关系数据库设计
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5.1数据库设计概述
数据库设计是信息系统开发和建设的重 要组成部分。数据库设计是指为一个给定的 应用环境建立数据库的过程，其设计目标是 要建立一个能正确反映给定的信息应用需求， 能被某个现有的DBMS所接受并能使系统具 有较好性能的关系数据模型。
•数据库设计方法 •数据库设计步骤
5.1.1数据库设计方法
3）分步进行：数据库设计常常由不同的人员分阶 段进行。为使整个数据库的设计变得条理清晰、 目的明确，必须在每一步分段把关，逐级审查， 保证数据库设计的质量和进度。
5.1.2数 据库设 计步骤
现有应用 未来应用
数据分析
向关系模式转换规则 关系模式规范化理论
DBMS要求
用户应用要求 DBMS限制
关系模式的使用 频率和性能
公司 Sybase
Oracle
Computer Associates Microsoft
Microsoft
数据库设计的特点
1）反复性：数据库设计不可能一气呵成，需要反 复推敲和修改才能完成。
2）试探性：与解决一般问题不同，数据库设计的 结果经常不是唯一的，所以设计的过程通常是一 个试探的过程。数据库的设计结果很难达到非常 满意的效果，常常为了达到某些方面的优化而降 低另一方面的性能。
6）数据库运行与维护：数据库试运行后，即可投入正式运行。数据 库在运行期间应不断地对其进行评价、调整与修改。
5.2数据库设计的需求分析
目标：给出应用领域中数据项、数据项之间的关 系和数据操作任务的详细定义，为数据库系统的 概念设计、逻辑设计和物理设计奠定基础，为优 化数据库系统的逻辑结构和物理结构提供可靠依 据。
数据 流程图
功能 结构图
（1）结构化分析方法（Structured Analysis，SA）
用于需求分析的方法有多种，主要方法有自顶 向下和自底向上两种。其中自顶向下的结构分 析方法（简称SA方法）是一种简单实用的方法。
SA方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐 层分解的方式分析系统，用数据流图描述系统， 处理过程的处理逻辑常借助判定表或判定树来 描述，而系统中的数据则是借助数据字典来描 述。
ERwin
支持数据库设计的各个阶段，还支持事务和数据仓库设计
Visio
Database Designer
Visio是图形工具集，其中提供了数据库设计及反向工具
Database Designer是一个嵌入在SQL Server和Access中的图形工具。 所建立的图称为Database Diagram——这种图不是ER图，它实际上是数 据库逻辑模式的图形化
1．直观设计法 直观设计法也叫手工试凑法，早期用于设计一些小型系统的 数据库设计。依赖于设计者的经验和技巧，缺乏科学理论和工程 方法的支持，不适应信息管理发展的需要。 2．规范设计法 规范设计法是运用软件工程的思想和方法，以各种设计准则 和规程，进行数据库设计的方法。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。 新奥尔良（New Orleans）方法是规范设计法中比较著名的 一种方法。它将数据库设计分为四个阶段：需求分析、概念设计、 逻辑设计和物理设计。后经改进，分为六个阶段：数据库需求分 析、数据库概念设计、数据库逻辑设计、数据库物理设计、数据 库实施和数据库运行与维护。
3.计算机辅助设计方法
是利用一些专门的CASE软件工具来支持数据库设计过程。 数据库自动化设计法是指数据库设计整个过程完全由计算机完成。 常用软件：
产品 Power Designer
Designer
功能
支持数据库建模和应用开发且不一定要求Sybase数据库环境
分析设计工具，支持数据库设计的各个阶段，常和Developer（应用 开发工具）一起使用。需要Oracle数据库环境
需求分析是整个数据库设计过程的基础。决定了 以后各步设计的速度与质量。
5.2.1需求分析的方法
在用户的积极配合下，通过查阅文档、面 谈、观察业务操作、问卷调查等手段来收 集用户的信息内容和处理要求。
数据元素
业务处理
所定义的实体 数据字典
分解：处理步骤 和数据流
处理 模型
综合考虑业务处理 和数据元素
2）概念设计：把需求分析阶段得到的用户需求进行综合、归纳和抽 象，形成一个独立于具体DBMS的概念数据模型。
3）逻辑设计：按照一组转换规则，将概念设计阶段产生的概念模型 转换为某个DBMS支持的逻辑数据模型。
4）物理设计：是为逻辑模型选取一个最适合应用环境的物理结构 （包括存取结构和存取方法）。
5）数据库实施：设计人员运用DBMS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，编制与调试应用程 序，组织数据入库，并进行试运行。
概念模型设计
逻辑模型设计
物理模型设计
性能评价与预测 N
wk.baidu.com符合要求 Y
物理实现
试运行
满意？ Y
使用与维护
需求分析阶段 概念设计阶段 逻辑设计阶段 N 物理设计阶段
数据库实施阶段
数据库运行维护阶段
前四个步骤为数据库系统的分析与设计；后两个步骤 为数据库系统的实施、运行与维护。
1）需求分析：了解和分析用户的应用需求（包括信息需求和处理需 求），进行需求收集和分析，并以数据流图、数据字典等形式加以描 述。
（2）数据流图（Data Flow Diagram，DFD）
数据流图从数据传递和加工的角度，来刻 画数据流从输入到输出的移动变换过程。
常用规范方法： 1) 基于E-R模型的数据库概念设计。其基本思想是在需求
分析的基础上，用E-R图来构造一个反映现实世界实体 之间联系的信息模式，它是数据库概念设计阶段广泛采 用的方法。 2) 基于3NF（第三范式）的数据库逻辑设计。该方法是 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。它是关系数据库设计中逻辑 阶段可以采用的一种有效方法。 3) 基于视图的数据库设计方法。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。
数据库设计是信息系统开发和建设的重 要组成部分。数据库设计是指为一个给定的 应用环境建立数据库的过程，其设计目标是 要建立一个能正确反映给定的信息应用需求， 能被某个现有的DBMS所接受并能使系统具 有较好性能的关系数据模型。
•数据库设计方法 •数据库设计步骤
5.1.1数据库设计方法
3）分步进行：数据库设计常常由不同的人员分阶 段进行。为使整个数据库的设计变得条理清晰、 目的明确，必须在每一步分段把关，逐级审查， 保证数据库设计的质量和进度。
5.1.2数 据库设 计步骤
现有应用 未来应用
数据分析
向关系模式转换规则 关系模式规范化理论
DBMS要求
用户应用要求 DBMS限制
关系模式的使用 频率和性能
公司 Sybase
Oracle
Computer Associates Microsoft
Microsoft
数据库设计的特点
1）反复性：数据库设计不可能一气呵成，需要反 复推敲和修改才能完成。
2）试探性：与解决一般问题不同，数据库设计的 结果经常不是唯一的，所以设计的过程通常是一 个试探的过程。数据库的设计结果很难达到非常 满意的效果，常常为了达到某些方面的优化而降 低另一方面的性能。
6）数据库运行与维护：数据库试运行后，即可投入正式运行。数据 库在运行期间应不断地对其进行评价、调整与修改。
5.2数据库设计的需求分析
目标：给出应用领域中数据项、数据项之间的关 系和数据操作任务的详细定义，为数据库系统的 概念设计、逻辑设计和物理设计奠定基础，为优 化数据库系统的逻辑结构和物理结构提供可靠依 据。
数据 流程图
功能 结构图
（1）结构化分析方法（Structured Analysis，SA）
用于需求分析的方法有多种，主要方法有自顶 向下和自底向上两种。其中自顶向下的结构分 析方法（简称SA方法）是一种简单实用的方法。
SA方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐 层分解的方式分析系统，用数据流图描述系统， 处理过程的处理逻辑常借助判定表或判定树来 描述，而系统中的数据则是借助数据字典来描 述。
ERwin
支持数据库设计的各个阶段，还支持事务和数据仓库设计
Visio
Database Designer
Visio是图形工具集，其中提供了数据库设计及反向工具
Database Designer是一个嵌入在SQL Server和Access中的图形工具。 所建立的图称为Database Diagram——这种图不是ER图，它实际上是数 据库逻辑模式的图形化
1．直观设计法 直观设计法也叫手工试凑法，早期用于设计一些小型系统的 数据库设计。依赖于设计者的经验和技巧，缺乏科学理论和工程 方法的支持，不适应信息管理发展的需要。 2．规范设计法 规范设计法是运用软件工程的思想和方法，以各种设计准则 和规程，进行数据库设计的方法。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。 新奥尔良（New Orleans）方法是规范设计法中比较著名的 一种方法。它将数据库设计分为四个阶段：需求分析、概念设计、 逻辑设计和物理设计。后经改进，分为六个阶段：数据库需求分 析、数据库概念设计、数据库逻辑设计、数据库物理设计、数据 库实施和数据库运行与维护。
3.计算机辅助设计方法
是利用一些专门的CASE软件工具来支持数据库设计过程。 数据库自动化设计法是指数据库设计整个过程完全由计算机完成。 常用软件：
产品 Power Designer
Designer
功能
支持数据库建模和应用开发且不一定要求Sybase数据库环境
分析设计工具，支持数据库设计的各个阶段，常和Developer（应用 开发工具）一起使用。需要Oracle数据库环境
需求分析是整个数据库设计过程的基础。决定了 以后各步设计的速度与质量。
5.2.1需求分析的方法
在用户的积极配合下，通过查阅文档、面 谈、观察业务操作、问卷调查等手段来收 集用户的信息内容和处理要求。
数据元素
业务处理
所定义的实体 数据字典
分解：处理步骤 和数据流
处理 模型
综合考虑业务处理 和数据元素
2）概念设计：把需求分析阶段得到的用户需求进行综合、归纳和抽 象，形成一个独立于具体DBMS的概念数据模型。
3）逻辑设计：按照一组转换规则，将概念设计阶段产生的概念模型 转换为某个DBMS支持的逻辑数据模型。
4）物理设计：是为逻辑模型选取一个最适合应用环境的物理结构 （包括存取结构和存取方法）。
5）数据库实施：设计人员运用DBMS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，编制与调试应用程 序，组织数据入库，并进行试运行。
概念模型设计
逻辑模型设计
物理模型设计
性能评价与预测 N
wk.baidu.com符合要求 Y
物理实现
试运行
满意？ Y
使用与维护
需求分析阶段 概念设计阶段 逻辑设计阶段 N 物理设计阶段
数据库实施阶段
数据库运行维护阶段
前四个步骤为数据库系统的分析与设计；后两个步骤 为数据库系统的实施、运行与维护。
1）需求分析：了解和分析用户的应用需求（包括信息需求和处理需 求），进行需求收集和分析，并以数据流图、数据字典等形式加以描 述。
（2）数据流图（Data Flow Diagram，DFD）
数据流图从数据传递和加工的角度，来刻 画数据流从输入到输出的移动变换过程。
常用规范方法： 1) 基于E-R模型的数据库概念设计。其基本思想是在需求
分析的基础上，用E-R图来构造一个反映现实世界实体 之间联系的信息模式，它是数据库概念设计阶段广泛采 用的方法。 2) 基于3NF（第三范式）的数据库逻辑设计。该方法是 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。它是关系数据库设计中逻辑 阶段可以采用的一种有效方法。 3) 基于视图的数据库设计方法。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。