数据库系统的设计方法

数据库系统原理 及应用

2014-2-9

第3章 数据库系统的设计方法3.13.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4

数据库系统设计概述数据库系统设计的内容 数据库系统设计应注意的问题 数据库设计的基本方法 数据库系统设计的基本步骤

3.23.2.1 3.2.2

系统需求分析需求分析的任务和方法 数据字典及其表示

3.3

数据库逻辑结构的设计

3.3.1 概念结构的特点及设计方法 3.3.2 数据抽象与局部视图设计 3.3.3 视图的集成

3.4

数据库逻辑结构的设计

3.4.1 概念模型向网状模型转换 3.4.2 概念模型向关系模型的转换2

3.1

数据库系统设计概述

数据库设计是设计数据库结构特性，为特定应用环境构造出最优的数据模 型；数据库应用系统设计是设计数据库的行为结构特性，建立能满足各种 用户对数据库应用需求的功能模型。

3.1.1 数据库系统设计的内容 目标：对于给定的应用环境，建立一个性能良好的、能满足不同 用户使用要求的、又能被选定的DBMS所接受的数据库系统模式。 按照该模式建立的数据库系统，应当能够完整地反映现实世界中 信息及信息之间的联系；能够有效地进行数据存储；能够方便地 执行各种数据检索和处理操作；并且有利于进行数据维护和数据 控制管理的工作。 内容：数据库的结构特性设计，数据库的行为特性设计，数据库 的物理模式设计。将结构特性设计和行为特性设计结合起来，相 互参照，同步进行，才能较好地达到设计目标。3

1. 数据库的结构特性设计先将现实世界中的事物、事物间的联系用E-R图表示， 再将各个分E-R图汇总，得出数据库的概念结构模型，最后 将概念结构模型转化为数据库的逻辑结构模型表示。

2. 数据库的行为特性设计首先要将现实世界中的数据及应用情况用数据流程图 和数据字典表示，并详细描述其中的数据操作要求(即操 作对象、方法、频度和实时性要求),进而得出系统的功 能模块结构和数据库的子模式。

3. 数据库的物理模式设计根据库结构的动态特性(即数据库应用处理要求), 在选定的DBMS环境下，把数据库的逻辑结构模型加以物 理实现，从而得出数据库的存储模式和存取方法。4

企业 数据分析 用户业务活动分析

概念模型设计逻辑模式设计 物理模式设计 用户子模式设计 加载试验数据

功能模型事务设计 程序说明 应用程序设计 调试和运行

性能考核 不

满意 是 加载数据库投入运行维护5

3.1.2

数据库系统设计应注意的问题

1. 考虑到计算机硬件、软件和干件的实际情况(1) 数据库系统的硬件条件根据其数据存储设备、网络和通信设备、计算机性能等硬件条件设 计数据库的规模、数据存储方式

、分布结构以及数据通讯方式。

(2) DBMS和主语言系统的特点在数据库设计前，应当选择合适的DBMS和主语言系统，使之适合 数据库系统的要求。

(3) 数据库用户的技术水平和管理水平应当让DBA充分参与设计数据库的工作，使之对数据库设计过程的 每个细节都了解的比较清楚。。

2. 使结构特性设计和行为特性设计紧密结合数据库设计过程是一种自上而下的、逐步逼近设计目标的过程，是 结构设计和行为设计分离设计、相互参照、反复探寻的过程。

3.1.3

数据库系统设计方法

数据库系统设计应分6个阶段进行，

这6个阶段是需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据

库实施和数据库运行和维护。

应用需求 (数据、处理) 转换规则、 DBMS要求和优化 方法

需求收集和分析

需求分 析阶段概念设计阶 段

设计概念结构

设计逻辑结构 逻辑设计阶 段

应用要求， DBMS详细特征 和限制

数据模型优化

设计物理结构

物理设计阶 段

评价设计，性能预测 不满意 物理实现 数据库 实施阶段 试验性运行 不满意 使用、维护数据库 数据库 运行、维护阶段 8

3.1.4 数据库设计的基本步骤1.需求分析阶段:准确了解并分析用户对系统的需要和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能。 2. 概念结构设计阶段:对用户需求进行综合、归纳和抽象，形成 一个独立于具体计算机和DBMS的概念模型。 3. 逻辑结构设计阶段：将概念结构转换为DBMS所支持的数据模 型，并将其性能进行优化。 4. 数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应用 环境的物理结构，包括数据存储结构和存取方法。 5. 数据库实施阶段：运用DBMS提供的数据操作语言和宿主语言， 根据数据库的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系统试运行。 6. 数据库运行和维护阶段：不断地对其结构性能进行评价、调 整和修改。9

3.23.2.1

系统需求分析

分析用户的要求，将分析结果用数据流程图和数据字典表示。

需求分析的任务和方法

任务：调查现实世界要处理的对象；了解原系统的概况和发展；明确用户 需求；收集基础数据及其处理方法；确定新系统的功能和边界。

1. 系统需求调查的内容(1) 数据库中的信息内容数据库中需存储哪些数据，包括用户将从数据库中直接获得或间接导出的 信息内容和性质。

(2) 数据处理内容用户要完成什么数据处理功能；用户对数据处理响应时间的要求；数据处 理的工作方式。

(3) 数据安全性和完整性要求数据的保密措施和存取控制要求；数据自身的或数据间的约束限制。1

0

2. 系统需求的调查步骤(1) 了解现实世界的组织机构情况弄清所设计的数据库系统与哪些部门相关，这些部门以及下属各个 单位的联系和职责是什么。

(2) 了解相关部门的业务活动情况各部门需要输入和使用什么数据；在部门中是如何加工处理这些数据 的；各部门需要输出什么信息；输出到什么部门；输出数据的格式是 什么。

(3) 确定新系统的边界哪些功能现在就由计算机完成；哪些功能将来准备让计算机完成；哪 些功能或活动由人工完成。由计算机完成的功能就是新系统应该实现 的功能。11

3. 系统需求调查的方法(1) 跟班作业:数据库设计人员亲身参加业务工作。 (2) 开调查会:通过与用户座谈的方式来了解业务活动情况及用户需求。

(3) 请专人介绍:请业务熟练的专家或用户介绍业务专业知识和业务活动情况，设计人员从中了解并询问相关问题。 (4) 询问:对某些调查中的问题，可以找专人询问。

(5) 设计调查表请用户填写:数据库设计人员可以提前设计一个合理的、详细的业务活动及数据要求调查表，并将 此表发给相关的用户。

(6) 查阅现实世界的数据记录:查阅与原系统有关的数据记录，包括帐本、档案或文献等。12

4. 系统需求分析方法常用的有结构化分析方法: 1) 自顶向下的设计方法。先定义全局概念结构的框架，然 后逐步细化为完整的全局概念结构。

2) 自底向上的设计方法。先定义各局部应用的概念结构，后将它们集成，得到全局概念结构。 3) 逐步扩张的设计方法。先定义最重要的核心部分，后向

外扩充，生成其他概念结构。4) 混合策略设计的方法。即采用自顶向下与自底向上相结 合的方法。13

3.2.2

数据字典及其表示

数据字典是各类数据描述的集合1. 数据项：数据项是不可再分的数据单位。 2. 数据结构：数据结构反映了数据之间的组合关系。 3. 数据流：据流是数据结构在系统内传输的路径。 4. 数据存储：数据存储是数据及其结构停留或保存 的地 方，也是数据流的来 …… 此处隐藏：2064字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……