数据库（四）—— 数据库设计

一、数据库设计概述

1、数据库的生命周期

数据库的生命周期可分为两个阶段，分别是数据库分析与设计阶段、数据库实现与操作阶段。

⑴ 数据库分析与设计阶段：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计；

⑵ 数据库实现与操作阶段：实现、操作与监督、修改与调整；

2、数据库设计的目标

数据库设计的两个重要目标，分别是满足应用功能需求和良好的数据库性能。

⑴ 应用功能需求：是指用户当前与可预知的将来应用所需要的数据及其联系，应全部准确的存储在数据库之中，从而可满足用户应用中所需要的对数据进行的增、删、查、改等操作；

⑵ 良好的数据库性能：是指对数据的高效率存储和空间的节省，并具有良好的数据共享性、完整性、一致性以及安全保密性。

3、数据库设计的内容

数据库设计是从用户对数据的需求出发，研究并构造数据库的过程，其中包含两个方面的内容：

⑴ 数据库结构设计：它是针对给定的应用环境进行数据库的模式或子模式的设计，包括数据库的概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。模式定义并给出各应用程序共享的结构，是静态的，一旦形成通常不会改变；

⑵ 数据库行为设计：它是确定数据库用户的行为和动作，而用户的行为和动作是对数据库的操作，它们通常是通过应用程序来实现的。由于用户的行为会使数据库的内容发生变化，所以行为设计是动态的。

4、数据库设计的方法

数据库设计方法可分为三类，分别是直观设计法、规范设计法和计算机辅助设计法。

⑴ 直观设计法

        它是一种原始的数据库设计方法，它利用设计者的经验和技巧来设计数据库的模式。由于缺乏科学理论的指导，设计的质量很难保证。

⑵ 规范设计法

常见的规范设计法有以下几下：

① 新奥尔良设计方法

         这种方法将数据库设计分为四个阶段，分别是需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计，它注重数据库的结构设计，而不太考虑数据库的行为设计。

② 基于E-R模型图的数据库设计方法

        它的基本思想是在需求分析的基础上用E-R图构造一个反映现实世界实体之间联系的企业模式，然后将此模式转换成某一特定DBMS下的概念模式。

③ 基于第三范式的设计方法

         它是一种结构设计方法，其思想是在需求分析的基础上首先确定数据库的模式、属性及属性之间的依赖关系，然后将它们组织在一个单一的关系模式中，再分析关系模式中不符合第三范式的约束条件，进行模式分解，规范成若干个第三范式模式的集合。

⑶ 计算机辅助设计法

        它是指在数据库设计过程中，以领域专家的知识或经验为主导，模拟某一规范化设计的方法，通过人机交互的方式来完成设计的某些过程。

5、数据库设计的过程

 数据库设计分为以下几个阶段：

⑴ 需求分析阶段；

⑵ 结构设计阶段，包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计；

⑶ 行为设计阶段，包括功能设计、事务设计和程序设计；

⑷ 数据库实施阶段，包括加载数据库数据和调试运行应用程序；

⑸ 数据库运行和维护阶段。

二、数据库设计的基本步骤

1、需求分析

需求分析一般分为四个步骤，分别是确定数据库范围、分析数据应用过程、收集与分析数据和编写需求分析报告。

⑴ 确定数据库范围

        它是指确定数据库应支持哪些应用功能，该范围应尽可能的考虑较广泛的应用部门或应用领域，充分满足用户的应用功能需求。同时，还应尽可能的考虑将来的应用需求，以提高数据库的应变能力。

⑵ 应用分析过程

        它是指了解并分析数据与数据处理之间的关系。在确定数据库范围之后，数据库设计人员应逐步了解和分析每一个功能要用到哪些数据、数据使用的顺序、对数据的处理策略以及数据处理的结果等