資料庫，資料庫學習

資料庫，資料庫學習
資料庫設計概述

資料庫設計
資料庫設計是指對於一個給定的應用環境，構造（設計）最佳化的資料庫邏輯模式和物理結構，並據此建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地儲存和管理資料，滿足各種使用者的應用需求，包括資訊管理要求和資料操作要求。
目標：為使用者和各種應用系統提供一個資訊基礎設施和高效率的運行環境
資料庫建設的基本規律
三分技術，七分管理，十二分基礎資料
管理
資料庫建設專案管理
企業（即應用部門）的業務管理
基礎資料
收集、入庫
更新新的資料
結構（資料）設計和行為（處理）設計相結合
將資料庫結構設計和資料處理設計密切結合

資料庫設計方法

手工與經驗相結合方法
設計品質與設計人員的經驗和水平有直接關係
資料庫運行一段時間後常常不同程度地發現各種問題，增加了維護代價
規範設計法
基本思想：過程迭代和逐步求精

新奧爾良（New Orleans）方法
將資料庫設計分為若干階段和步驟
基於E-R模型的資料庫設計方法
概念設計階段廣泛採用
3NF（第三範式）的設計方法
邏輯階段可採用的有效方法
ODL（Object Definition Language）方法
物件導向的資料庫設計方法
電腦輔助設計
ORACLE Designer 2000
SYBASE PowerDesigner

資料庫設計的基本步驟

資料庫設計分6個階段
需求分析
概念結構設計
邏輯結構設計
物理結構設計
資料庫實施
資料庫運行和維護
需求分析和概念設計獨立於任何資料庫管理系統
邏輯設計和實體設計與選用的DBMS密切相關

一、資料庫設計的準備工作：選定參加設計的人
1.系統分析人員、資料庫設計人員
自始至終參與資料庫設計
2. 使用者和資料庫管理員
主要參加需求分析和資料庫的運行維護
3.應用開發人員（程式員和操作員）
在系統實施階段參與進來，負責編製程式和準備軟硬體環境
二、資料庫設計的過程(六個階段)
⒈需求分析階段
準確瞭解與分析使用者需求（包括資料與處理）
最困難、最耗費時間的一步

⒉概念結構設計階段
整個資料庫設計的關鍵
通過對使用者需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念性模型

⒊邏輯結構設計階段
將概念結構轉換為某個DBMS所支援的資料模型
對其進行最佳化

⒋資料庫實體設計階段
為邏輯資料模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括儲存結構和存取方法）

⒌資料庫實施階段
運用DBMS提供的資料庫語言（如SQL）及宿主語言，根據邏輯設計和實體設計的結果
建立資料庫
編製與調試應用程式
組織資料入庫
進行試運行

⒍資料庫運行和維護階段
資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行
在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價、調整與修改

需求分析的任務

詳細調查現實世界要處理的對象（組織、部門、企業等）
充分瞭解原系統（手工系統或電腦系統）
明確使用者的各種需求
確定新系統的功能
充分考慮今後可能的擴充和改變
調查的重點是“資料”和“處理”，獲得使用者對資料庫要求
資訊要求
處理要求
安全性與完整性要求
確定使用者最終需求
使用者缺少電腦知識
設計人員缺少使用者的專業知識
解決方案
設計人員必須不斷深入地與使用者進行交流
⑴ 調查組織機構情況
⑵ 調查各部門的商務活動情況。
⑶ 在熟悉商務活動的基礎上，協助使用者明確對新系統的各種要求。
⑷ 確定新系統的邊界

常用調查方法

(1)跟班作業
(2)開調查會
(3)請專人介紹
(4)詢問
(5)設計調查表請使用者填寫
(6)查閱記錄
結構化分析方法（Structured Analysis，簡稱SA方法）
從最上層的系統組織機構入手
自頂向下、逐層分解分析系統
2．分解處理功能和資料
(1)分解處理功能
將處理功能的具體內容分解為若干子功能
(2)分解資料
處理功能逐步分解同時，逐級分解所用資料，形成若干層次的資料流圖
(3)表達方法
處理邏輯：用判定表或判定樹來描述
資料：用資料字典來描述
3．將分析結果再次提交給使用者，徵得使用者的認可

資料字典

資料字典的用途
進行詳細的資料收集和資料分析所獲得的主要結果
資料字典的內容
資料項目
資料結構
資料流
資料存放區
處理過程

資料項目

 資料項目是不可再分的資料單位 對資料項目的描述      資料項目描述＝｛ 資料項目名，資料項目含義說明，別名，                                資料類型，長度，取值範圍，取值含義，                與其他資料項目的邏輯關係，資料項目之間的          聯絡 ｝

資料結構

資料結構反映了資料之間的組合關係。 一個資料結構可以由若干個資料項目組成，也可以由若干個資料結構組成，或由若干個資料項目和資料結構混合組成。 對資料結構的描述      資料結構描述＝｛資料結構名，含義說明，                                   組成:｛資料項目或資料結構｝｝

資料流

資料流是資料結構在系統內傳輸的路徑。 對資料流的描述　      資料流描述＝｛ 資料流名，說明，資料流來源，                               資料流去向，組成:｛資料結構｝，                               平均流量，高峰期流量｝

資料存放區

資料存放區是資料結構停留或儲存的地方，也是資料流的來源和去向之一。對資料存放區的描述　 資料存放區描述＝｛資料存放區名，說明，編號，                輸入的資料流 ，輸出的資料流 ，                組成:｛資料結構｝，資料量，存取頻度，         存取方式｝

處理過程

具體處理邏輯一般用判定表或判定樹來描述處理過程說明性資訊的描述　處理流程說明＝｛處理過程名，說明，輸入:｛資料流｝，                                  輸出:｛資料流｝，處理:｛簡要說明｝｝

例：學生學籍管理子系統的資料字典。

資料項目，以“學號”為例：資料項目：　學號含義說明：唯一標識每個學生

　別名：　　學生編號
類型：　　字元型
長度：　　8
取值範圍：00000000至99999999
　取值含義：前兩位標別該學生所在年級，
後六位按順序編號
　與其他資料項目的邏輯關係：
資料結構，以“學生”為例

“學生”是該系統中的一個核心資料結構：資料結構：　學生含義說明：　是學籍管理子系統的主體資料結構，                      定義了一個學生的有關資訊組成：　　　學號，姓名，性別，年齡，所在系，年級

　　
資料流，“體檢結果”可如下描述：
資料流：　　體檢結果
說明：　　　學生參加體格檢查的最終結果
資料流來源：體檢
資料流去向：批准
組成：　　　……
　平均流量：　……
　高峰期流量：……
資料存放區，“學生登記表”可如下描述：
資料存放區：　學生登記表
說明：　　　記錄學生的基本情況
　流入資料流：……
流出資料流：……
組成：　　　……
資料量：　　每年3000張
存取方式：　隨機存取
處理過程“分配宿舍”可如下描述：
　處理過程：分配宿舍
　說明：　　為所有新生分配學生宿舍
　輸入：　　學生，宿舍
　輸出：　　宿舍安排
　處理：　　在新生報到後，為所有新生分配學生宿舍。
要求同一間宿舍只能安排同一性別的學生，
同一個學生只能安排在一個宿舍中。
每個學生的居住面積不小於3平方米。
安排新生宿舍其處理時間應不超過15分鐘。
資料字典是關於資料庫中資料的描述，是中繼資料，而不是資料本身
資料字典在需求分析階段建立，在資料庫設計過程中不斷修改、充實、完善
設計人員應充分考慮到可能的擴充和改變，使設計易於更改，系統易於擴充
必須強調使用者的參與