一、引言

如何利用关系数据库理论设计一个满足应用系统需求的数据库

二、数据库设计内容

1、数据库设计是基于应用系统需求分析中对数据的需求，解决数据的抽象、数据的表达和数据的存储结构等问题

2、其目标是设计出一个满足应用要求、简洁、高效、规范合理的数据库

3、最终得到能在DBMS中存储的数据库的逻辑结构和物理结构

三、数据库设计方法

1.根据经验进行直观设计

（1）缺乏科学理论和工程方法的支持，很难保证设计的质量 ，数据库常常在投入使用之后才发现存在问题，不得不进行修改，增加了系统维护的代价

2、运用软件工程的思想来设计数据库，对数据库进行规范化设计

（1）常用的规范化设计方法，大多起源于1978年的新奥尔良法

3、在规范设计的过程中，还可采用计算机进行辅助设计

4、使用设计工具软件自动完成数据库设计

（1）如：Oracle Designder、Sybase Power Designer

5、规范设计方法将数据库设计分为

（1）需求分析

（2）概念设计

采用基于E-R模型的数据库设计方法，用E-R模型设计数据库的概念结构

（3）逻辑设计

在进行关系数据库的逻辑结构设计时，采用基于3NF的数据库设计方法，该方法用关系规范化理论为指导，来设计数据库模式

（4）物理设计

6、以基于E-R模型的规范设计方法为基础，目前通常将数据库设计分为

（1）需求分析

任务：

• 分析用户以及应用系统的数据需求
• 明确在数据库中需要存储和管理的数据
• 明确用户对数据的安全性和完整性方面的需求
• 用户的存取权限的设置

方法：

常常采用的方法是结构化系统分析和设计技术（SADT）

• 用数据流图来来表达分析过程和分析结果

 

• 用数据字典描述数据流图中的数据流和数据存储等 

 

经过需求分析得到的这些数据描述信息是无结构的，需要对其进行综合、归纳和抽象，转换为有结构的、易于理解的精确表达 ，即进行数据库概念结构设计

（2）概念结构设计

概念结构设计是整个数据库设计的关键

任务：

• 借助概念模型，表达数据抽象的结果，得到独立于具体的DBMS的数据库概念结构

概念模型的表达方式：

• E-R模型
• UML统一建模语言 
• IDEF1X方法

概念模型独立于数据库的逻辑结构，也独立于具体的DBMS ,需要将概念模型转换为选定的DBMS的支持的数据模型所对应的数据库模式，即进行数据库的逻辑结构设计。

（3）逻辑结构设计

数据库逻辑结构的设计，与采用的数据模型有关，目前的数据库应用系统，绝大多数采用支持关系模型的DBMS

任务：

• 对于关系模型，将概念模型转换为关系数据库模式

方法：

• 转换要遵循转换规则
• 根据应用需求，运用关系规范化理论，对关系数据库模式进行优化 

（4）物理结构设计

对逻辑结构设计的结果，还要针对选定的DBMS，利用数据库定义语言描述数据库的模式结构，确定适合应用环境的存储结构和存取方法，即进行数据库物理结构设计

任务：

• 定义数据库模式
• 确定适合应用环境的存储结构和存取方法

方法：

• 用数据定义语言 

（5）数据库的实施

在具体的DBMS上，实现物理结构设计的结果

任务：

• 建立数据库
• 进行数据库编程
• 组织数据入库
• 测试数据库

（5）数据库的运行维护

对正式投入使用的数据库，在进行系统运行过程中，需要不断地对其进行评估与完善

任务：

• 对数据库进行评估
• 完善数据库：重组织；重构造

数据库设计是上述六个阶段不断反复迭代、逐步求精的过程

7、数据库设计同时伴随着应用系统软件的设计，在设计过程中需要把两者加以结合、相互完善

四、后续

本讲主要讲授如何将前面所学的数据库原理应用到数据库设计上