数据库设计方法(数据库)

时间：2022-11-18 22:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-11-18 22:30:01 来源：信息时代

    数据库设计方法 : 运用一定的过程、技术、工具、方法学和文档编写技术以辅助实现数据库设计的过程。
数据库技术是信息资源管理最有效的手段。由于数据库系统优于文件系统,因而在20世纪70年代得以广泛应用,接踵而来的是如何设计数据库的问题。在早期,数据库设计缺乏科学的方法学指导,主要靠经验和直觉,从而设计的结果常常表现为效率低下,资源浪费,甚至数据结构紊乱。20世纪70年代末期上述问题开始引起众多数据库专家的关注,为了使数据库设计形成方法论,召开了著名的新奥尔良会议,提出了新奥尔良设计框架,并且还在日本东京召开了数据库工程专业会议。人们都在寻求数据库设计的科学工具和方法,并于80年代提出了许多数据库设计方法,在方法和科学理论基础方面进行了大量的探索,可以说数据库设计方法学基本形成,其主要标志是: ①数据库设计基本阶段的划分已有公论; ②数据库设计所需的分析方法和设计方法都已建立在科学理论基础之上,诸如关系规范化理论、数据模型理论以及离散数学等方面;③数据库设计已不再是纯技巧性的,已有成熟的完整方法和理论,并且设计结果是合理的(满足用户需求)和高效的。
数据库设计主要有概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段,每个阶段又划分为若干步骤。数据库设计方法有很多种,不管选用何种设计方法,一般在设计数据库时都需完成如下一些任务: ①定义系统目标; ②收集业务需求; ③确定系统需求; ④设计数据库; ⑤设计数据库和应用软件接口;⑥构造、测试以及实现数据库和应用软件。
目前,常用的数据库设计方法包括如下几种:
(1)传统的数据库设计方法:大多数的数据库设计方法是由传统的方法演变而来的。传统的设计方法基本任务有: 需求分析阶段的工作主要是收集与数据库系统相关的业务需求信息,开发小组的主要工作是收集用来设计数据库系统的信息; 数据建模阶段创建逻辑模型,并用此来定义物理数据库的结构;规范化阶段主要是消除或尽可能减少冗余数据。
(2)关系数据库设计的Barker方法: Richard Barker在其负责设计的辅助设计工具(CASE)中提出的,该方法以传统设计方法为基础,提出数据库设计的详细步骤有七个阶段: 制定策略、分析、设计、构建、编写文档、转换、产品。
(3) LRA(logical record access)方法: 在T. J.Teorey及T.P.Fry关于数据库结构设计专著中所论述的方法,该方法较有特色的是其LRA评价技术。LRA方法采用D.S.Rund比较完整的需求分析方法和基本步骤,确定数据库当前及将来应用的数据范围,通过访问企业不同层次管理人员获得数据和控制计划数据。“用法数据”主要用于事务的数据操作、控制,“计划数据”则用于适当的决策控制; 数据主要采用表及“流程框图”形式进行文档描述。需求分析经多次访问、整理抽象,直到用户满意为止。关于概念结构设计,LRA方法提供实体分析法,自顶向下地通过确定数据库设计的目标与范围,采用数据抽象法中的聚集及归纳进行实体形式化,为每个实体选择表示属性,并建立实体间联系等途径,形成用户的局部视图; 再用自底向上的方法,根据数据元素的分类及每个任务使用数据元素的次数,采用向量及矩阵将所有数据元素进行归类,通过实体间联系的算法获得“实体联系图”表达的局部结构,合并后形成全局结构,作为概念结构设计结果。在数据库逻辑设计与物理设计中,采用了逻辑记录存取的模式设计性能优化方法,给出了一系列LRA定量估算公式,使性能优化有较明确的评价指标。
(4) Howe方法: D.R.Howe在其专著中所陈述的数据库设计方法。这种方法以关系数据的规范化理论为依据,把满足BCNF的关系叫“良规范”关系,否则叫“劣规范”关系。Howe采用自顶向下的方法,用E-R模型作为“企业”的概念模型,并扩充了E-R模型的语义,把两个实体间联系用属藉类的概念表达语义,将属藉类分为强制属藉类和非强制属藉类两类。在概念结构设计中,以内含的“功能分析”为依据确定粗略的E-R模型,并用关系的规范化作指导,以减少E-R模型所对应的关系个数为目标,再进一步用关系的规范化理论指导属性数据的分配;遇到无法分配时,则扩充E-R模型中的实体/联系的型,直到所有属性数据都分配到E-R框架中为止,从而得到逐步求精的企业的概念结构模型。在进入数据库模型逻辑结构设计之前,降低关键事务相应数据的存储空间开销,提高数据操纵的响应速度,从而修改第一层设计所获得的概念模型。为了达到上述改善“关键事务处理”性能的目的,将进行反规范化的设计变通。例如,把已规范化的关系合并,但是这种变通设计的结果必须遵循: ①维护第一层设计的初始概念模型所具有的功能; ②保持系统所应满足的约束,通过第二层可获得求精的概念结构模型,再转换成具体DBMS所对应的数据库逻辑结构模型,完成数据库逻辑设计。
(5)数据库结构化分析及设计方法:将软件工程的结构化分析与设计方法运用于数据库的设计过程,包括从计划到设计、实现的整个过程: ①建立模型全面的分层次描述系统; ②确定系统的目标和立场; ③区别做什么与如何做; ④自顶向下分解,逐步求精; ⑤严格的人员关系、评审手续及文档管理办法。