第8章数据库系统设计 - read.ppt

第8章 数据库系统设计 8.1 数据库设计过程 8.2 需求分析 8.3 概念结构设计 8.4 逻辑结构设计 8.5 物理结构设计 8.6 设计示例 习 题 8 8.1 数据库设计过程 8.1.1 数据库设计的基本步骤 按照规范设计的方法， 考虑数据库及其应用系统开发全过程， 数据库设计可分为以下六个阶段： ·需求分析; ·概念结构设计; ·逻辑结构设计; ·数据库物理设计; ·数据库实施; ·数据库运行和维护。 在数据库设计开始之前， 首先必须选定参加设计的人员， 包括系统分析人员、 数据库设计人员、 程序员、 用户和数据库管理员。 系统分析和数据库设计人员是数据库设计的核心人员， 他们将自始至终参与数据库设计， 他们的水平决定了数据库系统的质量。用户和数据库管理员在数据库设计中也是举足轻重的， 他们主要参与需求分析和数据库的运行维护， 他们的积极参与不但能加速数据库设计， 而且也是决定数据库设计的质量的重要因素。 程序员则在系统实施阶段参与进来， 分别负责编制程序和准备软硬件环境。 如果所设计的数据库应用系统比较复杂， 还应该考虑是否需要使用数据库设计工具和CASE工具， 以提高数据库设计质量并减少设计工作量， 以及选用何种工具。 1． 需求分析阶段 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)。 需求分析是整个设计过程的基础， 是最困难、 最耗费时间的一步。 需求分析是否做得充分与准确， 决定了构建数据库系统的速度与质量。 需求分析做得不好， 甚至会导致整个数据库设计返工重做。 2． 概念结构设计阶段 概念结构设计是整个数据库设计的关键， 它通过对用户需求进行综合、 归纳与抽象， 形成一个独立于具体DBMS的概念模型。 3． 逻辑结构设计阶段 逻辑结构设计是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型， 并对其进行优化。 4． 数据库物理设计阶段 数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。 5． 数据库实施阶段 在数据库实施阶段， 设计人员运用DBMS提供的数据语言及其宿主语言， 根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库， 编制与调试应用程序， 组织数据入库， 并进行试运行。 6． 数据库运行和维护阶段 数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。 在数据库系统运行过程中， 必须不断地对其进行评价、 调整与修改。 设计一个完善的数据库应用系统是不可能一蹴而就的， 它往往是上述六个阶段的不断反复。 按照这样的设计过程， 数据库设计过程如图8.1所示。 需求分析阶段， 综合各个用户的应用需求， 用数据字典、 数据流图描述数据(详细内容请读者参见软件工程学的相关内容介绍)。 在概念结构设计阶段， 将形成独立于机器特点， 独立于各个DBMS产品的概念模式， 即E-R图。 在逻辑结构设计阶段， 将E-R图转换成具体的数据库产品支持数据模型， 如关系模型， 形成数据库逻辑模式， 然后根据用户处理的要求、 安全性的考虑， 在基本表的基础上再建立必要的视图(View)， 形成数据库的外模式。 在物理设计阶段， 根据DBMS特点和处理的需要， 进行物理存储安排， 建立索引， 形成数据库内模式。 8.1.2 数据库设计的特点 ?数据库设计既是一项涉及多学科的综合性技术， 又是一项庞大的工程项目。 有人讲， “三分技术， 七分管理， 十二分基础数据”是数据库建设的基本规律， 这是有一定道理的。 技术与管理的界面(称之为“干件”)十分重要。 数据库建设是硬件、 软件和干件的结合。 这是数据库设计的特点之一。 数据库设计应该和应用系统设计相结合， 也就是说， 整个设计过程中要把结构(数据)设计和行为(处理)设计密切结合起来。 这是数据库设计的特点之二。 传统的软件工程忽视对应用中数据语义的分析和抽象。 例如结构化设计和逐步求精的方法着重于处理过程的特