【正文】 索引，形成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式 . 數(shù)據(jù)庫(kù) 過程 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)之前（需求分析階段） 1) 理解客戶需求，詢問用戶如何看待未來(lái)需求變化。 11 1) 手工試湊法 設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平有直接關(guān)系 ， 缺乏科學(xué)理論和工程方法的支持，工程的質(zhì)量難以保證 ， 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后常常又不同程度地發(fā)現(xiàn)各種問題，增加了維護(hù)代價(jià) 。 在上圖有關(guān)處理特性的描述中，采用的設(shè)計(jì)方法和工具屬于軟件工程和管理信息系統(tǒng)等課程中的內(nèi)容，本書不再討論，這里重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)特性的設(shè)計(jì)描述以及在結(jié)構(gòu)特性中參照處理特性設(shè)計(jì)以完善數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)的問題。在設(shè)計(jì)過程中，努力使數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)其他部分的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，把數(shù)據(jù)和處理的需求收集、分析、抽象、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)在各個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行、相互參照、相互補(bǔ)充，以完善兩方面的設(shè)計(jì)。 可以看出，以上六個(gè)階段是從數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)的全過程來(lái)考察數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的問題。在運(yùn)行中，必須保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的完整性，并能有效地處理數(shù)據(jù)庫(kù)故障和進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)。應(yīng)用程序的開發(fā)目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)可依賴的有效的數(shù)據(jù)庫(kù)存取程序，來(lái)滿足用戶的處理要求。 上述分析和設(shè)計(jì)階段是很重要的，如果做出不恰當(dāng)?shù)姆治龌蛟O(shè)計(jì)，則會(huì)導(dǎo)致一個(gè)不恰當(dāng)或反應(yīng)遲鈍的應(yīng)用系統(tǒng)。 3．邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 邏輯設(shè)計(jì)是將上一步所得到的概念模型轉(zhuǎn)換為某個(gè) DBMS 所支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。在分析用戶需求時(shí)，要確保用戶目標(biāo)的一致性。這是最費(fèi)時(shí)、最復(fù)雜的一步，但也是最重要的一步，相當(dāng)于待構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)大廈的地基，它決定了以后各步設(shè)計(jì)的速度與 質(zhì)量。 六個(gè)階段的主要工作各有不同。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟 9 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，前兩個(gè)階段是面向用戶的應(yīng)用要求，面向具體的問題；中間兩個(gè)階段是面向數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)；最后兩個(gè)階段是面向具體的實(shí)現(xiàn)方法。 按規(guī)范設(shè)計(jì)法可將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為六個(gè)階段（如圖 所示）： （ 1）系統(tǒng)需求分析階段 （ 2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 （ 3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 （ 4）物理設(shè)計(jì)階段 （ 5）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段 （ 6）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)階段 8 圖 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)步驟 該方法是分階段完成的，每完成一個(gè)階段，都要進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，評(píng)價(jià)一些重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，把設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔組織評(píng)審，與用戶進(jìn)行交流。 目前許多計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（ Computer Aided Software Engineering，CASE）工具可以自動(dòng)或輔助設(shè)計(jì)人員完成數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過程中的很多任務(wù) .比如SYSBASE 公司的 PowerDesigner 和 Oracle 公司的 Design 2020。 規(guī)范設(shè)計(jì)法從本質(zhì)上來(lái)說仍然是手工設(shè)計(jì)方法，其基本思想是過程迭代和逐步求精。合并過程中要解決以下問題： (1) 消除命名沖突； (2) 消除冗余的實(shí)體和聯(lián)系； (3)進(jìn)行模式重構(gòu)，在消除了命名沖突和冗余后，需要對(duì)整個(gè)匯總模式進(jìn)行調(diào)整，使其滿足全部完整性約束條件。 其具體設(shè)計(jì)步驟分為五個(gè)階段： (1)設(shè)計(jì)企業(yè)模式，利用規(guī)范化得到的 3NF 關(guān)系模式畫出企業(yè)模式； (2)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模式，把企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成 DBMS 所能接受的概念模式，并根據(jù)概念模式導(dǎo)出各個(gè)應(yīng)用的外模式； (3)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模式（存儲(chǔ)模式）； (4)對(duì)物理模式進(jìn)行評(píng)價(jià)； (5) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。 2．基于 3NF 的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 基于 3NF 的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 是由 S 下面簡(jiǎn)單介紹幾種常用的規(guī)范設(shè)計(jì)方法。新奧爾良法將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分成需求分析（分析用戶需求）、概念設(shè)計(jì)（信息分析和定義）、邏輯設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)）和物理設(shè)計(jì)（物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)）。因此這種方法越來(lái)越不適應(yīng)信息管理發(fā)展的需要。 直觀設(shè)計(jì)法也叫手工試湊法，它是最早使用的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過程中必須不斷地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整與修改 。 5) 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段 運(yùn)用 DBMS 提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言、工具及宿主語(yǔ)言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫(kù)，并進(jìn)行試運(yùn)行 。 3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 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 。 . 內(nèi)容 1) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 方法 2) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 基本步驟 4 . 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的 過程 1) 需求分析階段 準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理） ， 是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)，是最困難、最耗費(fèi)時(shí)間的一步 。本文主要講解開發(fā)設(shè)計(jì)部分內(nèi)容。 維護(hù)主要工作包括：數(shù) 據(jù)庫(kù)備份、空間管理、存儲(chǔ)管理、調(diào)優(yōu)、 安裝，配置，啟動(dòng)，關(guān)閉，優(yōu)化 等，簡(jiǎn)稱： DBA。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備的技術(shù)和知識(shí)： ? 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù) ? 計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)的方法和技巧 ? 軟件工程的原理和方法 ? 應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí) 目前我們部門的主要工作是研發(fā)、推廣、維護(hù) 電力行業(yè) 各種信息系統(tǒng)，在實(shí)際的工作中常常需要與數(shù)據(jù)庫(kù)打交道。數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的各個(gè)部分能否緊密地結(jié)合在一起以及如何結(jié)合的關(guān)鍵所在。因此，就有必要學(xué)習(xí)和掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化流程，以指導(dǎo)我們更好的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)，減少冗余的數(shù)據(jù)，借此可以提高數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)效率，數(shù)據(jù)完整性和可擴(kuò)展性。然而，隨著項(xiàng)目規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)也變得更加復(fù)雜，關(guān)系模型表結(jié)構(gòu)更為龐雜，這時(shí)我們往往會(huì)發(fā)現(xiàn)我們寫出來(lái)的 SQL 語(yǔ)句的是很笨拙并且效率低下的。 . 術(shù)語(yǔ)說明 2. 技術(shù)背景 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)類型，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織化和結(jié)構(gòu)化的過程，核心問題是關(guān)系模型的設(shè)計(jì)。 了解邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟以及數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)，了解數(shù)據(jù)庫(kù)的最終實(shí)施，運(yùn)行和維護(hù)。 了解需求分析的任務(wù)，掌握需求分析的方法。 . 課程目的與要求 目的： 教授 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的 基本 理論、 設(shè)計(jì)基本 方法 、常用技巧 ，使學(xué) 員 掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化流程，以 便 更好的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)，減少冗余的數(shù)據(jù)， 以達(dá)到 提高數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)效率 、 數(shù)據(jù)完整性和可擴(kuò)展性 的目的 。 1 大學(xué)畢業(yè) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 2020 年 6 月 2 1. 前言 . 適用的人員 軟件部各種 MIS 初級(jí)開發(fā)人員，掌握初步的 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù) 。 有意 提高數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)水平， 或者想優(yōu)化某個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，了解如何開展某個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工作 。 了解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)，內(nèi)容和特點(diǎn)，了解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的全過程，重點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的 方法，了解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟。 了解概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及概念模型的特點(diǎn)，掌握概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法和步驟。 要求： 通過本課程的學(xué)習(xí)，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本理論，熟悉數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本方法，并且能獨(dú)立承擔(dān)項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工作。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模較小的情況，我們可 以比較輕松的處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的表結(jié)構(gòu)。更糟糕的是，由于表 3 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。 數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，把信息系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)按一定的模型組織起來(lái)，提供存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索數(shù)據(jù)的功能，使 信息系統(tǒng)可以方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得所需的信息。 數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)相關(guān)的工作主要 分為兩個(gè)方面 ：數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù) 開發(fā) 設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)設(shè)計(jì)： … 。 3. 技術(shù)內(nèi)容 . 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)定義及內(nèi)容 . 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)定義 指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其 相關(guān)對(duì)象 ，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求（信息要求和處理要求）。 2) 概念結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)階段 是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 ， 通過對(duì)用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體 DBMS 的概念模型 。 4) 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段 為邏輯數(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)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法） 。 6) 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行后 即可投入正式運(yùn)行。 設(shè)計(jì)特點(diǎn) : 在設(shè)計(jì)過程中把數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來(lái)將這兩個(gè)方面的需求分析、抽象、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)在各個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行，相互參照，相互補(bǔ)充，以完善兩方面的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過程各個(gè)階段的設(shè)計(jì)描述： 如圖 P 5 . 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法目前可分為四類：直觀設(shè)計(jì)法、規(guī)范設(shè)計(jì)法、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法和自動(dòng)化設(shè)計(jì)法。這種方法依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技巧，缺乏科學(xué)理論和工程原則的支持，設(shè)計(jì)的質(zhì)量很難保證，常常是數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后又發(fā)現(xiàn)各種問題，這樣再重新進(jìn)行修改，增加了系統(tǒng)維護(hù)的代價(jià)。 為了改變這種情況， 1978 年 10 月，來(lái)自三十多個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù)庫(kù) 專家在美國(guó)新奧爾良（ New Orleans）市專門討論了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)問題，他們運(yùn)用軟件工程的思想和方法，提出了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范，這就是著名的新奧爾良法 ，它是目前公認(rèn)的比較完整和權(quán)威的一種規(guī)范設(shè)計(jì)法。目前，常用的規(guī)范設(shè)計(jì)方法大多起源于新奧爾良法，并在設(shè)計(jì)的每一階段采用一些輔助方法來(lái)具體實(shí)現(xiàn)。 6 1．基于 ER 模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方 法 基于 ER 模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法是由 于 1976 年提出的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上，用 ER（實(shí)體 — 聯(lián)系）圖構(gòu)造一個(gè)反映現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體之間聯(lián)系的企業(yè)模式，然后再將此企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成基于某一特定的 DBMS 的概念模式。 Atre 提出的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，其