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1、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)336.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述6.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn)6.1.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指根據(jù)用戶需求研制數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的過(guò)程，具體地說(shuō)，是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能有效的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足用戶的信息要求和處理要求。也就是把現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)，根據(jù)各種應(yīng)用處理的要求，加以合理地組織，滿足硬件和操作系統(tǒng)的特性，利用已有的DBMS來(lái)建立能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)。2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)如圖6.1所示。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè) 計(jì)信息需求處理需求信息需求典型應(yīng)用程序DBM特性硬件和操作系統(tǒng)特
2、性圖6.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的任務(wù)3現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)分析用戶業(yè)務(wù)活動(dòng)分析概念設(shè)計(jì)功能模型邏輯設(shè)計(jì)事務(wù)設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)程序說(shuō)明子模式設(shè)計(jì)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)程序編碼調(diào)試性能考核滿意?是否加載數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)圖6.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的全過(guò)程76.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法目前可分為四類：直觀設(shè)計(jì)法、規(guī)范設(shè)計(jì)法、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法和自動(dòng)化設(shè)計(jì)法。直觀設(shè)計(jì)法也叫手工試湊法，它是最早使用的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法。這種方法依賴于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技巧，缺乏科學(xué)理論和工程原則的支持，設(shè)計(jì)的質(zhì)量很難保證，常常是數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后又發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，這樣再重新進(jìn)行修改，
3、增加了系統(tǒng)維護(hù)的代價(jià)。因此這種方法越來(lái)越不適應(yīng)信息管理發(fā)展的需要。為了改變這種情況，1978年10月，來(lái)自三十多個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù)庫(kù)專家在美國(guó)新奧爾良（NewOrleans）市專門討論了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)問(wèn)題，他們運(yùn)用軟件工程的思想和方法，提出了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的規(guī)范，這就是著名的新奧爾良法，它是目前公認(rèn)的比較完整和權(quán)威的一種規(guī)范設(shè)計(jì)法。新奧爾良法將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分成需求分析（分析用戶需求）、概念設(shè)計(jì)（信息分析和定義）、邏輯設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)）和物理設(shè)計(jì)（物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)）。目前，常用的規(guī)范設(shè)計(jì)方法大多起源于新奧爾良法，并在設(shè)計(jì)的每一階段采用一些輔助方法來(lái)具體
4、實(shí)現(xiàn)。下面簡(jiǎn)單介紹幾種常用的規(guī)范設(shè)計(jì)方法。81．基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法是由P.P.S.chen于1976年提出的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上，用E-R（實(shí)體—聯(lián)系）圖構(gòu)造一個(gè)反映現(xiàn)實(shí)世界實(shí)體之間聯(lián)系的企業(yè)模式，然后再將此企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成基于某一特定的DBMS的概念模式。2．基于3NF的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法基于3NF的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法是由S·Atre提出的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上，確定數(shù)據(jù)庫(kù)模式中的全部屬性和屬性間的依賴關(guān)系，將它們組織在一個(gè)單一的關(guān)系模式中，然后再
5、分析模式中不符合3NF的約束條件，將其進(jìn)行投影分解，規(guī)范成若干個(gè)3NF關(guān)系模式的集合。其具體設(shè)計(jì)步驟分為五個(gè)階段：9(1)設(shè)計(jì)企業(yè)模式，利用規(guī)范化得到的3NF關(guān)系模式畫出企業(yè)模式；(2)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模式，把企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成DBMS所能接受的概念模式，并根據(jù)概念模式導(dǎo)出各個(gè)應(yīng)用的外模式；(3)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模式（存儲(chǔ)模式）；(4)對(duì)物理模式進(jìn)行評(píng)價(jià)；(5)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。103．基于視圖的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法此方法先從分析各個(gè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)著手，其基本思想是為每個(gè)應(yīng)用建立自己的視圖，然后再把這些視圖匯總起來(lái)合并成整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模式。合并過(guò)程
6、中要解決以下問(wèn)題：(1)消除命名沖突；(2)消除冗余的實(shí)體和聯(lián)系；(3)進(jìn)行模式重構(gòu)，在消除了命名沖突和冗余后，需要對(duì)整個(gè)匯總模式進(jìn)行調(diào)整，使其滿足全部完整性約束條件。11除了以上三種方法外，規(guī)范化設(shè)計(jì)方法還有實(shí)體分析法、屬性分析法和基于抽象語(yǔ)義的設(shè)計(jì)方法等，這里不再詳細(xì)介紹。規(guī)范設(shè)計(jì)法從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)仍然是手工設(shè)計(jì)方法，其基本思想是過(guò)程迭代和逐步求精。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)法是指在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的某些過(guò)程中模擬某一規(guī)范化設(shè)計(jì)的方法，并以人的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)為主導(dǎo)，通過(guò)人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的某些部分。目前許多計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（ComputerAid
7、edSoftwareEngineering，CASE）工具可以自動(dòng)或輔助設(shè)計(jì)人員完成數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的很多任務(wù).比如SYSBASE公司的PowerDesigner和Oracle公司的Design2000。126.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟和其他軟件一樣，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程可以使用軟件工程中的生存周期的概念來(lái)說(shuō)明，稱為“數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的生存期”，它是指從數(shù)據(jù)庫(kù)研制到不再使用它的整個(gè)時(shí)期。按規(guī)范設(shè)計(jì)法可將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為六個(gè)階段（如圖6.3所示）：（1）系統(tǒng)需求分析階段（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（4）物理設(shè)計(jì)階段（5）數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施
8、階段（6）數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)階段13該方法是分階段完成的，每完成一個(gè)階段，都要進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，評(píng)價(jià)一些重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，把設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的文檔組織評(píng)審，與用戶進(jìn)行交流。如果設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)不符合要求則進(jìn)行修改，這種分析和修改可能要重復(fù)若干次，以求最后實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)
