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关系数据库设计本章重点本章要求了解数据库设计的方法、特点和步骤，掌握需求分析、概念结构、逻辑结构、物理结构、数据库实施、数据库运行和维护六个阶段设计的目标、方法和应注意的事项，重点掌握概念结构和逻辑结构设计这二个阶段。

21数据库设计概述数据库设计是建立数据库及其应用系统的技术，是信息系统开发和建设中的核心技术。具体说，数据库设计是指对于一个给定的应用环境，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)。在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。下面介绍数据库设计的方法、特点和步骤。

31.1数据库设计的任务数据库设计的任务，有广义和狭义两种定义一是数据库，二是以数据库为基础的应用系统。数据库，不包括应用系统

4评判数据库设计结果好坏的主要准则有：1.完备性数据库应能表示应用领域所需的所有信息，数据是可用的、准确的、安全的2.一致性信息是一致的，减少数据的冗余，保证数据的一致性3.优化规范化和高效率，易于操作，满足用户的性能需求易维护维护时改动比较少而且方便，扩充性好，不影响数据库的完备性和一致性，也不影响数据库性能。

51.1数据库设计的步骤我们按规范设计的方法将数据库设计分为以下六个阶段：需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计实施和维护需求说明概念模型逻辑模型物理模式数据库图数据库设计步骤

6需求分析阶段第1步：了解和分析用户的应用需求（包括数据与处理），进行需求收集和分析。概念结构设计阶段第2步：对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体RDBMS的概念模型。逻辑结构设计阶段第3步：按照一组转换规则，将概念模型转换为某个RDBMS支持的关系模型；第10步：根据规范化理论，对关系模型进行优化。若对逻辑结构设计不满意，则转第3步进行。

7物理结构设计阶段第5步：为关系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）；第6步：对此物理结构进行评价设计和性能预测。若对物理结构设计不满意，则转第3或第5步进行。数据库实施阶段第7步：运用RDBMS提供的数据语言，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，并组织数据入库；第8步：系统的试验性运行。若对数据库实施不满意，则转第5步进行。数据库运行和维护阶段第9步：数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统的运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。

82需求分析2.1需求分析的任务和方法需求分析阶段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)，充分了解原系统的工作概况，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新系统的功能。新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变。调查的重点是“数据”和“处理”，通过调查要从中获得每个用户对数据库的如下要求：1.信息要求2．处理要求3.安全性和完整性的要求为了很好地完成调查的任务，设计人员必须不断地与用户交流，与用户达成共识，以便逐步确定用户的实际需求，然后分析与表达这些需求。

9需求收集的方法:访谈、问卷调查、查阅历史纪录等等；需求分析的过程和结果：通过自顶向下或自底向上的分析方法，用数据流图和数据字典描述系统，再次与用户交互，征得用户的认可。

102.2数据流图如何分析和表达用户的需求，这是一个重要的问题。在众多的分析方法中，结构化分析是一个简单实用的方法。该方法用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。用数据流图，数据字典描述系统。任何一个系统都可以抽象为如图5.2所示的情况。图5.2系统高层抽象图数据流图表达了数据和处理过程的关系。

112.3数据字典数据字典是对系统中数据的详尽描述，是各类数据属性的清单。对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果。数据字典是各类数据描述的集合，它通常包括以下五个部分：●数据项，是数据的最小单位（名，数据类型，取值范围）。●数据结构，是若干数据项有意义的集合（队列、堆栈，表）。●数据流，可以是数据项，也可以是数据结