数据库设计概述_数据设计

数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造(设计)优化的数据库逻辑模式和物理模式，并据此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储和管理数据，满足各种用户的应用需求。数据库设计的目标是为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效的运行环境。

1. 数据库设计的特点

(1) 数据库建设的基本规律

“三分技术，七分管理，十二分基础数据”是数据库设计的特点之一。

(2) 结构(数据)设计和行为(处理)设计相结合

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数据库结构设计和对数据的处理设计密切结合起来。

2. 数据库设计方法

(1) 新奥尔良方法。

(2) 基于E-R模型的设计方法。

(3) 3NF（第三范式）的设计方法。

(4) 面向对象的数据库设计方法。

(5)统一建模语言（UML）方法。

3. 数据库设计的基本步骤

按照结构化系统设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段。

在数据库设计过程中，需求分析的概念结构设计可以独立于任何数据库管理系统进行，逻辑结构设计和物理结构设计与选用的数据库管理系统密切相关。

•  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，是最困难和最耗费时间的一步。

• 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，形成了一个独立于具体数据库管理系统的概念模型。

• 逻辑结构设计阶段

逻辑结构设计是讲概念结构转换为某个数据库管理系统所支持的数据模型，并对其进行优化。

• 物理结构设计阶段

物理结构设计是为逻辑数据模型选取一个最合适应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）。

• 数据库的实施阶段

在数据库实施阶段，设计人员运用数据库管理系统提供的数据库语言及其宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编写与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行。

• 数据库的运行和维护阶段

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对其进行评估，调整与修改。

设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断重复。

这个设计步骤既是数据库设计的过程，也包括了数据库应用系统的设计过程。设计过程各个阶段的数据设计描述如下图所示。

 4. 数据库设计过程中的各级模式

数据库设计的不同阶段形成数据库的各级模式，如图所示。

(1) 需求分析阶段，综合各个用户的应用需求；

(2) 在概念设计阶段形成独立于机器特点，独立于各个DBMS产品的概念模式，本篇中就是E-R图；

(3) 在逻辑设计阶段将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式；

(4) 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地视图，形成数据的外模式；

(5) 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，形成数据内模式。