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数据库设计的基本概念

数据库设计概述

在信息领域中,应用软件是指为满足不同领域的用户所提出的应用需求而设计、开发的软件。一套计算机应用软件通常由多个不同的独立系统构建而成。例如,互联网应用软件由浏览器、WEB服务器和数据库管理系统三部分组成。数据库管理系统提供数据存储和管理的功能,WEB服务器实现应用软件的各种业务逻辑程序,浏览器提供应用的界面展示功能。读者在学习数据库管理系统时,不仅要学习如何使用数据库,还要学习如何用数据库系统来构建应用软件。

在应用开发过程中,构建一套计算机应用软件的关键在于数据库设计。数据库设计,顾名思义,就是设计数据库本身,即数据库的数据模式和数据库的建立,这是基于数据库管理系统的应用软件设计的一部分。数据库设计是应用软件设计的基础,二者是密不可分的。

数据库设计的一般定义是这样的:对于一个给定的应用环境,设计数据库逻辑模式和物理结构,并在此基础上建立数据库,构建应用软件,从而能够有效地存储和管理数据,满足各种用户的应用需求。用户的应用需求主要包括信息管理和数据操作,即存储管理应用中的数据对象并提供增、删、改、查、统计等操作。因此,在设计数据库时,我们通常重点考虑以下三个方面:

  • 存什么:根据应用需求,数据库管理系统中需要存储哪些数据对象;
  • 怎么存:数据对象在数据库管理系统中如何组织;
  • 如何访问:WEB服务器上的应用程序如何访问数据对象;

设计的基本步骤

数据库设计是一项庞大的工程,与应用软件设计一样,它包括从设计、实施到运行与维护的全过程。数据库设计分为以下6个步骤:

  • 需求分析:充分、准确地了解和分析用户需求(业务流程),确定应用软件的基本功能。需求分析是整个设计过程的“基石”,决定了构建数据库的速度和质量。
  • 概念结构设计:通过对用户需求进行综合、归纳和抽象,确定需存储和管理的数据对象以及对象之间的联系,并形成一个独立于具体数据库管理系统的信息结构。信息结构又称为概念模型。
  • 逻辑结构设计:将概念模型转换为某个具体数据库管理系统所支持的数据模型,也就是确定数据对象及对象之间联系的逻辑组织方式。
  • 物理结构设计:为数据模型确定合适的物理存储结构,构建索引等。
  • 数据库实施:部署数据库管理系统,根据逻辑结构和物理结构设计创建数据库,编写与调试应用软件程序,组织数据入库并进行试运行。
  • 数据库运行与维护:在数据库系统正式运行过程中,对系统进行评估,然后进行调整和修改。

数据库设计往往不是一蹴而就的,而是上述6个步骤的循环迭代。根据需求的扩展与变化,不断地调整、优化结构设计,从而得到一个好的数据库设计。在数据库设计过程中,需求分析和概念结构设计是独立于任何数据库管理系统的,而逻辑结构设计和物理结构设计与具体的数据库管理系统息息相关。