第三章概念模型设计（一）

第一节数据库设计概述

数据库是MIS（管理信息系统）,DSS（决策支持系统）,ECS（电子商务系统）的基础和重要组成部分。数据库设计是指对一个给定的应用环境，构造（设计）最优的数据模型，然后据此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。数据库设计的优劣将直接影响信息系统的质量和运行效果。设计一个结构化的数据库是对数据进行有效管理的前提和产生正确信息的保证。
一，数据库设计方法
1.新奥尔良方法：将数据库设计分为需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，物料结构设计4个阶段和步骤。在每一个设计阶段使用一些辅助设计工具，如数据流程图，业务流程图等，运用软件工程的思想，是一种规范的设计方法。
2.基于3NF（第三范式）的设计方法。基于关系的规范化理论进行数据库设计。
3.实体-联系（E-R）模型方法。这种方法将客观事物抽象为实体，事物之间的联系抽象为实体之间的联系，称为实体-联系（E-R）模型。用E-R模型描述现实世界复杂的事物及其联系。E-R模型是一种成熟和较为常用的数据库设计方法。
4.面向对象：这种方法采用面向对象的概念，构造对象模型，再将对象模型转换为数据库结构。目前，面向对象的数据库管理系统尚无成熟的产品。

二，数据库设计的基本步骤

1.需求分析阶段
需求分析阶段的任务是通过详细的调查研究，充分了解用户对信息处理和数据的需求，确定系统的功能和每个功能对数据的需求，以及用户对数据完整性约束条件和安全性等要求。需求分析是整个数据库应用系统开发的基础，也是其后各个阶段的设计依据，能否正确和全面地了解用户的实际要求，将直接影响系统开发的成败和优劣。
2.概念机构设计
概念结构设计的目标是产生反映用户信息需求的概念模型。概念模型独立于计算机硬件和实现数据库的DBMS软件，即概念设计阶段不必考虑具体的计算机软，硬件设备。
概念模型的特点是：

简单，明确地表达用户业务环境数据需求，数据之间的联系，数据约束条件。
易于交流和理解，便于设计人员和用户之间的沟通和交流
易于向各种数据模型转换。概念模型独立于具体的DBMS软件

最常用的概念模型的表示方法是实体-联系模型，检查E-R模型方法。E-R模型虽然只有几个基本的元素，但能够表达现实世界复杂的数据，数据之间的联系和约束条件。E-R模型转换成关系模型的规则十分简单，方便。
3.逻辑结构设计
逻辑结构设计的任务就是把概念模型转换成所选择的DBMS支持的数据模型(关系，层次或网状数据模型)。当前，绝大多属逻辑模型设计是转换成关系数据模型。
4.物理结构设计
数据库最终是要存储再物理设备上的。数据库在计算机物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理机构，它依赖于一个计算机系统的软件和硬件设备。物理结构设计是为一给定的逻辑结构选取一个最适合应用环境的物理结构过程。不同的DBMS所需要的物理设计内容不同，而且差别很大。层次和网状模型要求的物理结构的设计比较复杂，而关系模型对物理层设计的要求很少，且仅有的一些要求也是由DBA来实现的。这是关系模型的一个重要特点。
5.数据库实施
确定了数据库的逻辑结构和物理结构，就可以利用DBMS提供的数据定义功能创建数据库和定义表结构。
为了实现企业复杂的数据库应用功能，使用户能够简便地操作数据库，还需要创建数据库应用程序，设计查询，窗体和报表，并将这些应用程序集成为一个应用系统。
6数据库运行与维护
数据库设计与应用开发工作完成之后，系统进入运行与维护阶段。运行与维护阶段的主要任务如下：

维护数据库的安全和数据完整性。按照用户提出的安区性和数据完整性要求，设定授权和密码，检查系统的安全性和可靠性，实施备份和恢复的任务。
检查并改善数据库性能。对数据库存储空间的状况和响应速度进行分析评价，压缩数据库空间，及时调整系统的运行状况。
增加新的功能和数据。要根据用户工作环境的扩大，适时地向数据库增加一些新的数据和新的功能。
纠错性维护。在系统运行过程中，可能会发生某些错误，需要纠正错误和进一步完善系统的功能