2012年第2期福建電腦109數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)陳艷，張冬姣(大連海洋大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣與信息工程系遼寧大連116300 )[摘 要]:數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中發(fā)展最快的領(lǐng)城之一，也是應(yīng)用最廣的技術(shù)之一, 它已成為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。本文討論數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，包括需求分析階段;概念設(shè)計(jì)階段;邏輯設(shè)計(jì)階段;物理設(shè)計(jì)階段;數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段;數(shù)據(jù)庫運(yùn)行維護(hù)階段的六個階段。[關(guān)鍵詞]: 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)冗余,DBMS0、引言是指用戶需要從數(shù)據(jù)庫中獲得信息的內(nèi)容與性質(zhì)。由為什么需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫?我們思考兩個問題,修建用戶 的信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫中需茅屋需要設(shè)計(jì)嗎?修建大廈需要設(shè)計(jì)嗎?結(jié)論是:當(dāng)數(shù)要 存儲哪些數(shù)據(jù)。處理要求是指用戶要求完成什么處據(jù)庫比較復(fù)雜(如數(shù)據(jù)量大,表較多,業(yè)務(wù)關(guān)系復(fù)雜)理功能 ,對處理的響應(yīng)時(shí)間有什么要求,處理方式是批時(shí),我們需要先設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。處理還是聯(lián)機(jī)處理。新系統(tǒng)的功能必須滿足用戶的信近年來，隨著多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)息要求,處理要求,安全性和完整性要求。展,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速,應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈廣，需求分析是整個設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)，是最困難最耗企事業(yè)單位、政府部門的行政管理、辦公自動化;銀行時(shí)的一步。 作為“地基"的需求分析是否做得充分與準(zhǔn)財(cái)務(wù)管理;鐵路、民航飛機(jī)票預(yù)定系統(tǒng);鐵路車次調(diào)度確 ,決定了在其上構(gòu)建“數(shù)據(jù)庫大廈”的速度與質(zhì)量。這系統(tǒng);賓館、酒店房間預(yù)定系統(tǒng);人口普查;氣象預(yù)報(bào);一 階段的工作是否能準(zhǔn)確地反映實(shí)際系統(tǒng)的信息流程地震,勘探等大量數(shù)據(jù)的貯存和統(tǒng)計(jì)分析,其背后都是情況 和用戶對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求，直接影響到以后各一個規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)庫。階段的工作,并影響到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)將來運(yùn)行的效率,需良好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)能夠節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲空間,能求分析做得不好 ,可能會導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)庫重新設(shè)計(jì),因夠保證數(shù)據(jù)的完整性，能夠方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)此,務(wù)必引起高度重視。的開發(fā)。糟糕的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),會有數(shù)據(jù)冗余、存儲空間應(yīng)用需求需求收集和分析需求分析階段浪費(fèi),內(nèi)存空間浪費(fèi),使得數(shù)據(jù)更新和插人異常。(數(shù)據(jù)、處如何合理高效地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫已成為當(dāng)務(wù)之急。好轉(zhuǎn)換規(guī)則概念設(shè)計(jì)階段的靈活的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，既能給前臺應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)帶DBMS功能設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)來簡便，又能給后臺數(shù)據(jù)庫的編碼和擴(kuò)充以及系統(tǒng)的優(yōu)化方法維護(hù)帶來極大的便利。現(xiàn)在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已成為業(yè)界設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)的主流,而我們討論的也主要是基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的。邏輯設(shè)計(jì)階段C數(shù)據(jù)模型優(yōu)化 _1、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)一一般將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為以下六階段:需求分析階DBMS詳細(xì)特征設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)段;概念設(shè)計(jì)階段;邏輯設(shè)計(jì)階段;物理設(shè)計(jì)階段;數(shù)據(jù)無理設(shè)計(jì)階段[平面設(shè)計(jì)、 性能預(yù)測庫實(shí)施階段;數(shù)據(jù)庫運(yùn)行維護(hù)階段。(如圖1:數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)流程圖)物理實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開始之前，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員將始終數(shù)據(jù)庫參與數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),他們的水平直接影響了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)性運(yùn)行實(shí)施階段的質(zhì)量:用戶在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中也舉足輕重的,他們主要十參加需求分析和數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行維護(hù)，他們的積極參與使用、 維護(hù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫運(yùn)行不但能加速數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，而且是決定數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的質(zhì)維護(hù)階段量的又一因素。程序員和操作人員則在系統(tǒng)實(shí)施階段中國煤化工參與進(jìn)來,分別負(fù)責(zé)編制程序和準(zhǔn)備軟硬環(huán)境。1).需求分析2).概念設(shè)計(jì)MYHCNMHG進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)首先必須準(zhǔn)確了解與分析用戶需在需求分析階段數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員充分調(diào)查并描述求，設(shè)計(jì)者和用戶雙方要密切合作，在系統(tǒng)分析過程了用戶的應(yīng)用需求，但這些應(yīng)用需求還是現(xiàn)實(shí)世界的中,要確定數(shù)據(jù)管理的信息要求和處理要求。信息要求具體需求,應(yīng)該首先把他們抽象為信息世界的結(jié)構(gòu),才110福建電腦2012年第2期能更好地、更準(zhǔn)確地用某個DBMS實(shí)現(xiàn)用戶的這些需決定 了數(shù)據(jù)庫占用多少空間，數(shù)據(jù)的處理決定了操作求。將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概時(shí)間的效率。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少存儲空間的占念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。用,也應(yīng)盡量減少操作次數(shù),做到相應(yīng)時(shí)間越快越好。概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)，也獨(dú)立于支持如果評價(jià)結(jié)果滿足原設(shè)計(jì)要求，則轉(zhuǎn)向物理實(shí)施。否數(shù)據(jù)庫的DBMS。它是現(xiàn)實(shí)世界與機(jī)器世界的中介,它則, 就要重新修改或重新設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu),有時(shí)甚至要回一方面能夠充分反映現(xiàn)實(shí)世界，包括實(shí)體和實(shí)體之間到邏輯設(shè)計(jì)階段修改數(shù)據(jù)模型。物理設(shè)計(jì)完成之后,就的聯(lián)系,同時(shí)又易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模應(yīng)該得 到詳細(xì)的磁盤分配方案、存儲方案、各種基表的型轉(zhuǎn)換。它是現(xiàn)實(shí)世界的一個真實(shí)模型,易于理解,便詳細(xì)信息等。根據(jù)這些信息就可以上機(jī)建立數(shù)據(jù)庫。于和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見,使用戶易于參與。5).數(shù)據(jù)庫實(shí)施當(dāng)現(xiàn)實(shí)世界需求改變時(shí)，概念結(jié)構(gòu)可以很容易地作出對數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)初步評價(jià)完后，就可以開始相應(yīng)調(diào)整。因此概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)建立數(shù)據(jù)庫了。數(shù)據(jù)庫實(shí)施主要包括:用DDL(數(shù)據(jù)定鍵所在。義語言)定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),組織數(shù)據(jù)入庫，編制與調(diào)試概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般需要兩個階段:第一個階段是應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行。所謂使用DDL定義數(shù)據(jù)庫根據(jù)用戶對數(shù)據(jù)和處理的需求,為產(chǎn)生全局視圖,得到結(jié)構(gòu),就是使用DBMS的建庫命令建立相應(yīng)的用戶數(shù)每個用戶各自的局部視圖，對每個用戶的局部數(shù)據(jù)結(jié)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。組織數(shù)據(jù)庫人庫就是將裝載在其他介質(zhì)上構(gòu)進(jìn)行描述。第二階段是在定義了各用戶的局部視圖的數(shù)據(jù)輸 人到數(shù)據(jù)庫中去。為了完成相應(yīng)的操作和檢的基礎(chǔ)上,利用一定的工具分析各個局部視圖,并把它索 ,需要編制很多程序,形成一個程序系統(tǒng)來使用該數(shù)們合并成-一個統(tǒng)--的全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即全局視圖。全局據(jù)庫,這部分是程序設(shè)計(jì)的任務(wù)。一切就緒之后,就可視圖被稱為數(shù)據(jù)庫概念模型。實(shí)際上,概念設(shè)計(jì)得到的以試運(yùn)行數(shù)據(jù)庫了。實(shí)體模型。由于實(shí)體模型(如用E-R方法)不易描述,6).系統(tǒng)管理和維護(hù)故實(shí)體模型通常是用一些原始表格來描述，這樣比較數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行結(jié)果符合設(shè)計(jì)目標(biāo)后就可以真正投直觀。人運(yùn)行了。數(shù)據(jù)庫投人運(yùn)行標(biāo)志著開發(fā)任務(wù)基本完成3).邏輯設(shè)計(jì)和維護(hù)工作開始,并不意味著設(shè)計(jì)過程的終結(jié)。由于應(yīng)概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，它比數(shù)據(jù)用環(huán)境在不斷地變化，數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中物理存儲也模型更獨(dú)立于機(jī)器,更抽象,從而更加穩(wěn)定。但為了能不 會不斷變化。對數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)調(diào)整修改等夠用某一DBMS實(shí)現(xiàn)用戶需要，還必須將概念結(jié)構(gòu)進(jìn)維護(hù)工作是- -項(xiàng)長期的任務(wù),也是設(shè)計(jì)工作的繼續(xù)和--.步轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，這正是數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)改進(jìn)。設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)。從理論上講,設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)該在數(shù)據(jù)庫運(yùn)行的階,對數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護(hù)工作選擇最適于描述與表達(dá)相應(yīng)概念的結(jié)構(gòu)模型，然后對主要 由DBA(數(shù)據(jù)庫管理員)完成,這包括以下內(nèi)容:支持這種數(shù)據(jù)模型的各種DBMS進(jìn)行比較，綜合考慮數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù);數(shù)據(jù)庫的安全性完整性控制;性能、價(jià)格等各種因素,從中選出最合適的DBMS。但數(shù)據(jù)庫的性能監(jiān)督、分析和改進(jìn);數(shù)據(jù)庫的重組織和重在實(shí)際當(dāng)中,往往是已給定了某臺機(jī)器，設(shè)計(jì)人員沒有構(gòu)造選擇DBMS的余地。目前DBMS產(chǎn)品一般只支持關(guān)系、總結(jié):網(wǎng)狀、層次3種模型中的某一種,對某一種數(shù)據(jù)模型，總之,我們在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí),一定要綜合考慮各個機(jī)器系統(tǒng)又有許多不同的限制，提供不同的環(huán)境多種因素,具體問題具體分析,既要考慮當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的可與工具。所以設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)的一般要分3步進(jìn)行:行性,又要考慮以后的升級維護(hù);既要減輕前臺編碼的將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型。負(fù)擔(dān),又要讓后臺的管理簡單易行;既要讓前臺的查詢將轉(zhuǎn)化來的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS效率高 ,又要讓后臺的實(shí)現(xiàn)方便可行。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是-支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。項(xiàng)綜合性設(shè)計(jì),決非一朝一夕之功,只有在工作、學(xué)習(xí).對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。中多思考、多動腦.多總結(jié).靈活運(yùn)用所學(xué)知識,綜合考4).物理設(shè)計(jì)慮各種因素,平衡把握每個細(xì)節(jié),這樣數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)才會對于給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取-一個最適合應(yīng)用環(huán)更加科學(xué)、合理。境的物理結(jié)構(gòu)的過程為物理設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)主要指數(shù)據(jù)庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存儲參考文獻(xiàn):方法,這些都依賴于所使用的系統(tǒng)。在網(wǎng)狀模型和層次[1]數(shù)據(jù)庫系中國煤化土師旗王冊著模型系統(tǒng)中,這一-部分內(nèi)容較復(fù)雜,因?yàn)樗鼈兪怯弥羔?2]數(shù)據(jù)庫 原京大學(xué)出版社武洪萍表示記錄的聯(lián)系。關(guān)系模型系統(tǒng)比較簡單--些,僅包含馬桂婷著:YHCNMHG索引機(jī)制、空間大小、塊的大小等內(nèi)容。在設(shè)計(jì)物理結(jié)[3]軟件工程概論機(jī)械工業(yè)出版社;鄭人杰、馬素霞、殷人昆著構(gòu)時(shí),應(yīng)先確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，然后對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)[4]軟件工程技術(shù)與實(shí)用開發(fā)工具:中國人民大學(xué)出版社;王偉行評價(jià)。評價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間的效率。數(shù)據(jù)的存儲