[工学]数据库系统概论第六章数据库设计.ppt

第六章数据库设计 数据库设计概述 数据库设计是指对于一个给定的应用领域，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）数据操作需求，有效地支持各种应用系统的开发和运行。 数据库设计概述 数据库设计的关键是构造合理的数据模型。这个数据模型 要较好地反映现实世界信息、信息之间的联系， 能反映出使用者对数据的需求和操作特点， 能方便地在某个选定的DBMS支持下实现。 数据库设计的特点 数据库设计与硬件、软件和干件紧密相关。 数据库设计要把结构（数据）设计和行为（处理）设计密切结合起来。 数据库设计的方法 手工试凑方法 规范化设计方法 自动数据库设计工具 数据库设计的方法 手工试凑方法 数据库设计的方法 手工试凑方法的缺点 现在数据库的数据量大，数据间关系复杂，用户众多，使用要求各式各样，很难仅凭经验进行设计。 直接设计把数据的逻辑结构，物理结构、处理要求等一起考虑，很难对模式进行评价和优化。用户需求一旦发生变化，数据结构很难随之发生变化。 数据库设计与具体的DBMS紧密结合，移植困难。 缺乏文档资料，难于与用户交流，对设计难于评审，往往到运行中才能发现问题。 难以由多个人合作进行设计。 数据库设计的方法 规范化设计方法 规范化设计方法认为数据库设计涉及了很多问题，每类问题有其不同的自然论域。规范化设计方法依据软件工程的思想，把整个设计过程划分为若干阶段，把数据库设计这一复杂的大问题分为若干相对简单的小问题，每个阶段只解决整个设计中的部分问题。整个设计方法是迭代过程，每一过程完成时要进行设计分析，产生各种设计文档，并组织评审和用户交流，如不满足要求则进行修改。 数据库的生命周期 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库的实施 数据库运行与维护 规范化设计的特点 反复性 数据库设计不可能“一气呵成”，需要反复推敲和修改才能完成。前阶段的设计是后阶段设计的基础和起点，但后阶段也可向前阶段反馈其要求，如此反复修改，以臻完善。 试探性 数据库设计结果一般不是唯一的。设计的过程是个试探的过程。在设计过程中，有各式各样的要求和制约因素，它们之间往往是矛盾的。数据库的设计很难说是最佳的，常常得之于东，而失之于西，何去何从取决于数据库设计者的权衡和单位的决策。 规范化设计的特点 分步进行 数据库设计常常由不同的人员分阶段进行。这样做，一是由于技术上分工的需要，二是为了分段把关，逐级审查，保证设计的质量和进度。 需求分析 需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）的工作情况，明确用户的各种需求，并预测系统今后可能的扩充和改变，然后在此基础上确定新系统的功能。 需求分析 调查的重点是“数据”和“处理”，包括： 信息要求，指用户需要从数据库中获得的信息的内容与性质。从中可以导出数据要求。 处理要求，指用户要完成什么处理功能，对处理的响应时间和处理方式的要求。 安全性与完整性的要求 需求分析的具体步骤 调查组织机构情况 调查各部门的业务活动情况 在熟悉了业务活动的基础上，协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求、处理要求、完整性与安全性要求。 确定新系统的边界 预测系统的未来改变 强调用户参与 数据字典 数据字典是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。 数据字典包括： 数据项 数据结构 数据流 数据存储 处理过程 数据字典 数据项描述 {数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范围，取值含义，与其它数据项的逻辑关系，数据项之间的联系} 数据结构描述 {数据结构名，含义说明，组成：{数据项或数据结构}} 数据流描述 {数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成：{数据结构}，平均流量，高峰期流量} 数据字典 数据存储描述 {数据存储名，说明，编号，输入的数据流，输出的数据流，组成{数据结构}，数据量，存取频度，存取方式} 处理过程描述 {处理过程名，说明，输入：{数据流}，输出：{数据流}，处理：{简要说明}} 预测现行系统的未来改变 现行系统的未来改变信息是其他数据库设计阶段的参考信息。通过这些信息，我们可以考虑使最终数据库尽量适应未来改变，减少将来为适应改变而引起的数据库修改或重新设计，使数据库具有较好的适用性。 应用领域中已有的，但目前尚未被数据库系统支持的应用。 应用领域中各种应用功能可能的扩充、减少和改变。 应用领域的上述改变对数据库支持的信息和应用范围、数据项定义、数据项之间的关系和数据库操作任务的影响。 强调用户的参与 设计人员应当与用户对于需求形成共同的理解，并共同确保数据库的设计正确表达和解决了用户的需求，对设计工作的结果承担共同的责