关系数据库设计(数据库)

时间：2022-12-23 08:30:02 | 来源：信息时代

时间：2022-12-23 08:30:02 来源：信息时代

    关系数据库设计 : 根据现实世界的应用环境,构造一组关系模式及其应用系统的过程。关系模式能正确地表示所需要的全部信息,并且不包含冗余信息,以便能有效地存储数据,满足用户的应用需求。
关系数据库设计是全面应用多种软、硬件技术的综合设计,其关系模式设计必须与应用系统设计密切结合。
关系数据库设计一般分为以下几个过程: 需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护。
1. 需求分析
需求分析是通过对于现实世界需要处理的对象和业务流程的调查,收集全部数据资料,如报表、档案、单据、合同等;充分了解所涉及的各种数据,确定数据的名字、类型、长度、范围、联系等特征;确定业务处理在功能、性能和方式上的要求。这个阶段是整个关系数据库设计的基础,需求分析的质量直接决定关系数据库设计的质量。
需求分析一般包括以下子过程:
(1)调查用户机构组织情况,了解部门的组成、结构、职责和联系等。
(2)调查现有业务流程,了解各部门数据的输入、处理、输出,以及数据的详细格式。
(3) 了解用户对数据库应用系统的期望。
(4)确定系统范围,划分系统的功能边界。
(5)与用户就需求的全部问题取得共识。
(6)进行进一步的分析和抽象,将需求分析的结果及数据的描述存储在数据字典中,其中数据与处理过程的关系用数据流图表示。
2.概念结构设计
通过对现实世界中数据的特性进行归纳和抽象,将需求分析阶段得到的用户的数据需求通过概念模型来表示,实现从现实世界到信息世界的映射。概念结构必须真实反映现实世界,易于理解和变更,并易于转化为关系数据模型。
概念结构设计的方法有E-R模型、UML统一建模语言等,E-R(实体—联系)模型是最常用的方法,它将需求分析阶段收集的数据抽象为实体,确定实体的属性,标识区分实体的键,确定实体之间的联系,必要时还需要消除冲突和冗余。
数据库E-R设计中主要考虑的问题包括:
(1)用属性集还是用实体集来表示现实世界的数据对象。
(2)用实体集还是用联系集来表示现实世界的某个概念。
(3)使用多元联系还是一组二元联系来表示现实世界的联系。
(4)使用强实体集还是弱实体集。
(5) 是否采用一般化来表示实体集的共同属性。
(6)是否采用聚集将E-R图的某个部分集成为单一实体集。
3.逻辑结构设计
将概念模型转换为关系模型,第一步是根据转换规则将E-R图转换为初始关系模式。E-R图向关系模型转换的规则是:
(1)一个实体集转化为一个独立的关系模式,关系的每个列与实体集的每一个属性相对应。
(2)一个1:1的联系集可以转换为一个独立的关系模式,也可以与任意一端对应的关系模式合并。
(3)一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式,也可以与n端对应的关系模式合并。
(4)一个m:n联系转换为一个关系模式。
(5)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。
(6) 同一实体集的实体间的联系,即自联系,也可按上述1:1、1:n和m:n三种情况分别处理。
(7)具有相同键的关系模式可合并。
然后根据需要确定规范化的级别,应用关系规范化理论对模型进行规范化和优化,方法为:
(1)确定关系模式内部各个属性之间和不同关系模式属性之间的数据依赖。
(2)对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理,消除冗余的联系。
(3)考查是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖等,确定各关系模式分别属于第几范式。
(4)根据实际应用对功能和性能上的要求,分析对于这样的应用环境这些模式是否合适,确定是否要对它们进行合并或分解。
最后根据局部应用需求,设计外模式,使之符合用户的习惯,方便用户的使用。
4.物理结构设计
根据具体的数据库管理系统,确定最适合描述逻辑模型的物理模型。物理模型是数据库最底层的抽象(包括存储结构和存取路径),物理结构设计过程确定数据的物理存储结构、数据存取路径以及调整,以便优化数据库的性能和有效利用存储空间。具体的设计包括: 索引列和索引类型的选择、聚簇建立、数据库文件的存放位置、水平和垂直分区、日志和备份的设置和数据库各种运行参数的配置等。
5.数据库系统的实施
(1)定义数据库结构: 以所使用的关系数据库管理系统提供的数据定义语言(DDL)来定义数据库结构。
(2)数据装载: 对业务原始数据进行筛选、清洗、转换后,采用人工或者自动化工具将数据装载入数据库中。
(3)调试数据库应用程序: 编制与调试应用程序与组织数据装载同步进行,也可使用模拟数据进行调试。
(4)数据库试运行: 对整个数据库系统的功能和性能进行测试。
6.数据库运行和维护
由于数据库运行的软、硬件环境的变化,需要长期对数据库进行评估、修改和维护,主要包括:
(1)数据库的备份和恢复。
(2)数据库的安全性和完整性控制。
(3)数据库性能优化。
(4)数据库的重构。
一般的数据库设计仅包括前四部分,为完整了解数据库设计,有时还可以包括第五部分。