数据库设计 - 概念和逻辑结构设计
数据库设计分为几个阶段,各阶段的任务是什么？
数据库设计分为⼏个阶段,各阶段的任务是什么？
按照规范的设计⽅法，⼀个完整的⼀般分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库的实施、数据库运⾏与维护六个阶段：
各阶段的任务如下：
1、需求分析：分析⽤户的需求，包括数据、功能和性能需求；
2、概念结构设计：主要采⽤E-R模型进⾏设计，包括画E-R图；
3、逻辑结构设计：通过将E-R图转换成表，实现从E-R模型到关系模型的转换；
4、数据库物理设计：主要是为所设计的数据库选择合适的和存取路径；
5、数据库的实施：包括编程、测试和试运⾏；
6、数据库运⾏与维护：系统的运⾏与数据库的⽇常维护。
拓展资料：
(Database Design)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。
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。
由于数据库应⽤系统的复杂性，为了⽀持相关程序运⾏，数据库设计就变得异常复杂，因此最佳设计不可能⼀蹴⽽就，⽽只能是⼀种"反复探寻，逐步求精"的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程。
数据库设计-逻辑设计
数据库设计-逻辑设计数据库设计-逻辑设计概念结构设计：定义：将需求分析得到的⽤户需求抽象成信息结构，即概念模型。
概念模型：通常的描述⼯具是E-R模型图。
数据库概念模型的设计⽅法：概念设计的步骤：1. 进⾏数据抽象，设计局部概念模式分解法：将⼀个⼤的需求分解成⼀个个的⼩的需求，具体到单个⽤户的基本需求，为每个⽤户或⽤户组建⽴⼀个对应的局部E-R模型常⽤抽象⽅法：聚集：将若⼲对象和它们之间的联系组合成⼀个新的对象。
例如：学⽣属性信息（学号，姓名，性别）聚集成⼀个学⽣实体。
概括：将⼀组具有某些共同特征的对象合并成更⾼层⾯的对象。
例如：对不同学⽣（本科⽣，研究⽣）统⼀概括出共同特征，并抽象成学⽣实体。
2. 将局部概念模式综合成全局概念模式将各个局部概念模式合并成⼀个全局概念模式。
解决冗余问题解决对象定义不⼀致问题：同名异意，异名同意。
概念设计中涉及到的专有名词：关系：⼀个关系对应⼀张表。
元组：⼀个元组对应表中的⼀⾏记录。
属性：⼀个属性对应表中的⼀列记录。
主属性：候选码中出现的属性。
⾮主属性：没有在任何候选码中出现。
候选码：可以唯⼀标识元组的属性组。
主码：候选码之中的⼀个。
域：属性的取值范围。
分量：元组中的⼀个属性值。
ER图图例说明：矩形：表⽰实体集。
菱形：联系集。
椭圆：实体的属性。
线段：实体与属性之间的联系。
局部概念结构设计：1. 选择局部应⽤：根据系统具体情况，在多层的数据流图中选择⼀个适当层次的数据流图，从该数据流图出发，设计局部E-R模型。
2. 逐⼀设计局部E-R模型：参照数据字典和数据流图，确定每个局部应⽤应该包含那些实体，实体有包含那些属性，以及实体之间的联系和类型。
1. 实体的定义：现实世界中事物。
例如：学⽣2. 属性的定义：描述实体的性质。
例如：学号，姓名，性别联系的定义：实体之间的关系:⼀对⼀；⼀对多；多对多。
例如：⼀个学⽣对应⼀个班级，⼀个班级对应多个学⽣，多个⽼师对应多个班级。
全局概念结构设计：1. 合并局部E-R模型，⽣成初步的全局E-R图。
数据库 概念结构设计 逻辑结构设计
数据库概念结构设计逻辑结构设计《数据库的概念结构设计与逻辑结构设计》数据库就像是一个超级大的仓库，里面要存放各种各样的数据。
那怎么把这个仓库规划好呢？这就涉及到概念结构设计和逻辑结构设计啦。
概念结构设计啊，就好比是给这个仓库画一张草图。
你得先想清楚，这个仓库大概要分成哪些区域，每个区域放什么类型的东西。
比如说，你要建一个学校的数据库，你可能就会想，有学生信息区，这里面放学生的姓名、年龄、学号啥的；有教师信息区，放老师的教学科目、工作年限之类的；还有课程信息区，像课程名称、课程学分这些。
这就像盖房子之前的设计图，只是个大概的框架，比较抽象，不过能让你心里有数。
在概念结构设计里，我们经常会用到一种叫E - R图（实体 - 关系图）的东西。
这E - R图可神奇了，它就像一种特殊的语言，能把那些复杂的关系简单地表示出来。
比如说，学生和课程之间有选课的关系，那在E - R图里，就能用一些线条和图形把这个关系清晰地展现出来。
这就好比你要给朋友介绍你的家庭关系，你可能会画个简单的家族树，谁是谁的爸爸，谁是谁的妈妈，一目了然。
那逻辑结构设计呢？这就是把前面的草图变得更细致、更精确。
如果说概念结构设计是个大概的规划，那逻辑结构设计就是具体到每一个货架怎么摆放，每一个物品怎么编号了。
比如说，在关系型数据库里，我们要把前面提到的那些实体和关系转化成一张张的表。
学生信息可能就变成一个学生表，里面有列名，像学号是主键，其他的列就是姓名、年龄等。
这个过程就像把你草图里的每个区域再细分，把东西都规整地摆放在对应的货架上。
这逻辑结构设计要考虑的东西可不少呢。
数据的完整性得保证吧？就像你不能让一个学生的学号在不同的地方出现不一样的值。
还有数据的一致性，比如说一个老师教的课程信息，如果在某个地方修改了，其他相关的地方也得跟着变，不能出现矛盾。
这就好比一个机器的零件，每个零件都得合适，不能有的大有的小，不然机器就运转不起来。
做数据库的概念结构设计和逻辑结构设计，还得考虑用户的需求。
毕业设计数据库设计
毕业设计数据库设计一、引言毕业设计是大学生在校期间必须完成的重要任务，它不仅是对所学知识的综合运用，更是对自身能力的全面考验。
在毕业设计中，数据库设计是一个非常重要的环节，本文将从以下几个方面详细介绍毕业设计数据库设计的相关内容。
二、数据库设计概述数据库设计是指对一个系统或应用程序所需数据进行分析、分类、组织和存储的过程。
它包括数据模型设计、数据结构设计和数据操作规则等方面。
在毕业设计中，数据库设计通常分为以下几个步骤：1.需求分析：通过与用户交流和沟通，了解用户需求，明确系统功能和数据要素。
2.概念结构设计：根据需求分析结果，建立实体-关系图（ER图），确定实体之间的关系。
3.逻辑结构设计：将概念结构转化为逻辑结构，并进行范式化处理。
4.物理结构设计：确定数据库表的具体属性和实现方式。
5.实施和测试：将物理结构转化为具体实现，并进行测试和优化。
三、需求分析在毕业设计中，需求分析是最重要也是最基础的部分。
它涉及到对用户需求进行深入细致的了解和分析，明确系统功能和数据要素。
在需求分析阶段，需要考虑以下几个方面：1.系统功能：需要明确系统的基本功能和特殊功能，以及用户对这些功能的具体要求。
2.数据要素：需要明确系统所需处理的数据类型、数量、关系等信息。
3.用户界面：需要设计用户友好的界面，使用户能够方便地进行操作。
4.安全性：需要考虑系统的安全性，包括数据安全和操作安全等。
5.可扩展性：需要考虑系统的可扩展性，以便将来能够方便地进行升级和扩展。
四、概念结构设计概念结构设计是数据库设计中最重要也是最基础的部分。
它涉及到对实体之间关系进行建模，确定实体之间的联系。
在概念结构设计阶段，需要考虑以下几个方面：1.实体-关系图（ER图）：通过ER图来描述实体之间的关系，包括一对一、一对多、多对多等不同类型。
2.实体属性：确定每个实体所具有的属性，并设置主键和外键等属性。
3.关系模式：根据ER图来生成关系模式，并进行范式化处理。
《数据库设计》ppt课件
数据库设计流程与步骤
步骤
1. 收集和分析用户需求，确定系统功能和性能要求。
2. 选择合适的数据模型，设计概念结构，形成概念模式。
数据库设计流程与步骤
02
03
04
01
数据库设计流程与步骤
3. 将概念模式转换为逻辑模式，进行逻辑优化。
4. 选择物理存储结构，设计物理模式，进行物理优化。
5. 用DDL定义数据库结构，组织数据入库，编制与调试应用程序。
《数据库设计》ppt课件
目录
数据库设计概述 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施与维护 案例分析与实战演练
01
CHAPTER
数据库设计概述
数据库设计是指根据用户需求，运用数据库技术，设计数据库结构、建立数据库及其应用系统的过程。
定义
数据库设计是信息系统开发过程中的重要环节，直接影响系统的性能、可扩展性、可维护性等。
数据模型优化与规范化
外模式/内模式映射
定义用户子模式与逻辑模式之间的映射关系，实现数据的逻辑独立性和物理独立性。
安全性控制
在用户子模式设计中考虑数据的安全性控制，如访问权限、加密等。
视图设计
根据用户需求和安全控制要求，设计相应的视图来限制用户对数据的访问。
用户子模式设计
05
CHAPTER
物理结构设计
联系
用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1, 1:n, m:n）。
码
在属性下方加上下划线表示该属性为码属性。
视图集成
将多个用户的局部视图合并成一个全局视图的过程。包括合并各个局部视图的实体、属性和联系，生成全局视图。
数据库概念结构设计和逻辑结构设计
数据库概念结构设计和逻辑结构设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计 2.3物理结构设计
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计
2.3物理结构设计
数据库设计通常包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段，每个阶段都有其特定的目标和任务。
2.1 概念结构设计：概念结构设计是数据库设计的第一步，它关注的是数据库的高层概念模型。
在这个阶段，设计师通常使用实体关系图（ERD）或类似的工具来表示数据库中的实体、关系和属性。
通过绘制 ERD，设计师可以清晰地理解和捕捉业务领域中的关键概念和数据之间的关系。
概念结构设计的主要目标是建立一个准确、完整、一致的数据库概念模型，为后续的设计和开发提供指导。
2.2 逻辑结构设计：逻辑结构设计将概念结构转化为逻辑表示形式。
在这个阶段，设计师根据概念模型定义数据库的表、列、约束、索引等逻辑结构。
他们还会确定数据的类型、长度、主键、外键等细节。
逻辑结构设计的主要目标是定义数据库的逻辑模型，确保数据的完整性、一致性和有效性，并优化数据的存储和查询性能。
2.3 物理结构设计：物理结构设计关注的是数据库在实际物理存储设备上的布局和组织。
在这个阶段，设计师会考虑数据库文件的存储位置、文件组织方式、索引的选择和创建、数据存储格式等。
物理结构设计的主要目标是根据系统的性能需求和硬件环境，优化数据库的存储效率、访问速度和数据备份策略。
总之，概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计是数据库设计的三个重要阶段。
它们依次递进，从高层概念到具体实现，确保数据库在满足业务需求的同时具备良好的性能和可维护性。
每个阶段的设计都需要与利益相关者进行充分的沟通和协作，以确保设计的准确性和有效性。
数据库设计流程
数据库设计流程目前数据库设计一般分为6个阶段，即需求分析阶段，概念结构设计阶段，逻辑结构设计阶段，物理结构设计阶段，实施阶段，运行与维护阶段。
(1) 需求分析阶段需求分析阶段的主要任务是指通过充分调查现实世界要处理的对象, 详细了解计算机系统的工作情况, 明确用户的各种需求, 然后确定系统的各项功能。
数据库系统不仅要按照当前的应用要求来设计, 而且必须充分考虑今后可能的扩充和改变。
(2) 概念结构设计阶段概念结构设计阶段的主要任务是将需求分析阶段所得到的用户需求抽象为概念模型, 而描述概念模型的具体工具主要是E- R 模型。
(3) 逻辑结构设计阶段逻辑结构设计阶段的主要任务是把概念结构设计阶段设计的基本E- R 模型转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。
具体来说, 就是首先将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型, 然后将转换来的模型向特定DBMS 支持下的数据模型转换, 最后对数据模型进行优化。
(4) 物理结构设计阶段物理结构设计阶段的主要任务是为一个指定的逻辑数据模型选取一个符合应用要求的物理结构。
具体来说, 就是首先确定数据库的物理结构, 即数据库的存取方法和存储结构; 然后对数据库的物理结构进行评估, 评估的重点是存取时间的长短和存储空间的大小。
(5) 实施阶段实施阶段的主要任务是用RDBMS 提供的数据定义语言和其他实用程序将逻辑结构设计和物理结构设计的结果详细描述出来, 成为DBMS 可以接受的源代码; 再经过系统调试产生目标模式, 最后完成数据的载入工作。
(6) 运行与维护阶段运行与维护阶段的主要任务包括数据库的转储和恢复, 数据库完整性和安全性控制, 数据库性能改造、分析和监督, 数据库的重构造和重组织。
数据库概念设计、逻辑设计、物理设计
数据库概念设计、逻辑设计、物理设计一、数据库概念设计数据库概念设计是指在数据库设计过程中的首先阶段，它是建立数据库之前的阶段，它是一种宏观的设计，它的主要任务是建立数据库需要的逻辑结构，包括数据库的数据项、文件和联系。
数据库概念设计的目的是使概念模型能够表达数据库需要存储的信息，从而有效地解决问题。
数据库概念设计包括以下几个步骤：1.分析用户信息的需求和现有信息资源情况：首先分析用户需求和现有的信息资源情况，收集用户应用需求，以确定解决问题所需要的数据的类型及数量；2.建立概念模型：通过分析用户需要的信息资源，然后建立概念模型，在这个步骤中，要确定数据的含义、结构和联系，从而建立表示数据的逻辑模型；3.建立实体模型：在建立概念模型后，就可以建立实体模型，实体模型是由实体、属性和联系组成的模型；4.确定实体和联系的属性：确定实体和联系的属性，就是确定数据要存储的信息，这是建立数据库的基础。
二、逻辑设计逻辑设计是指把数据项、文件和联系在数据库中形成一种新的逻辑结构的设计过程，在逻辑设计过程中，重点是解决怎样实现一个逻辑结构，更具体的说，就是怎样把实体和联系的数据项、文件和联系放到合适的表中，以实现一个数据库的有效结构。
逻辑设计的主要内容有以下几个：1.建立数据库的结构：根据实体模型和联系模型，确定数据库结构；2.划分文件：将实体和联系的数据性质相同或者相似的划分在同一个文件中；3.确定表中存储的信息：这是指在除了字段和索引以外，还应该考虑表中存储的信息，使数据库的表达性更强；4.记录分析：记录分析是指对数据库中每一个实体和联系的建立的文件，仔细分析其中的记录，以确定记录字段的内容和大小；5.约束条件分析：数据库中存在的约束条件和冲突问题也必须作出分析，以避免存在多余的信息，必要时可以使用额外的约束措施。
数据库的设计ppt课件PPT课件
提高数据存储效率
通过合理设计数据库结构，可以减少 数据冗余，提高数据存储效率。
保障数据安全性
数据库设计可以制定合理的数据访问 权限和控制策略，保障数据的安全性 。
支持业务应用
数据库是业务应用的基础，良好的数 据库设计可以支持业务应用的稳定运 行和扩展。
数据库设计目标与原则
满足用户需求
根据用户需求，设计符合业务逻辑和规则的数据库结构。
保障数据完整性
通过设定合理的约束条件，确保数据的完整性和准确性。
数据库设计目标与原则
• 提高系统性能：优化数据库性能，提高数据查询、插入、 更新等操作的速度和效率。
数据库设计目标与原则
一致性原则
保持数据库结构的一致性和标准化， 避免出现不一致或冲突的设计。
完整性原则
确保数据的完整性和准确性，设定必 要的约束条件和验证规则。
要点一
实时监控
要点二
历史数据分析
通过专业工具实时监控数据库性能指标，如响应时间、吞 吐量等。
对历史性能数据进行分析，找出性能瓶颈和优化方向。
数据库性能监控及调优措施
SQL优化
优化查询语句，提高查询效率。
VS
索引优化
合理创建和使用索引，减少数据库查询时 间。
数据库性能监控及调优措施
配置调整
调整数据库配置参数，如内存分配、连接池 大小等，以适应应用需求。
数据导入与导出策略
数据导入与导出策略
查询导出
根据特定条件查询并导出所需数据。
定期导出
设定定时任务，定期导出数据库中的数据。
格式转换
将数据转换为其他格式，如CSV、Excel等，以满足不同需求。
数据库备份与恢复方案
完全备份
给出数据库逻辑结构设计
给出数据库逻辑结构设计一、引言数据库逻辑结构设计是数据库系统中非常重要的一环，它决定了数据库中数据的组织方式、数据的存储结构以及数据之间的关系。
一个良好的数据库逻辑结构设计能够提高数据库系统的性能和效率，使得数据的访问更加方便和快速。
本文将介绍数据库逻辑结构设计的基本概念和步骤，并结合实例进行说明。
二、数据库逻辑结构的基本概念1. 表(table)：是数据库中最基本的逻辑结构，用来表示实体或概念的集合。
每个表由若干个字段(field)组成，每个字段表示表中的一个属性。
2. 关系(relation)：是表之间的关联，它描述了表之间的连接条件和依赖关系。
关系可以是一对一、一对多或多对多的关系。
3. 主键(primary key)：是表中用来唯一标识一条记录的字段，它保证了表中的每条记录都具有唯一性。
4. 外键(foreign key)：是表中用来引用其他表中主键的字段，它用来建立表之间的关系。
5. 索引(index)：是数据库中用来提高数据检索速度的一种数据结构，它可以加快数据的查找和排序操作。
三、数据库逻辑结构设计的步骤数据库逻辑结构设计是一个迭代的过程，它包括以下几个步骤：1. 需求分析：在数据库逻辑结构设计之前，首先需要进行需求分析，明确数据库系统的功能和要求。
根据用户的需求，确定需要存储和管理的数据，并确定数据之间的关系和约束条件。
2. 概念设计：在概念设计阶段，将需求分析得到的概念模型转化为数据库的概念模型。
常用的概念模型有层次模型、网状模型和关系模型。
其中，关系模型是最常用的概念模型，它将数据组织为二维表格的形式。
3. 逻辑设计：在逻辑设计阶段，将概念模型转化为数据库的逻辑模型。
逻辑模型是数据库中数据的组织方式和存储结构的描述。
常用的逻辑模型有关系模型、面向对象模型和半结构化模型。
4. 数据库表设计：在数据库表设计阶段，根据逻辑模型设计数据库中的表结构。
需要确定每个表的字段、数据类型、长度以及约束条件等。
第12章数据库设计
应用程序1 应用程序2 … 应用程序n … 文件 管理 系统
数据组1 数据组2 … 数据组n …
文件管理阶段应用程序与数据的关系
这时期的数据管理呈以下特点 ：
数据可以长期保存
数据由文件系统管理
文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，
利用按文件名访问、按记录进行存取的管理 技术，可以对文件进行修改、插入和删除的 操作。
数据模型主要分为两类：
一是独立于计算机系统的数据模型，完全不涉及信 息在计算机中的表示，只是用来描述某个特定组织 所关心的信息结构，这类模型称为“概念数据模 型”，简称“概念模型”。 另一个是直接面向数据库的逻辑结构。这类模型直 接与DBMS有关，称为“逻辑数据模型”，又称为 “结构数据模型”，简称“数据模型”。
3、数据库的物理结构设计 选用库文件的组织形式、 存储介质的分配 存取路径的选择等。
大多数物理设计因素都由于DBMS处理了，留给设 计人员控制的因素已经很少了。
五、概念模型
P116
模型是现实世界特征的模拟和抽象，例如一
架飞机模型使人一眼望去就能联想到真实的 飞机。 在数据库技术中，用模型的概念描述数据库 的结构与语义，对现实世界进行抽象。 能表示实体类型及实体间联系的模型称为 “数据模型”（data model）。它是用来抽象、 表示和处理现实世界的数据和信息的工具。
数据库设计
一、信息系统与数据库技术的关系
1.信息处理
信息处理（也称数据处理）是指对信息的输入、存 储、加工、传输和输出等活动的总和。
信息处理的基本目的是从大量的、杂乱无章的、持 久的、共享的数据中抽取并推导出对某些特定的应 用有价值、有意义的信息，借以作为决策的依据。 如何很好地组织、管理这种大量的、杂乱无章的、 持久的、共享的数据是人类一直在探索、研究的课 题。
数据结构与数据库设计
1.3数据的安全与保密
1. 数据的安全的重要性
数据的不安全因素主要来自：自然灾害(如地震／水灾造成电路 中断)或意外事件(如意外掉电)、计算机病毒、非法访问、访问控制和 网络控制。
大型信息数据库对于社会的正常运行是必不可少，从某种意义上 来说，数据是企业的生命。因此，在对数据敏感的地方一定要安装安
全系统。 2.数据的安全保密措施
(1)非法访问 ➢ 使用用户名和密码登录系统。口令不要使用可以联想到的数据(如：生日、 身份证号、邮政编码、电话号码、银行账号等)，并且要经常变更。 ➢ 对数据、文件的使用者作明确的设定。不同用户对于同一个对象可以有不 同的授权，即使进入数据库，不同的用户也只能在权限范围内对数据、文件 进行使用。必要时还可以收回部分权限直至全部撤消该客户的权限。
黄丽
女 信息系 01 管理信息系统 64 T 4
黄丽
女 信息系 02 面向对象
72 T 5
黄丽
女 信息系 03 数字电路基础 64 T 4
XH 030101 030102
XM
SEX XB
王杭生 男
信息系
黄丽
女
信息系
KCDH KCM
表015.11 成绩表 管理信息系统
02
面向对象
03
数字电路基础
KSS BXK XF
学生表
XH
XM
SEX
030101
王杭生
男
030102
黄丽
女
一 030101
KCDH CJ 01 02
030101
03
030102
01
030102
02
030102
03
课程表
KCDH KCM
数据库设计逻辑设计
数据库设计逻辑设计数据库是现代信息系统中的重要组成部分，负责存储和管理大量的数据。
数据库的设计和逻辑设计是数据库开发的关键步骤，直接关系到系统的性能和稳定性。
本文将从数据库设计和逻辑设计两个方面来探讨数据库的建立和管理。
一、数据库设计数据库设计是指根据需求和目标，确定数据库的结构、表和字段的定义、关系和约束，合理地组织和安排数据存储的过程。
良好的数据库设计可以提高系统的性能、可靠性和扩展性。
1. 需求分析：在数据库设计之前，首先要对系统的需求进行充分的分析和理解。
这包括确定数据的类型和关系、数据的访问频率、数据的一致性要求等。
根据需求分析的结果，可以确定数据库中需要包含哪些表以及数据之间的关系。
2. 概念设计：概念设计是数据库设计的第一步，主要是通过E-R图（实体-关系图）来表示现实世界中的事物之间的关系。
在E-R图中，实体用矩形表示，关系用菱形表示。
通过定义实体和关系的属性，可以确定数据库中的表和字段。
3. 逻辑设计：逻辑设计是指将概念设计转化为数据库管理系统可以理解和操作的数据模型。
常用的逻辑设计方法有关系模型、层次模型和网络模型等。
其中，关系模型是最为常用的一种方法，通过表和关系来表示数据的组织和关系。
4. 建立数据字典：数据字典是数据库设计中非常重要的一部分，用于记录数据定义和字段属性。
数据字典中应包含表的名称、字段的名称和类型、约束条件等信息。
通过建立数据字典，可以规范和统一数据库的结构和数据的定义，方便后续的数据库管理和维护。
二、逻辑设计逻辑设计是在数据库设计的基础上，根据具体的需求和功能，对数据库的表进行进一步的设计和调整，以满足系统的需求。
1. 表的设计：在逻辑设计过程中，需要根据数据库的需求和目标，确定表的数量和结构，并分配字段和约束。
表的设计要遵循一定的规范，如每个表只包含一个主键、表和字段的命名要规范等。
此外，还需要考虑表之间的关系，包括一对一、一对多和多对多的关系。
2. 索引的设计：索引是数据库中用于提高查询性能的一种数据结构。
数据库设计的概念结构与逻辑结构
数据库设计的概念结构与逻辑结构数据库设计是指根据实际需求，通过对数据的组织、存储和管理，设计出适合特定应用的数据库结构。
在数据库设计过程中，概念结构和逻辑结构是两个重要的概念。
概念结构是对数据的抽象和整体视图，而逻辑结构则是具体的数据组织和存储方式。
本文将以深度和广度的方式，探讨数据库设计的概念结构与逻辑结构，帮助您更全面地理解这一重要的主题。
一、概念结构的重要性概念结构是数据库设计的第一步，它是对现实世界实体及其之间关系的抽象表示。
在概念结构中，数据独立性是一个重要的考量因素。
通过概念结构的设计，可以更好地理解实际需求，并建立起数据库的整体框架。
概念结构的设计需要考虑到数据的完整性、一致性、灵活性等因素。
在设计概念结构时，需要考虑到不同实体之间的关系，以及各个实体的属性。
还需要考虑到数据的抽象程度，以确保数据模型的灵活性和可扩展性。
二、逻辑结构的设计原则逻辑结构是基于概念结构的，它是对数据的具体组织和存储方式的描述。
在设计逻辑结构时，需要考虑到具体的数据类型、索引、键值等因素。
还需要考虑到数据的查询和更新操作，以确保系统的性能和效率。
在设计逻辑结构时，需要遵循一些重要的设计原则。
首先是数据的规范化，通过将数据分解成更小的数据单元，以减少数据冗余和提高数据的一致性。
其次是数据的完整性约束，通过定义一些约束条件，来确保数据的完整性和一致性。
最后是性能优化，通过合理设计索引、分区等方法，来提高系统的性能和响应速度。
三、个人观点和理解在我看来，概念结构和逻辑结构是数据库设计中两个非常重要的概念。
概念结构是整个数据库设计的基础，它决定了数据库的整体框架和结构。
而逻辑结构则是具体实现的过程，它决定了数据的存储和操作方式。
在实际的数据库设计过程中，概念结构和逻辑结构的设计需要相互配合。
只有在概念结构设计完善的前提下，才能更好地实现逻辑结构的设计。
需要不断优化和调整这两者，以适应实际业务需求的变化。
总结与回顾在本文中，我们深入探讨了数据库设计的概念结构与逻辑结构。
数据库设计逻辑结构设计
数据库设计逻辑结构设计数据库设计是指根据需求和目标，通过合理的规划和设计，构建出适用于特定业务场景的数据库结构。
数据库逻辑结构设计是数据库设计的一个重要环节，它主要关注数据库对象之间的关系以及数据的组织方式。
本文将从概念设计、实体关系模型、关系规范化和物理设计四个方面介绍数据库逻辑结构设计的要点和方法。
一、概念设计概念设计是数据库设计的第一步，它的目标是确定数据库中的实体、属性和关系。
在进行概念设计时，我们需要收集用户需求，分析业务过程，并将其转化为数据库中的实体和属性。
实体是现实世界中具有独立存在和唯一标识的事物，属性是实体的特征或描述，它们之间通过关系进行连接。
在进行概念设计时，我们需要遵循一些准则，如确定实体的完整性约束、属性的数据类型和长度等。
二、实体关系模型实体关系模型是描述实体、属性和关系之间关系的一种图形化表示方法。
在实体关系模型中，实体用矩形框表示，属性用椭圆形表示，关系用菱形表示。
实体与实体之间的关系可以是一对一、一对多或多对多的关系。
在进行实体关系模型设计时，我们需要根据业务需求和规范化理论，将实体和关系进行适当的划分和组织。
三、关系规范化关系规范化是数据库设计的重要步骤，它的目标是通过消除冗余和保持数据一致性，提高数据库的性能和可维护性。
关系规范化的基本原则是将一个复杂的关系划分为若干个简单的关系，并通过外键进行连接。
在进行关系规范化时，我们需要遵循一些准则，如满足第一范式、消除传递依赖、消除部分依赖等。
通过逐步规范化，我们可以获得高效、可靠和易于维护的数据库结构。
四、物理设计物理设计是将逻辑设计转化为物理存储结构的过程。
在进行物理设计时，我们需要考虑数据库的性能、安全性和可扩展性。
其中，性能设计包括索引设计、数据分区和数据压缩等；安全性设计包括用户权限管理、数据加密和备份恢复等；可扩展性设计包括分布式架构和数据集群等。
通过合理的物理设计，我们可以充分发挥数据库的潜力，提高系统的稳定性和可用性。
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目前成为数据库设计中通用的工具
E-R模型设计工具
Sybase公司的PowerDesigner DataArchitect
微软公司Microsoft InfoModeler (VisioModeler) ERWin
10.2 概念结构设计的方法与步骤
设计概念结构的四类方法
自顶向下
首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化
各分Ｅ－Ｒ图存在冲突
各个局部应用所面向的问题不同 由不同的设计人员进行设计
各个分E-R图之间必定会存在许多不一致的地方 合并分E-R图的主要工作与关键所在：合理消除各 分E-R图的冲突
合并分E-R图，生成初步E-R图（续）
冲突的种类
属性冲突 命名冲突 结构冲突
⒈ 属性冲突
两类属性冲突
关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系 本身的属性 关系的码：各实体码的组合
例，“选修”联系是一个m:n联系，可以将它转换为 如下关系模式，其中学号与课程号为关系的组合码： 选修（学号，课程号，成绩）
E-R图向关系模型的转换（续）
⒊ 一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与n端对应的关系模式合并。
验证整体概念结构（续）
整体概念结构最终还应该提交给用户，征求用
户和有关人员的意见，进行评审、修改和优化， 然后把它确定下来，作为数据库的概念结构， 作为进一步设计数据库的依据。
基本ER图示例
概念结构设计小结
1. 根据局部应用，设计分E-R图（确定实体和 属性的原则） 2. 将局部分E-R图集成，形成总的初步E-R图
属性域冲突：属性值的类型、取值范围或取值集 合不同。 属性取值单位冲突。
⒉ 命名冲突
两类命名冲突
同名异义：不同意义的对象在不同的局部应用中具 有相同的名字 异名同义：同一意义的对象在不同的局部应用中具 有不同的名字
命名冲突可能发生在属性级、实体级、联系级 上。其中属性的命名冲突更为常见。
混合策略
自顶向下
自底向上
逐步扩张
概念结构设计的方法与步骤（续）
常用策略（P211图7.8）
自顶向下地进行需求分析 自底向上地设计概念结构
自底向上设计概念结构的步骤（P211图7.9）
第1步：抽象数据并设计局部视图 第2步：集成局部视图，得到全局概念结构
10.3 E-R图
首先按工厂技术部门和工厂供应部门设计两个 局部E-R图。
工厂技术部门关心的是产品的性能参数，及由哪些 零件组成，零件的材料和耗用量等； 工厂供应部门关心的是产品的价格，使用材料的价 格及库存量等。
分E-R图设计实例2
实例：P214
10.4.2 局部视图集成
各个局部视图即分E-R图建立好后，还需要对
三、验证整体概念结构
视图集成后形成一个整体的数据库概念结构，对该整 体概念结构还必须进行进一步验证，确保它能够满足 下列条件：
整体概念结构内部必须具有一致性，不存在互相矛 盾的表达。 整体概念结构能准确地反映原来的每个视图结构， 包括属性、实体及实体间的联系。 整体概念结构能满足需要分析阶段所确定的所有要 求。
转换内容
转换原则
E-R图向关系模型的转换（续）
转换内容
E-R图由实体、实体的属性和实体之间的联系三个 要素组成 关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合 将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和 实体之间的联系转化为关系模式。
E-R图向关系模型的转换（续）
转换原则
⒈ 一个实体型转换为一个关系模式。
1) 转换为一个独立的关系模式
关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及 联系本身的属性 关系的候选码：每个实体的码均是该关系的候 选码
E-R图向关系模型的转换（续）
2) 与某一端对应的关系模式合并
合并后关系的属性：加入对应关系的码和联系本 身的属性
如何区分实体和属性
实体与属性是相对而言的。同一事物，在一种应用 环境中作为“属性”，在另一种应用环境中就必须 作为“实体”。 例：学校中的系，在某种应用环境中，它只是作为 “学生”实体的一个属性，表明一个学生属于哪个 系；而在另一种环境中，由于需要考虑一个系的系 主任、教师人数、学生人数、办公地点等，这时它 就需要作为实体了。
产生原因：不同的局部应用关心的是该实体的不 同侧面。 解决方法：使该实体的属性取各分E-R图中属性 的并集，再适当设计属性的次序。
结构冲突（续）
实体之间的联系在不同局部视图中呈现不同的类型 例1， 实体E1与E2在局部应用A中是多对多联系， 而在局部应用B中是一对多联系
例2， 在局部应用X中E1与E2发生联系，而在局部 应用Y中E1、E2、E3三者之间有联系。
⒊ 结构冲突
三类结构冲突
同一对象在不同应用中具有不同的抽象 例，“课程”在某一局部应用中被当作实体 在另一局部应用中则被当作属性
解决方法：通常是把属性变换为实体或把实体变 换为属性，使同一对象具有相同的抽象。变换时 要遵循两个准则。
结构冲突（续）
同一实体在不同局部视图中所包含的属性不完全相 同，或者属性的排列次序不完全相同。
第10讲 数据库设计 —概念和逻辑结构设计
浙江大学宁波理工学院计算机系 肖 辉 xiaohui@
数据库设计过程
数据库设计各阶段描述
10.1 概念结构设计
1976年P.P.S.Chen提出在逻辑结构 设计之前
先设计一个概念模型，并提出了数据库设计的 实体--联系方法Entity--Relationship Approach
解决方法：根据应用语义对实体联系的类型进 行综合或调整。
初步ER图集成示例
二、修改与重构
基本任务
消除不必要的冗余，设计生成基本E-R图
分E-R图
合并 初步E-R图 可能存在冗余的数据 和冗余的实体间联系 消除不必要的冗余
基本E-R图
修改与重构（续）
1．什么是冗余
2．消除冗余的方法
1．冗余
自底向上
首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们 集成起来，得到全局概念结构
设计概念结构的四类方法
逐步扩张
首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩 充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直 至总体概念结构 将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策 略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集 成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。
3. 消除数据和联系的冗余，设计基本E-R图
10.5 逻辑结构设计
逻辑结构设计的任务
概念结构是各种数据模型的共同基础 为了能够用某一DBMS实现用户需求，还必须将概 念结构进一步转化为相应的数据模型，这正是数据 库逻辑结构设计所要完成的任务。
逻辑结构设计
转化为 一般数 据模型 转化为特 定DBMS 支持下的 据模型
基本符号
实体的表示：用长方形 联系的表示：用菱形，1:1、1:n (m:1)、(m:n) 属性的表示：用椭圆形
10.4 E-R图设计
在数据分析的基础上，就可以着手设 计概念结构。
E-R图设计的步骤：
1. 选择局部应用，设计局部分ER图 2. 综合各局部E-R图，形成总的E-R图，消除冲突和 冗余，得到基本ER图
关系的属性：实体型的属性 关系的码：实体型的码
学生
学号
姓名
出生 日期
所在系
年级
平均 成绩
例，学生实体可以转换为如下关系模式： 学生（学号，姓名，出生日期，所在系，年级，平均 成绩） 性别、宿舍、班级、档案材料、教师、课程、教室、 教科书都分别转换为一个关系模式。
E-R图向关系模型的转换（续）
⒉ 一个m:n联系转换为一个关系模式。
任务
标定局部应用中的实体、属性、码，实体间的联 系 将各局部应用涉及的数据分别从数据字典中抽 取出来，参照数据流图，标定各局部应用中的 实体、实体的属性、标识实体的码，确定实体 之间的联系及其类型（1:1，1:n，m:n）
设计局部分E-R图（2）
如何抽象实体和属性
实体：现实世界中一组具有某些共同特性和行为的 对象就可以抽象为一个实体。对象和实体之间是 “is member of"的关系。
10.4.1 设计局部分E-R图
需求分析阶段，已用多层数据流图和数据字典描述了 整个系统。 设计分E-R图首先需要根据系统的具体情况，在多层 的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，让这组 图中每一部分对应一个局部应用，然后以这一层次的 数据流图为出发点，设计分E-R图。
10.4.1 设计局部分E-R图
消除不必要的冗余后的初步E-R图称为基本E-R图。
2．消除冗余的方法
分析方法
以数据字典和数据流图为依据，根据数据字典中关
于数据项之间逻辑关系的说明来消除冗余。
消除冗余的方法(续)
例，教师工资单中包括该教师的基本工资、各种补贴、 应扣除的房租水电费以及实发工资。 由于实发工资可以由前面各项推算出来，因此可以去 掉，在需要查询实发工资时根据基本工资、各种补贴、 应扣除的房租水电费数据临时生成。
它们进行合并，集成为一个整体的数据概念结