数据库系统概论数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem第七讲第七讲 数据库设计数据库设计数据库设计人员应该具备的技术和知识n数据库的基本知识和数据库设计技术n计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧n软件工程的原理和方法n应用领域的知识数据库设计7.1 数据库设计的定义7.2 数据库设计的特点7.3 数据库设计方法7.4 数据库设计的基本步骤7.1数据库设计的定义p什么是数据库设计（P198 狭义定义） 数据库设计是指数据库各级模式的设计，是数据库应用系统设计的一部分。各级模式：概念模式、模式、外模式和内模式。7.2数据库设计的特点p结构（数据）设计和行为（处理）设计相结合IPO表输入：输出：处理：CreatLoadMain()ifthenend分区1分区2逻辑结逻辑结构设计构设计概念概念结构结构设计设计物理物理设计设计设设计计阶阶段段设设计计描描述述数数据据处处理理需需 求求分分析析数据字典、全系统中数据项、数据字典、全系统中数据项、数据流、数据存储的描述数据流、数据存储的描述数数据据流流图图和和判判定定表表（判判定定树树）、数数据字典中处理过程的描述据字典中处理过程的描述概念模型（概念模型（E-R图）图）数据字典数据字典系统说明书包括：系统说明书包括：新系统要求、新系统要求、方案和概图方案和概图反映新系统信息反映新系统信息流的数据流图流的数据流图某种数据模型某种数据模型关系关系非关系非关系系统结构图系统结构图（模块结构）（模块结构）存储安排存储安排方法选择方法选择存取路径建立存取路径建立模块设计模块设计IPO表表实施实施阶段阶段编写模式编写模式装入数据装入数据数据库试运行数据库试运行程序编码、程序编码、编译联结、编译联结、测试测试运运行行、维护维护性能监测、转储性能监测、转储/恢复恢复数据库重组和重构数据库重组和重构新新旧旧系系统统转转换换、运运行行、维维护护（修修正正性性、适应性、改善性维护）适应性、改善性维护）7.3数据库设计方法p手工试凑法p基于E-R模型的数据库设计方法n概念设计，是目前广泛使用的方法p3NF的设计方法n采用关系数据库理论的方法来指导逻辑模型设计pODL(Object Definition Language)方法n面向对象的数据库设计方法n直接转换为面向对象的数据库7.4数据库设计的基本步骤n需求分析n概念结构设计n逻辑结构设计n物理结构设计7.4数据库设计的基本步骤（续）需求分析阶段n准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）n是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步7.4数据库设计的基本步骤（续）概念结构设计阶段n是整个数据库设计的关键n通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型7.4数据库设计的基本步骤（续）p概念结构设计的特点（1）能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。是对现实世界的一个真实模型。（2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。7.4数据库设计的基本步骤（续）p概念结构设计的特点(续)（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。（4）易于向关系等各种数据模型转换。7.4数据库设计的基本步骤（续）p描述概念模型的工具nE-R图7.4数据库设计的基本步骤（续）逻辑结构设计阶段n将概念结构转换为某个DBMS所支持的逻辑模型n对其进行优化E-R图向关系模型的转换原则 一个实体集转换为一个关系模式。 一个m:n联系转换为一个关系模式。 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。 一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。E-R图向关系模型的转换原则5. 三个或三个以上实体间的一个多元联系可以转换为一个关系模式。6.具有相同码的关系模式可合并。优化数据模型的方法 确定数据依赖 对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系。 确定各关系模式分别属于第几范式。 分析对于应用环境这些模式是否合适，确定是否要对它们进行合并或分解。 对关系模式进行必要的分解或合并7.4数据库设计的基本步骤（续）数据库物理设计阶段n为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储位置、空间限制、索引等）