数据库设计重、难点.doc

第7章 数据库设计重、难点 7.1 概述 7.1.1 数据库设计的任务 数据库的生命周期：一是数据库的设计阶段，二是数据库的实施和运行阶段。 数据库设计的基本任务：根据一个单位的信息需求、处理需求和数据库的支撑环境（包 括DBMS、操作系统和硬件），设计出数据模式（包括外模式、逻辑（概念）模式和内模 式）以及典型的应用程序。 数据库设计的两种不同的方法：一种是以信息需求为主，兼顾外理需求，这种称为面向 数据的设计方法；另一种是以处理需求主主，兼顾信息需求，这种方法称为面向过程的 设计方法。 数据库设计的成果：一是数据模式，二是以数据库为基础的典型应用程序。 7.1.2 数据库设计的特点 1） 反复性 2） 试探性 3） 分步进行 7.1.3 数据库设计的步骤（P143图7.1） 1、 需求分析 2、 概念设计 3、 逻辑设计 4、 物理设计 7.2 需求分析 设计一个数据库，首先必须确认数据库的用户和用途。由于数据库是一个单位的模拟， 数据库设计者必须对一个单位的组织机构、各部门的联系、有关事物和活动以及描友谊 赛它们的数据、信息流程、政策和制度、报表及其格式和有关的文档等有所了解。收集 和分析这些资料的过程称为需求分析。 元数据 数据字典（P145） 7.2.1 应用领域的调查 两个阶段：第一阶段，对应用领域的组织结构、业务流程和数据流程进行调查，对现行 系统的功能和所需信息有一个明确的认识；第二阶估，在第一阶段的基础上进行应用领 域的分析，抽象出应用领域的逻辑模型，最后把逻辑模型用数据流图来表示。 7.2.2 定义信息与应用（P147） 定义数据库系统支持的信息的目的及步骤 定义数据库系统支持的应用的目的及步骤 7.2.3 定义操作任务（DBIPO图） 一个应用包括一个或多个数据库操作任务。每个数据库操作任务可属于多个应用。 划分数据库操作任务的规则如下：1，2，3，4（P148） 7.2.4 定义数据项（DD） 7.2.5 预测未来的改变 7.3 概念设计 概念设计的任务包括数据库概念模式设计和事务设计两个方面。其中事务设计的任务 是，考察需求分析阶段提出的数据库操作任务，形成数据库事务的高级说明。数据库概 念模式设计的任务是，以需求分析阶段所识别的数据项和应用领域的求来改变信息为基 础，使用高级数据库模型建立数据库概念模式。 7.3.1 概念设计的基本方法 1、 集中式模式设计法 2、 视图综合设计法 7.3.2 视图设计的基本策略 1、 自顶向下 2、 自底向上 3、 由内向外 7.3.3 视图综合设计方法 1、 局部概念模式设计 2、 视图的集成 7.4 逻辑设计（定义解释p165） 7.4.1 E/R图到关系模式的转换 1、 实体集的转换 2、 联系的转换 1） 1：1联系 2） 1：N联系 3） M：N联系 7.4.2 逻辑模式的规范化和优化 7.5 物理设计 （P160） 数据库物理设计的任务是在数据库逻辑设计的基础上，为每个关系模式选择合适的存取 方法和存储结构。最常用的存取方法是索引方法。在常用的连接属性和选择属性上建立 索引，可显著提高查询效率。 7.5.1 影响物理设计的因素 7.5.2 选择存取方法 7.5.3 设计存储结构 1） 减少访盘冲突，提高I/O的并行性 2） 分散热点数据，均衡I/O负荷 3） 保证关键数据的快速访问，缓解系统的瓶颈 7.6 数据库的实施、运行和维护 7.6.1 数据库的实施 1、 建立实际数据库的结构 2、 装入试验数据，调试应用程序 3、 装入实际数据 4、 进入试运行 7.6.2 数据库的运行和维护 1、 数据库的转储和恢复 2、 维持数据库的安全性与完整性 3、 监测并改善数据库性能 4、 数据库的重组和重构 ----------------------- 数据库设计重、难点全文共5页，当前为第1页。 数据库设计重、难点全文共5页，当前为第2页。 数据库设计重、难点全文共5页，当前为第3页。 数据库设计重、难点全文共5页，当前为第4页。 数据库设计重、难点全文共5页，当前为第5页。 数据库设计是IT领域中的核心环节，它涉及到从需求分析到实施、运行和维护的全过程。这一过程具有反复性、试探性和分步进行的特点，确保了数据库能够满足用户的实际需求。 数据库设计的任务分为两个主要阶段：设计阶段和实施运行阶段。在设计阶段，设计师需根据单位的信息需求、处理需求和支撑环境（包括DBMS、操作系统和硬件）来设计数据模式，包括外模式、逻辑模式（概念模式）和内模式，并构建基于数据库的应用程序。设计方法有两种：面向数据和面向过程，前者注重信息需求，后者侧重处理需求。 数据库设计具有以下特点： 1. 反复性：设计过程中可能需要多次迭代，以确保满足所有需求。 2. 试探性：设计可能需要尝试多种方案，才能找到最佳解决方案。 3. 分步进行：从需求分析到物理设计，每一步都是连续且相互关联的。 需求分析是设计的第一步，需要深入了解单位的组织结构、业务流程、数据流程等，收集并分析元数据，创建数据字典。应用领域的调查分为两个阶段，首先是理解现有系统功能和信息需求，然后抽象出逻辑模型。定义信息与应用、操作任务和数据项是需求分析的关键步骤，同时预测未来变化以保证设计的前瞻性。 概念设计包括数据库概念模式设计和事务设计。前者基于需求分析阶段识别的数据项和应用需求，使用高级数据库模型建立；后者则将操作任务转化为事务的高级说明。概念设计有集中式模式设计法和视图综合设计法，视图设计策略则有自顶向下、自底向上和由内向外等方法。 逻辑设计涉及将E/R图转换为关系模式，包括实体集和各种联系的转换，并进行规范化和优化，以提高数据的一致性和减少冗余。物理设计是根据逻辑设计选择存取方法（如索引）和存储结构，以提升查询效率，同时考虑减少I/O冲突、均衡负载和保障关键数据的快速访问。 数据库的实施包括建立实际数据库结构、装入试验数据调试、装入实际数据和试运行。运行和维护阶段，需要进行数据库的转储和恢复、保持安全性与完整性、监测性能并进行必要的重组和重构。 数据库设计是一个复杂而全面的过程，涵盖了需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计以及后期的实施、运行和维护，确保数据库高效、稳定地服务于各类应用。