1、第3章 数据库设计,本章内容,3.1 数据库设计概述 3.2 需求分析 3.3 概念设计 3.4 逻辑设计 3.5 物理设计 3.6 实现与维护,3.1 数据库设计概述,数据库设计的内容 静态特性设计 动态特性设计 物理设计,数据库设计的方法 基于3NF的数据库设计方法 基于实体联系(E-R)的数据库设计方法 基于视图概念的数据库设计方法,3.1 数据库设计概述,数据库设计的步骤,图3.1 数据库设计的步骤,3.2 需求分析,需求分析的任务 对现实世界要处理的对象(组织，部门，企业等)进行详细调查，在了解原系统的概况和确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据并进行相应处理。 需求分析
2、的基本步骤 1. 需求信息的收集 2. 需求信息的分析整理 3. 需求信息的评审,3.3 概念设计,概念设计的目标和策略 概念模型设计的目标是产生一个用户易于理解的，反映系统信息需求的整体数据库概念模型。 设计概念结构的策略 : 自顶向下 自底向上 由里向外 混合策略,3.3 概念设计,采用E-R方法的数据库概念设计 概念模型设计的常用方法是实体关系方法(E-R方法)。 1. 设计局部E-R模型 局部E-R模型的设计过程： （1）确定局部结构范围 （2）定义实体 （3）定义联系 （4）属性的分配,3.3 概念设计,2. 设计全局E-R模型 全局概念结构不仅要支持所有的局部E-R模型，还必须合理
3、地表示一个完整、一致的数据库概念结构。 全局E-R模型的设计过程 ： （1）确定公共实体类型 （2）局部E-R模型的合并 （3）消除冲突 3. 全局E-R模型的优化 优化原则： （1）实体类型的合并 （2）冗余属性的消除 （3）冗余关系的消除,3.3 概念设计,(a)局部E-R模型1,(b)局部E-R模型2,例：由两个局部E-R模型集成为全局E-R模型,3.3 概念设计,(c)全局E-R模型,例：由两个局部E-R模型集成为全局E-R模型,图3.2 局部E-R模型集成为全局E-R模型,3.4 逻辑设计,逻辑设计的步骤 数据库的逻辑设计步骤如下： （1）将E-R图转换为一般的数据模型。 （2）模型
4、评价。 （3）模型修正。 E-R模型向关系数据模型的转换 1. 实体类型向关系模型转换 将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的键。,3.4 逻辑设计,2. 联系类型向关系模型转换 （1）1:1联系到关系模型的转化,图3.3 校长与学校的实体关系,对图3.3模型转化为关系模型： 学校模式(校名，地址，电话，校长名，任职年月) 校长模式(姓名，年龄，性别，职称),3.4 逻辑设计,（2） 1:N联系到关系模型的转化 要转化1:N联系，需要在N方(即1对多关系的多方)实体表中增加一个属性，将对方的关键字作为外部关键字处理即可。,图3.4 车间与职工的
5、实体关系,3.4 逻辑设计,对图3.4，车间与职工间存在1:N关系转换成的关系模式如下： 车间模式(车间编号，车间名，电话) 职工模式(职工号，姓名，性别，年龄，车间编号，聘期) 职工模式中的车间编号为外键。,3.4 逻辑设计,（3） M:N联系到关系模型的转化 一个M:N联系要单独建立一个关系模式，分别用两个实体的关键字作为外部关键字。,图3.5 学生与课程关系的E-R图,3.4 逻辑设计,图3.5描述学生和课程之间的M:N选课关系 ，将E-R图转化为3个关系： 学生模式(学号，姓名，年龄，性别，所在系，专业) 课程模式(课程号，课程名，学时数) 选课模式(学号，课程号，成绩),3.4 逻辑
6、设计,关系数据库的逻辑设计,图3.6 关系数据库的逻辑设计,3.5 物理设计,物理设计的内容 物理设计就是根据一个满足用户信息需求的已确定的逻辑数据库结构研制出一个有效的、可实现的物理数据库结构的过程。 1. 确定记录存储格式 2. 选择文件的存储结构 3. 决定存取路径 4. 完整性和安全性 5. 程序设计,3.5 物理设计,物理设计的性能 查询和响应时间 更新事务的开销 报告生成的开销 主存储空间开销 辅助存储空间,3.6 实现与维护,数据库的实现 在这一阶段，设计人员运用DBMS提供的数据定义语言，将逻辑设计和物理设计的结果严格地描述出来，成为DBMS可接受的源代码，经过调试产生目标模式，然后组织数据入库。 数据库的其他设计 包括加强数据库的安全性、完整性控制，保证一致性、可恢复性等 。,3.6 实现与维护,数据库的运行与维护 维护数据库的安全性与完整性及系统的转储和恢复。 性能的监督、分析与改进。 增加新功能。 发现错误，修改错误。,
