信息系统开发中的数据库设计 (2000年)

在信息系统开发中，数据库设计是一个至关重要的环节，它不仅涉及数据的组织和管理，而且对于整个信息系统的性能和稳定性具有决定性影响。文章《信息系统开发中的数据库设计》针对当时信息系统开发中普遍存在的问题——系统设计与系统分析之间的脱节，提出了一种新的数据库设计方法。这种方法旨在确保系统分析阶段所设计的逻辑模型能够平滑过渡到系统设计阶段的数据库设计，以此保证设计的质量同时加快设计的进程。 在讨论数据库设计之前，必须先了解信息系统开发的背景和目标。信息系统的主要功能是对企业、事业单位的大量数据进行加工处理，以提供及时准确的决策信息给各级管理者。这一过程中，数据的合理组织是数据库设计的核心内容。在70年代之前，数据组织主要通过文件系统来实现，但随着数据库管理系统特别是关系型数据库管理系统的广泛应用，数据管理变得更加高效和规范。因此，本文所讨论的数据库设计方法均基于关系数据库的应用。 为了解决系统设计与系统分析脱节的问题，文章提出了一种系统分析与系统设计相一致的数据库设计方法。在结构化系统分析阶段，新系统逻辑模型主要通过数据流程图（DFD）和数据字典（DD）进行描述。DFD主要关注处理功能，并用数据存储来表示处理所需的数据和处理结果数据。数据存储的设计基于系统处理功能的需要，并在数据字典中对这些数据存储进行定义，确定数据结构。在数据库设计中，通常不会重新开始从需求分析做起，而是应该利用系统分析阶段所设计的数据存储，依据关系数据库规范化理论进行数据库的物理设计。 文章通过一个职工档案管理信息系统的实例，说明了提出的数据库设计方法。在实例中，职工档案信息来源于职工登记卡，数据项包括职工编号、姓名、性别、出生年月、政治面貌、籍贯、家庭住址、工作部门、职务、职称、文化程度、婚否等。通过DFD输入部分的分析，可以看出设计者普遍采用的“一表一库”的设计思想。即根据系统需求建立相应的数据存储。然而，这种方法忽略了系统分析阶段所完成的工作，容易导致后续设计阶段出现脱节和矛盾。 为了使系统分析与系统设计相一致，文章提出在系统设计阶段，需要将DFD中的数据存储转换为关系，并利用关系数据库规范化理论来决定每个数据存储转换为几个关系，以及每个关系由哪些属性组成。在满足第三范式（3NF）的前提下，文章以职工档案为例，将“职工档案”数据存储分解为三个关系：自然情况、社会关系和个人简历。这三个关系能够完整地保留《职工登记卡》中的所有信息，同时保证了关系的规范化。 在进行关系数据库的规范化过程中，首先考虑数据存储是否满足第一范式（1NF），即确保每个数据项不可再分，且每一列都是不可分割的基本数据项。在此基础上，再进一步考虑是否满足第二范式（2NF）和第三范式（3NF），目的是消除数据冗余，简化数据依赖，提高数据的存储效率和系统的维护性。 总结来看，文章提出的数据库设计方法强调了系统分析与系统设计阶段之间的衔接，避免了在数据库设计阶段重新进行需求分析，从而节省了设计时间，保证了设计质量。同时，通过采用规范化理论，使得数据结构设计更为合理，既满足了系统的数据处理需求，又提高了数据库的性能。此外，通过实例演示了如何将系统分析阶段的成果应用于数据库设计，为相关领域的信息系统开发提供了一种可操作的设计指导。