记录聚簇（录聚簇（clustercluster）”技术能满足这个要求。技术能满足这个要求。（3 3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。键检索，后者用于辅助键检索。（4 4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面

8、）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。进行分析，作出权衡。（5 5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。514 数据库物理设计阶段数据库物理设计阶段第第5 5章章 数据库设计数据库设计8根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统

9、上建立起实际根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实施阶段。实施阶段主要有三项工作。施阶段。实施阶段主要有三项工作。（1 1）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的程序即程序即“源模式源模式”，经，经DBMSDBMS编译成目标模式并执行后，便建立编译成目标模式并执行后，便建立了实际的数据库结构。了实际的数据库结构。（2 2）装入试验数据对应用程序进行调试。试验数据可以是实际）装入试验数据对应用程序进行调试。试验

10、数据可以是实际数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据尽可能覆盖现实世界的各种情况。尽可能覆盖现实世界的各种情况。（3 3）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的物理模型设计甚至逻辑模型设计。物理模型设计甚至逻辑模型设计。515 数据库实施阶段数据库实施阶段第第5 5章章 数据库设计数据库设计9数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：（1 1）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生故障后及时恢复。故障后及时恢复。（2 2）监测并改善数据库运行性能：对数据库的存储空间状况）监测并改善数据库