第8讲 数据库的设计与实施

一、数据库设计的特点1.数据库设计方法新奥尔良方法基于E-R模型的数据库设计方法基于3NF的设计方法对象定义语言(Object Definition Language,ODL)方法2.数据库设计的基本步骤1需求分析获取需求是整个设计过程的基础。进行数据库设计时首先必须准确了解与分析用户的需求弄清系统要达到的目标和实现的功能。2概念结构设计概念结构设计的主要任务是根据系统分析建立的业务对象模型(实体对象)形成一个独立于具体DBMS的概念模型。此步骤即设计E-R模型。3)逻辑结构设计逻辑结构设计阶段的主要任务是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型对关系数据库来说就是将E-R模型转化为关系模型最终生成表4)物理结构设计数据库物理结构设计的主要任务是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数据存储结构和存取方法。5)数据库实施在数据库实施阶段中系统设计人员要运用DBMS提供的数据操作语如SOL语言以及宿主语言根据数据库的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、组织数据人库并进行系统试运行。6)数据库运行和维护数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其结构性能进行评价、调整和修改。8.1 数据库设计概述数据库设计的含义是指根据用户需求研制数据库结构的过程具体地说就是根据用户的信息需求、处理需求和数据库的处理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满足用户的信息需求和处理需求数据库设计的特点是一种“反复探寻逐步求精”的过程反复性试探性多阶段自身的特点数据库建设需将(三分)技术、(七分)管理和(十二分)基础数据相结合需将结构设计与行为设计相结合数据库设计涉及多学科领域数据库系统生存期8.2 数据库规划1. 主要工作确定数据库系统在企业或部门的计算机系统中的地位以及各个数据库之间的联系对建立数据库的必要性和可行性进行分析2. 结束标记可行性分析报告数据库系统规划纲要8.3 需求分析主要任务---数据库设计的基础和起点通过详细调查现实世界要处理的对象充分了解原系统工作概况明确用户的各种需求然后在此基础上确定新系统的功能。主要需求有:信息需求处理需求安全性和完整性方面的需求结束标记需求分析报告需求分析的步骤需求调查明确调查的目的、内容和方式手段:检查文档面谈观察业务的运转文献研究问卷调查·自顶向下分析整理业务流程分析与表示(数据流图)需求信息的补充描述(数据字典等)需求分析说明书评审数据流图数据字典8.4 概念结构设计主要任务在需求分析的基础上通过对用户需求进行分析、归纳、抽象形成一个独立于具体DBMS和计算机硬件结构的整体概念结构即概念模式常用方法E-R模型设计策略自底向上注意:重点在于“信息”结构的设计!!!“处理”需求则由行为设计来考虑主要设计步骤设计局部E-R模式合并局部E-R模式优化全局E-R模式8.5 逻辑结构设计E-R模型到关系模式的转换实体型的转换关系模式中包含实体型的所有属性联系的转换1:1:将联系的属性和其中一个实体型对应关系模式的主键属性加入到另一个关系模式中1:n:将联系的属性和1端对应关系模式的主键属性加入到n端对应的关系模式中n:m:将联系转换为一个关系型其属性有联系的属性和前面两个关系模式的主键属性构成关系模式的优化规范化处理分析数据依赖对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的范式按照处理要求对某些模式进行合并或分解模式的评价与修正根据需求分析的结果检查规范化后的关系模式集合是否满足用户的功能要求使用更符合用户习惯的别名定义不同级别的视图简化用户对系统的使用为了节省存储空间可修正关系模式Power DesignerPowerDesigner是Sybase公司生产的一个CASE工具集它不仅支持数据库模型设计的全过程同时为面向对象分析、设计与开发以及企业业务流程规划提供了有力的工具。更具特色的是它将对象设计、数据库设计和关系数据库生成无缝地集成起来提供了非常强大的数据库设计和生成能力。8.6 物理结构设计聚簇设计索引设计分区设计确定系统配置参数评价物理结构设计8.7 数据库的实施和维护数据库的建立数据库模式的建立数据加载数据库的调整关系模式、视图、索引、磁盘分区等应用程序编制与调试使用模拟数据进行调试数据库系统的试运行功能测试性能测试数据库系统的运行和维护数据库的转储和恢复维持数据库的完整性与安全性监测并改善数据库性能数据库的重组和重构(物理)8.8 数据库应用系统的结构单用户结构以单台微型计算机为其运行环境是最简单的一种数据库应用系统结构整个数据库系统都装在一台计算机上所有操作由一个用户独占完成集中式结构一个主机带多个终端的多用户数据库应用系统结构(主从式数据库系统结构)整个数据库系统都装在主机上主机操作系统多数是分时系统多个用户通过终端公共总线连在一起并发地存取数据库共享数据资源二层客户机/服务器(C/S)结构应用系统的功能在客户机和服务器之间进行重新划分客户机主要负责应用逻辑的处理、用户界面的处理和显示与服务器连接服务器负责向客户机提供数据服务实现数据管理和事务逻辑三层客户机/服务器(B/S)结构数据库应用系统分为三层:数据访问层、业务逻辑层和表示层三个层次分别放在各自不同的硬件系统上具有高灵活性能适应客户及数据的增加和处理负荷的变动数据访问层:数据管理、事务逻辑(数据库服务器)业务逻辑层:应用逻辑(应用服务器)表示层:表达逻辑(客户机)