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数据库概念设计(数据库概念设计阶段得到的结果)

爱站云 2020-02-06 值得一看 0 评论

  1、概念设计:


  对用户要求描述的现实世界(可能是一个工厂、一个商场或者一个学校等),通过对其中住处的分类、聚集和概括,建立抽象的概念数据模型。这个概念模型应反映现实世界各部门的信息结构、信息流动情况、信息间的互相制约关系以及各部门对信息储存、查询和加工的要求等。


  所建立的模型应避开数据库在计算机上的具体实现细节,用一种抽象的形式表示出来。以扩充的实体—(E-R模型)联系模型方法为例,第一步先明确现实世界各部门所含的各种实体及其属性、实体间的联系以及对信息的制约条件等,从而给出各部门内所用信息的局部描述。第二步再将前面得到的多个用户的局部视图集成为一个全局视图,即用户要描述的现实世界的概念数据模型。


  2、逻辑设计:


  主要工作是将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑模式,即适应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据模式。与此同时,可能还需为各种数据处理应用领域产生相应的逻辑子模式。这一步设计的结果就是所谓“逻辑数据库”。


  3、物理设计:


  根据特定数据库管理系统所提供的多种存储结构和存取方法等依赖于具体计算机结构的各项物理设计措施,对具体的应用任务选定最合适的物理存储结构(包括文件类型、索引结构和数据的存放次序与位逻辑等)、存取方法和存取路径等。这一步设计的结果就是所谓“物理数据库”。


  4、三者关系:


  由上到下,先要概念设计,接着逻辑设计,再是物理设计,一级一级设计。三者一环扣住一环,缺一不可,概念设计是前提,逻辑设计是纽扣,将概念设计和物理设计紧密联系起来,物理设计的结果就是传说中的“物理数据库”也就是最后的结果。三者密不可分,缺一不可。


  数据库设计的基本步骤:


  1、需求分析阶段:准确了解与分析用户需求(包括数据与处理),是整个设计过程的基础,是最困难、最耗费时间的一步。


  2、概念结构设计阶段:是整个数据库设计的关键,通过对用户的需求进行综合、归纳与抽象,形成一个独立于具体DBMS的概念模型。从实际到理论。


  3、逻辑结构设计阶段:将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型,对其进行优化。优化理论。


  4、数据库物理设计阶段:为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。选择理论落脚点。


  5、数据库实施阶段:运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言,根据逻辑设计和物理设计的结果,建立数据库,编制与调试应用程序,组织数据入库,并进行试运行。理论应用于实践。


  6、数据库运行和维护阶段:数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改。理论指导实践,反过来实践修正理论。


  主要特点:


  1、实现数据共享:数据库服务器数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据,也包括用户可以用各种方式通过接口使用数据库,并提供数据共享。


  2、减少数据的冗余度:同文件系统相比,由于数据库实现了数据共享,从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据,减少了数据冗余,维护了数据的一致性。


  3、数据的独立性:数据的独立性包括逻辑独立性(数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立)和物理独立性(数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构)。


  4、数据实现集中控制:文件管理方式中,数据处于一种分散的状态,不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理,并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。


  5、数据一致性和可维护性,以确保数据的安全性和可靠性主要包括:安全性控制:以防止数据丢失、错误更新和越权使用;完整性控制:保证数据的正确性、有效性和相容性;并发控制:使在同一时间周期内,允许对数据实现多路存取,又能防止用户之间的不正常交互作用。


  6、故障恢复:由数据库管理系统提供一套方法,可及时发现故障和修复故障,从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障,可能是物理上或是逻辑上的错误。比如对系统的误操作造成的数据错误等。

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  数据库概念设计阶段得到的结果


  按照规范的设计方法,一个完整的数据库设计一般分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库的实施、数据库运行与维护六个阶段:


  各阶段的任务如下:


  1、需求分析:分析用户的需求,包括数据、功能和性能需求;


  2、概念结构设计:主要采用E-R模型进行设计,包括画E-R图;


  3、逻辑结构设计:通过将E-R图转换成表,实现从E-R模型到关系模型的转换;


  4、数据库物理设计:主要是为所设计的数据库选择合适的存储结构和存取路径;


  5、数据库的实施:包括编程、测试和试运行;


  6、数据库运行与维护:系统的运行与数据库的日常维护。


  数据库概念设计的主要步骤


  按照规范设计的方法,考虑数据库及其应用系统开发全过程,将数据库设计分为以下6个阶段


  1、需求分析


  需求分析也称为软件需求分析、系统需求分析或需求分析工程等,是开发人员经过深入细致的调研和分析,准确理解用户和项目的功能、性能、可靠性等具体要求,将用户非形式的需求表述转化为完整的需求定义,从而确定系统必须做什么的过程。


  需求分析的任务,是通过详细调查现实世界要处理的对象,充分了解原系统工作概况,明确用户的各种需求,然后在此基础上确定新的系统功能,新系统还得充分考虑今后可能的扩充与改变,不仅仅能够按当前应用需求来设计。


  调查的重点是,数据与处理。达到信息要求,处理要求,安全性和完整性要求。


  2、概念结构设计


  概念结构设计是整个数据库设计的关键,它通过对用户需求进行综合,归纳与抽象,形成了一个独立于具体DBMS的概念模型。


  设计概念结构通常有四类方法:


  自顶向下。即首先定义全局概念结构的框架,再逐步细化。


  自底向上。即首先定义各局部应用的概念结构,然后再将他们集成起来,得到全局概念结构。


  逐步扩张。首先定义最重要的核心概念结构,然后向外扩张,以滚雪球的方式逐步生成其他的概念结构,直至总体概念结构。


  混合策略。即自顶向下和自底向上相结合。


  3、逻辑结构设计


  逻辑结构设计是将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型,并将进行优化。在这阶段,E-R图显得异常重要。大家要学会各个实体定义的属性来画出总体的E-R图。各分E-R图之间的冲突主要有三类:属性冲突,命名冲突,和结构冲突。


  E-R图向关系模型的转换,要解决的问题是如何将实体性和实体间的联系转换为关系模式,如何确定这些关系模式的属性和码。


  4、物理结构设计


  物理设计是为逻辑数据结构模型选取一个最适合应用环境的物理结构(包括存储结构和存取方法)。首先要对运行的事务详细分析,获得选择物理数据库设计所需要的参数,其次,要充分了解所用的RDBMS的内部特征,特别是系统提供的存取方法和存储结构。


  常用的存取方法有三类:


  (1)索引方法,目前主要是B+树索引方法。


  (2)聚簇方法(Clustering)方法。


  (3)是HASH方法。


  5、数据库实施


  数据库实施阶段,设计人员运营DBMS提供的数据库语言(如sql)及其宿主语言,根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库,编制和调试应用程序,组织数据入库,并进行试运行。


  6、数据库的运行和维护


  数据库维护是指当一个数据库被创建以后的工作都叫做数据库维护。包括备份系统数据、恢复数据库系统、产生用户信息表,并为信息表授权、监视系统运行状况,及时处理系统错误、保证系统数据安全,周期更改用户口令。

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