数据库系统原理及应用教程课后答案 苗雪兰第5讲

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第6章 数据库设计

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6.1

数据库设计概述

6.1.1 数据库设计的任务、内容和特点6.1.1.1 数据库设计的任务 数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构 的过程，具体地说，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，使之能有效的存储数据，满足用 户的信息要求和处理要求。 也就是把现实世界中的数据，根据各种应用处 理的要求，加以合理地组织，满足硬件和操作 系统的特性，利用已有的DBMS来建立能够实现 系统目标的数据库。2

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数据库设计的任务如图6.1所示。

信息需求

数据库 设 计

信息需求

处理需求

典型应用程序

DBM特性

硬件和操作 系统特性

图6.1 数据库设计的任务

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6.1.1.2 数据库设计的内容 数据库设计包括数据库的结构设计和数据库的 行为设计两方面的内容。 1.数据库的结构设计 数据库的结构设计指是根据给定的应用环境， 进行数据库的模式或子模式的设计。 它包括数据库的概念设计、逻辑设计和物理设 计。 数据库模式是各应用程序共享的结构，是静态 的、稳定的，一经形成后通常情况下是不容易 改变的，所以结构设计又称为静态模型设计。4

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2.数据库的行为设计 数据库的行为设计是指确定数据库用户的行为和动作。 而在数据库系统中，用户的行为和动作指用户对数据 库的操作，这些要通过应用程序来实现，所以数据库 的行为设计就是应用程序的设计。 用户的行为总是使数据库的内容发生变化，所以行为 设计是动态的，行为设计又称为动态模型设计。

6.1.1.3

数据库设计的特点

在70年代末80年代初，人们为了研究数据库设计方法 学的便利，曾主张将结构设计和行为设计两者分离， 随着数据库设计方法学的成熟和结构化分析、设计方 法的普遍使用，人们主张将两者作一体化的考虑，这 样可以缩短数据库的设计周期，提高数据库的设计效 率。5

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现代数据库的设计的特点是强调结构设计与行 为设计相结合，是一种“反复探寻，逐步求精” 的过程。首先从数据模型开始设计，以数据模 型为核心进行展开，数据库设计和应用系统设 计相结合，建立一个完整、独立、共享、冗余 小、安全有效的数据库系统。 图6.2给出了数据库设计的全过程。

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现实世界

数据分析

用户业务活动分析

概念设计

功能模型

逻辑设计

事务设计

物理设计

程序说明

子模式设计

应用程序设计

加载试验数据

程序编码调试

性能考核 否 满意 ?

是

加载数据库

运行和维护

图6.2

数据库设计的全过程7

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6.1.2 数据库设计方法简述 数据库设计方法

目前可分为四类：直观设计法、规范设计法、计 算机辅助设计法和自动化设计法。 直观设计法也叫手工试凑法，它是最早使用的数据库设计方法。 这种方法依赖于设计者的经验和技巧，缺乏科学理论和工程原则 的支持，设计的质量很难保证，常常是数据库运行一段时间后又 发现各种问题，这样再重新进行修改，增加了系统维护的代价。 因此这种方法越来越不适应信息管理发展的需要。 为了改变这种情况，1978年10月，来自三十多个国家的数据库专 家在美国新奥尔良(New Orleans)市专门讨论了数据库设计问 题，他们运用软件工程的思想和方法，提出了数据库设计的规范， 这就是著名的新奥尔良法，它是目前公认的比较完整和权威的一 种规范设计法。新奥尔良法将数据库设计分成需求分析(分析用 户需求)、概念设计(信息分析和定义)、逻辑设计(设计实现) 和物理设计(物理数据库设计)。目前，常用的规范设计方法大 多起源于新奥尔良法，并在设计的每一阶段采用一些辅助方法来 具体实现。 下面简单介绍几种常用的规范设计方法。8

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1.基于E-R模型的数据库设计方法 基于E-R模型的数据库设计方法是由P.P.S.chen于 1976年提出的数据库设计方法，其基本思想是在需 求分析的基础上，用E-R(实体—联系)图构造一 个反映现实世界实体之间联系的企业模式，然后再 将此企业模式转换成基于某一特定的DBMS的概念 模式。

2.基于3NF的数据库设计方法 基于3NF的数据库设计方法是由S· Atre提出的结构 化设计方法，其基本思想是在需求分析的基础上， 确定数据库模式中的全部属性和属性间的依赖关系， 将它们组织在一个单一的关系模式中，然后再分析 模式中不符合3NF的约束条件，将其进行投影分解， 规范成若干个3NF关系模式的集合。

其具体设计步骤分为五个阶段：9

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(1)设计企业模式，利用规范化得到的3NF关 系模式画出企业模式； (2)设计数据库的概念模式，把企业模式转换 成DBMS所能接受的概念模式，并根据概念模 式导出各个应用的外模式； (3)设计数据库的物理模式(存储模式); (4)对物理模式进行评价； (5) 实现数据库。

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3.基于视图的数据库设计方法 此方法先从分析各个应用的数据着手，其基本 思想是为每个应用建立自己的视图，然后再把 这些视图汇总起来合并成整个数据库的概念模 式。合并过程中要解决以下问题：(1) 消除命名冲突； (2) 消除冗余的实体和联系； (3)进行模式重构，在消除了命名冲突和冗余后，需 要对整个汇总模式进行调整，使其满足全部完整性 约束条件。

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除了以上三种方

法外，规范化设计方法还有实体分析 法、属性分析法和基于抽象语义的设计方法等，这里 不再详细介绍。 规范设计法从本质上来说仍然是手工设计方法，其基 本思想是过程迭代和逐步求精。 计算机辅助设计法是指在数据库设计的某些过程中模 拟某一规范化设计的方法，并以人的知识或经验为主 导，通过人机交互方式实现设计中的某些部分。 目 前 许 多 计 算 机 辅 助 软 件 工 程 ( Computer Aided Software Engineering,CASE)工具可以自动或辅助 设计人员完成数据库设计过程中的很多任务.比如 SYSBASE公司的PowerDesigner和Oracle公司的Design 2000。12

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6.1.3 数据库设计的步骤 和其他软件一样，数据库的设计过程可以使用 软件工程中的生存周期的概念来说明，称为 “数据库设计的生存期”,它是指从数据库研 制到不再使用它的整个时期。 按规范设计法可将数据库设计分为六个阶段 (如图6.3所示):(1)系统需求分析阶段 (2)概念结构设计阶段 (3)逻辑结构设计阶段 (4)物理设计阶段 (5)数据库实施阶段 (6)数据库运行与维护阶段13

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该方法是分阶段完成的，每完成一个阶段，都要进行 设计分析，评价一些重要的设计指标，把设计阶段产 生的文档组织评审，与用户进行交流。如果设计的数 据库不符合要求则进行修改，这种分析和修改可能 …… 此处隐藏：2377字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……