数据库数据库设计需求分析

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数据库设计的特点
现代数据库的设计的特点是强调结构设 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“ 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 逐步求精”的过程。 型开始设计， 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， 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、 建立一个完整、独立、共享、冗余小、 安全有效的数据库系统。 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。 给出了数据库设计的全过程。
概念设计阶段
逻辑设计阶段 用户应用要 求 DBMS限制 DBMS限制 物理模型设计 应用程序的 使用频率 性能评价与预测 物理设计阶段
符合要求 ？ Y 物理实现
N
图6.3 数据库的设 计步骤
试运行 数据库实施阶段
满意？ 满意？ N Y 使用与维护 数据库运行维护阶段
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规范设计法的步骤
该方法是分阶段完成的， 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 都要进行设计分析， 的设计指标， 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。 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， 数据库不符合要求则进行修改，这种分 析和修改可能要重复若干次， 析和修改可能要重复若干次，以求最后 实现的数据库能够比较精确地模拟现实 世界，能较准确地反映用户的需求， 世界，能较准确地反映用户的需求，设 计一个完善的数据库应用系统往往是六 返回 个阶段的不断反复的过程。 个阶段的不断反复的过程。
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基于3NF的数据库设计方法 基于3NF的数据库设计方法 3NF
其具体设计步骤分为五个阶段： (1)设计企业模式，利用规范化得到的3NF关 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 设计数据库的概念模式， 换成DBMS 所能接受的概念模式， 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）； 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。 实现数据库。
–（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
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现有应用、未 来应用 需求分析阶段 数据分析
概念模型设计 转换规范， 转换规范 ， 规范 化理论DBMS DBMS要求 化理论DBMS要求 逻辑模型设计
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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， 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， 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， 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。 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， 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， 所以行为设计是动态的，行为设计又称为 动态模型设计。 动态模型设计。
为了改变这种情况，1978年10月，来自三十多个国家的 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 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。
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规范设计法的步骤
数据库设计中， 数据库设计中，前两个阶段是面向用户的 应用要求， 应用要求，面向具体的问题；中间两个阶 段是面向数据库管理系统；最后两个阶段 是面向具体的实现方法。 是面向具体的实现方法。前四个阶段可统 称为“分析和设计阶段” 称为“分析和设计阶段”，后两个阶段称 为“实现和运行阶段”。 实现和运行阶段” 六个阶段的主要工作各有不同。 六个阶段的主要工作各有不同。
数据库设计的步骤
和其他软件一样， 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” 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。 个时期。
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规范设计法的步骤
按规范设计法可将数据库设计分为六个 阶段（如图6 所示） 阶段（如图6.3所示）：
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。
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规范设计法——新奥尔良法 新奥尔良法 规范设计法
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规范设计法的步骤详述
1．系统需求分析阶段
需求分析是整个数据库设计过程的基础， 需求分析是整个数据库设计过程的基础 ， 要 收集数据库所有用户的信息内容和处理要求， 收集数据库所有用户的信息内容和处理要求 ， 并加以规格化和分析。 这是最费时、 并加以规格化和分析 。 这是最费时 、 最复杂 的一步， 但也是最重要的一步 ， 的一步 ， 但也是最重要的一步， 相当于待构 建的数据库大厦的地基， 建的数据库大厦的地基 ， 它决定了以后各步 设计的速度与质量。 需求分析做得不好 ， 设计的速度与质量 。 需求分析做得不好， 可 能会导致整个数据库设计返工重做。 能会导致整个数据库设计返工重做 。 在分析 用户需求时，要确保用户目标的一致性。 用户需求时，要确保用户目标的一致性。
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数据库设计的特点
在上世纪70年代末80年代初， 在上世纪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， 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， 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、 设计方法学的成熟和结构化分析、设计方 法的普遍使用， 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， 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。 提高数据库的设计效率。
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规范化设计方法的实质
除了以上三种方法外， 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 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。 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。 方法，其基本思想是过程迭代和逐步求精。
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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， 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， 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。 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 进行模式重构， 余后， 需要对整个汇总模式进行调整， 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。 其满足全部完整性约束条件。
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基于3NF的数据库设计方法 基于3NF的数据库设计方法 3NF
基于3NF的数据库设计方法是由S Atre提出的 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 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。 成若干个3NF关系模式的集合。
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计算机辅助设计法
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， 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， 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。 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） 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 Power 返回 Designer和Oracle公司的Design 2000。 Designer和Oracle公司的Design 2000。
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现实世界
数据分析 概念设计 逻辑设计 物理设计 子模式设计 加载试验数 据 性能考核 否 满 意? 加载数据库
用户业务活动分析 功能模型 事务设计 程序说明 应用程序设计 程序编码调试
是
图6.2 数据库设计 的全过程
运行和维护
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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 – 自动化设计法
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规范设计法的步骤详述
2.概念结构设计阶段
–概念设计是把用户的信息要求统一到一个 整体逻辑结构中， 整体逻辑结构中 ， 此结构能够表达用户的 要求， 是一个独立于任何DBMS 软件和硬件 要求 ， 是一个独立于任何 DBMS软件和硬件 的概念模型。 的概念模型。
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基于E-R模型数据库设计方法 模型数据库设计方法 基于
基于E 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 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 （实体— 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。 定的DBMS的概念模式。
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数据库设计的任务
信息需求 数据库 信息需求
设 计 处理需求 典型应用程序
DBMS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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数据库的结构设计
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。 的行为设计两方面的内容。
数据库的结构设计指是根据给定的应用环境， 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。 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。 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、 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， 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。 结构设计又称为静态模型设计。
概述与需求分析
来自百度文库
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数据库设计概述
数据库设计的任务、 数据库设计的任务、内容和特点
–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， 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， 环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及 其应用系统，使之能有效地存储数据， 其应用系统，使之能有效地存储数据，满足用 户的信息要求和处理要求。 户的信息要求和处理要求。 也就是把现实世界中的数据， 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， 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 DBMS来建立能够实现 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。 系统目标的数据库。 返回