【導(dǎo)讀】有意提高數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)水平，或者想優(yōu)化某個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，了解如何開。展某個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工作。到提高數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)效率、數(shù)據(jù)完整性和可擴(kuò)展性的目的。了解需求分析的任務(wù)，掌握需求分析的方法。實(shí)施，運(yùn)行和維護(hù)。組織化和結(jié)構(gòu)化的過程，核心問題是關(guān)系模型的設(shè)計(jì)。對(duì)于數(shù)據(jù)庫規(guī)模較小的情。結(jié)構(gòu)定義的不合理，會(huì)導(dǎo)致在更新數(shù)據(jù)時(shí)造成數(shù)據(jù)的不完整。地從數(shù)據(jù)庫中獲得所需的信息。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是信息系統(tǒng)開發(fā)和建設(shè)的重要組成部分。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具。數(shù)據(jù)庫的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)技術(shù)。管理、調(diào)優(yōu)、安裝，配置，啟動(dòng)，關(guān)閉，優(yōu)化等，簡稱：DBA。將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。新奧爾良法將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分成需求分。目前，常用的規(guī)范設(shè)計(jì)方法大多起源于新奧爾良。進(jìn)行調(diào)整，使其滿足全部完整性約束條件。

　　

【正文】 、 。 20．?dāng)?shù)據(jù)抽象的兩種形式分別是 和 。 21．抽象對(duì)象的兩種形式分別是 和 。 22．所謂概念模型，是指 。 23．關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)的一個(gè)有力工具； ER 模型是數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì) 的一個(gè)有力工具。 24．實(shí)體集讀者與圖書館之間具有 聯(lián)系。 25．實(shí)體集父親與子女之間有 聯(lián)系。 問答題 1．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的生存期分成哪幾個(gè)階段 ?數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在生存期中地位如何 ? 2．什么是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) ?數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的輸入和輸出有哪些內(nèi)容 ? 3．基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分成哪幾個(gè)階段 ? 4．什么是比較好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法 ?數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)應(yīng)包括哪些內(nèi)容 ? 5．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的規(guī)劃階段應(yīng)做哪些工作 ? 6．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的需求分析階段是如何實(shí)現(xiàn)的 ?目標(biāo)是什么 ? 7．評(píng)審在數(shù)據(jù)庫設(shè) 計(jì)中有什么重要作用 ?為什么允許設(shè)計(jì)過程中有多次的回溯和反復(fù) ? 8．?dāng)?shù)據(jù)字典的內(nèi)容和作用是什么 ? 9．對(duì)概念模型有些什么要求 ? 10．概念設(shè)計(jì)的具體步驟是什么 ? 11．什么是數(shù)據(jù)抽象 ?主要有哪兩種形式的抽象 ?數(shù)據(jù)抽象在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中起什么作用 ? 12．什么是 E—R 圖 ?構(gòu)成 ER 圖的基本要素是什么 ? 13．試述采用 E—R 方法的數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)的過程。 14．邏輯設(shè)計(jì)的目的是什么 ?試述邏輯設(shè)計(jì)過程的輸入和輸出環(huán)境。 15．試述邏輯設(shè)計(jì)階段的主要步驟及內(nèi)容。 16．規(guī)范化理論對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)有什么指導(dǎo)意義 ? 17．什么是數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的物理設(shè)計(jì) ?試述其具體步驟。 18．?dāng)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)階段主要做哪幾件事情 ? 19．什么是數(shù)據(jù)庫的重新組織 ?試述其重要性 ? 20．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)投入運(yùn)行后，有哪些維護(hù)工作 ? 答案： 27 答 : ，目前尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般分為七個(gè)階段，即規(guī)劃、需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行維護(hù)。 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段好的基本 E—R圖轉(zhuǎn)換為與選用的具體機(jī)器上的 DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。 2．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的輸入子系統(tǒng) 主要是原始數(shù)據(jù)的輸入、抽取、校驗(yàn)、分類、轉(zhuǎn)換和綜合，最終把數(shù)據(jù)組織成符合數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的形式，然后把數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程的輸出主要有兩部分，一部分是完整的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，其中包括邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)；另一部分是基于數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和處理需求的應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)原則。這些輸出一般都是以說明書的形式出現(xiàn)。 3．基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)生存期的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分成以下五個(gè)階段： (1)規(guī)劃； (2)需求描述和分析； (3)概念設(shè)計(jì)； (4)邏輯設(shè)計(jì)； (5)物理設(shè)計(jì)。 4. 一個(gè)比較好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法應(yīng)該能在合理的期限內(nèi)，以合理的工作 量產(chǎn)生一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，它應(yīng)該滿足用戶關(guān)于功能、性能、安全性、完整性及發(fā)展需求等方面的要求，同時(shí)又服從于特定的 DBM5 的約束。并且可用簡單的數(shù)據(jù)模型來表示。其次，設(shè)計(jì)方法應(yīng)具有足夠的靈活性和通用性。另外，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法應(yīng)該是可再生產(chǎn)的，即不同的設(shè)計(jì)者應(yīng)用同一方法于同一設(shè)計(jì)問題時(shí)，應(yīng)該得到相同的或類似的結(jié)果。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)至少應(yīng)包括以下內(nèi)容： (1)設(shè)計(jì)過程； (2)設(shè)計(jì)技術(shù)； (3)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則； (4)信息需求； (5)描述機(jī)制。 28 5．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中的規(guī)劃階段的主要任務(wù)是進(jìn)行建立數(shù)據(jù)庫的必要性及可 行性分析，確定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在組織中和信息系統(tǒng)中的地位，以及各個(gè)數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)系。 6．需求分析大致可分為三步來完成，即需求信息的收集、分析整理和評(píng)審。需求信息的收集是要了解組織的機(jī)構(gòu)設(shè)置，主要業(yè)務(wù)活動(dòng)和職能、確定組織的目標(biāo)、大致工作流程和業(yè)務(wù)流程的劃分。 需求信息的分析整理就是把收集到的信息用數(shù)據(jù)流圖或規(guī)范表格的形式轉(zhuǎn)化為下一階段設(shè)計(jì)工作可用的形式信息。 評(píng)審即確認(rèn)某一階段的任務(wù)是否全部完成，以避免重大的疏漏或錯(cuò)誤。 需求分析階段的目標(biāo)是對(duì)系統(tǒng)的整個(gè)應(yīng)用情況作全面的、詳細(xì)的調(diào)查，確定企業(yè)組織的目標(biāo)，收集支持系統(tǒng)總的設(shè)計(jì)目標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和對(duì)這些數(shù)據(jù)的要求，確定用戶的需求．并把這些要求寫成用戶和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者都能夠接受的文檔。 7．評(píng)審工作的重要作用是確認(rèn)某一階段的任務(wù)是否全部完成，以避免重大的疏漏和錯(cuò)誤。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中允許有多次的回溯和反復(fù)的原因是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的各個(gè)階段是互相關(guān)聯(lián)的，通過回溯和反復(fù)可以解決在開發(fā)過程中的遺留問題，改正錯(cuò)誤。 8．?dāng)?shù)據(jù)字典中通常包含數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和加工過程。其中： 數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小單位，它是對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的描述，通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)名、含義、別名、類型、長度、取值范圍以及與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是若干數(shù)據(jù)項(xiàng)有意義的集合，它包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名、含義及組成該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)項(xiàng)名。 數(shù)據(jù)流可以是數(shù)據(jù)項(xiàng)，也可以是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，表示某一加工處理過程的輸入或輸出數(shù)據(jù)．對(duì)數(shù)據(jù)流的描述應(yīng)包括數(shù)據(jù)流名、說明、流出的加工名、流入的加工名以及組成該數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)項(xiàng)。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是處理過程中要存取的數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述應(yīng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名、說明、輸人數(shù)據(jù)流、輸出數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)量、存儲(chǔ)頻度和存取方式。 對(duì)加工過程的描述包括加工過程名 、說明、輸入數(shù)據(jù)流、輸出數(shù)據(jù)流、并 29 簡要說明處理工作、頻度要求、數(shù)據(jù)量及響應(yīng)時(shí)間等。 數(shù)據(jù)字典是對(duì)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的詳細(xì)描述，它提供對(duì)數(shù)據(jù)庫描述的集中管理，并且為數(shù)據(jù)庫管理員提供有關(guān)的報(bào)告。 9．在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，總是把概念設(shè)計(jì)作為非常重要的一步，所以通常對(duì)概念模型有以下要求： (1)概念模型應(yīng)真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界中事物和事物之間的聯(lián)系，有豐富的語義表達(dá)能力，能表達(dá)用戶的各種需求，包括描述現(xiàn)實(shí)世界中各種對(duì)象及其復(fù)雜的聯(lián)系、用戶對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的處理要求的手段。 (2)概念模型應(yīng)簡潔、明晰、獨(dú)立于機(jī)器、容易理 解。方便數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)人員與應(yīng)用人員交換意見，使用戶能積極參與數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)工作。 (3)概念模型應(yīng)易于變動(dòng)。當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對(duì)概念模型修改和補(bǔ)充。 (4)概念模型應(yīng)很容易向關(guān)系、層次或網(wǎng)狀等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。易于從概念模式導(dǎo)出與 DBMS 有關(guān)的邏輯模式。 10．概念設(shè)計(jì)的具體步驟是： (1)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計(jì)局部概念模式； (2)將局部概念模式綜合成全局概念模式； (3)評(píng)審。 11．?dāng)?shù)據(jù)抽象是對(duì)實(shí)際的人、物、事和概念的人為處理，它抽取人們關(guān)心的共同特征、忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種概念精確 地加以描述，這些概念組成了某種模型。 數(shù)據(jù)抽象通常有 “聚集 ”和 “概括 ”兩種方式。 聚集是將若干對(duì)象和它們之間的聯(lián)系組合成一個(gè)新的對(duì)象。 概括是將一組具有某些共同特征的對(duì)象合并成更高一層意義上的對(duì)象。 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的概念設(shè)計(jì)中，利用抽象機(jī)制對(duì)需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織 (聚集 )，形成實(shí)體、實(shí)體的屬性，標(biāo)識(shí)實(shí)體的鍵，確定實(shí)體之間的聯(lián)系類型 (1： 1， 1： n 或 n： m)，設(shè)計(jì)分 zR 圖，從個(gè)別用戶的需求出發(fā)，為每個(gè)用戶或每個(gè)對(duì)數(shù)據(jù)的觀點(diǎn)與作用方式相似的用戶建立一個(gè)相應(yīng)的局部概念 結(jié)構(gòu)。 圖是表示概念模型的一種方法，通常稱為實(shí)體一聯(lián)系方法 (Entity—Relationship 30 Approach)。利用 ER 圖對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中抽取實(shí)體、實(shí)體間聯(lián)系，并建立概念模型。構(gòu)成ER 圖的基本要素是實(shí)體、聯(lián)系和屬性。 (1)用長方形表示實(shí)體類型，在框內(nèi)寫上實(shí)體名。 (2)用橢圓形表示實(shí)體的屬性，并用無向邊把實(shí)體與其屬性連接起來。 (3)用菱形表示實(shí)體聞的聯(lián)系，菱形框內(nèi)寫上聯(lián)系名，用無向邊把菱形分別與有關(guān)實(shí)體相連接，在無向邊旁標(biāo)上聯(lián)系的類型。著實(shí)體之間聯(lián)系也具有屬性，則把屬性和菱形也用無向邊連接 上。 13．采用 ER 方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì)，可以分成三步進(jìn)行：首先設(shè)計(jì)局部 ER 模式。然后把各局部 ER 模式綜合成一個(gè)全局的 ER 模式，最后對(duì)全局 ER 模式進(jìn)行優(yōu)化，得到最終的 ER 模式，即概念模式。 15．邏輯設(shè)計(jì)的主要步驟為： (1)形成初始的 DBMS 模式； (2)模式設(shè)計(jì)； (3)對(duì)每個(gè)應(yīng)用程序，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)存取功能的梗概； (4)對(duì)數(shù)據(jù)庫模式進(jìn)行評(píng)價(jià)； (5)修正模式，使模式適應(yīng)信息的不同表示。 16．規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)的指南和工具。具體地說可在以下三方面起重要作用： (1)在數(shù)據(jù)分析階段用數(shù)據(jù)依賴的 概念分析和表示各數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系； (2)在設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)階段，用規(guī)范化理論為工具消除初步 ER 圖中冗余的聯(lián)系； (3)由 ER 圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換過程中用模式分解的概念和算法指導(dǎo)設(shè)計(jì)。 17．對(duì)一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，稱為數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)。 物理設(shè)計(jì)的步驟為： (1)首先確定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)，包括記錄的組成、數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型和長度，以及邏輯記錄到存儲(chǔ)記錄的映射； (2)確定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安排； (3)訪問方法的設(shè)計(jì)； 31 (4)完整性和安全性分析，并選擇一個(gè)較優(yōu)的方案； (5)應(yīng)用程序設(shè) 計(jì)。 ： (1)建立實(shí)際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)； (2)試運(yùn)行； (3)裝入數(shù)據(jù)。 、邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)的改變稱為重新組織。其中改變概念模式或邏輯結(jié)構(gòu)又稱為重新構(gòu)造，改變物理結(jié)構(gòu)則稱為重新格式化。 由于環(huán)境需求的變化或性能原因，對(duì)原有的數(shù)據(jù)提出了新的使用要求，這時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫重新組織可以滿足用戶的需要，防止數(shù)據(jù)庫的性能下降，提高數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率。 ，就進(jìn)入運(yùn)行維護(hù)階段。運(yùn)行維護(hù)階段的主要工作是： (1)維護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全性與完 整性控制及系統(tǒng)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)； (2)數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析與改進(jìn)； (3)增加數(shù)據(jù)庫新功能； (4)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，修改錯(cuò)誤。