數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用-SQL-Server-2008(第2版)第3章-數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

第三章數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)第三章數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)通常來(lái)說，一個(gè)成功的管理信息系統(tǒng)，是由50%的業(yè)務(wù)和50%的軟件所組成，而成功軟件所占的50%又由25%的數(shù)據(jù)庫(kù)和25%的程序所組成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)既要考慮數(shù)據(jù)庫(kù)的框架和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，又要考慮應(yīng)用程序存取數(shù)據(jù)庫(kù)和處理數(shù)據(jù)。因此，最佳設(shè)計(jì)不可能一蹴而就，只能是一個(gè)反復(fù)探尋的過程。大體上可以把數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)劃分成以下幾個(gè)階段：需求分析階段、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段。第三章數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)一、需求分析二、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

四、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

五、數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施

六、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)

一、需求分析準(zhǔn)確地搞清楚用戶需求，乃是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。需求分析的好壞，決定了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的成敗。確定用戶的最終需求其實(shí)是一件很困難的事。設(shè)計(jì)人員必須與用戶不斷深入地進(jìn)行交流，才能逐步確定用戶的實(shí)際需求。需求分析階段的成果是系統(tǒng)需求說明書，主要包括數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)宇典、各種說明性表格、統(tǒng)計(jì)輸出表、系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖等。系統(tǒng)需求說明書是以后設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)收等過程的重要依據(jù)。一、需求分析需求分析任務(wù)（1）確認(rèn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍，調(diào)查信息需求，收集數(shù)據(jù)。分析需求調(diào)查得到的資料，明確計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)處理和能夠處理的范圍，確定新系統(tǒng)應(yīng)具備的功能。（2）綜合各種信息包含的數(shù)據(jù)，各種數(shù)據(jù)間的關(guān)系，數(shù)據(jù)的類型、取值范圍和流向。（3）建立需求說明文檔、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)流圖。將需求調(diào)查文檔化，文檔既要為用戶所理解，又要方便數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。一、需求分析需求分析的基本步驟1.分析用戶活動(dòng) 通過與用戶座談、跟班工作，或者向?qū)＜易稍儯殚喴?guī)章制度、票據(jù)等各種資料，或者采用問卷調(diào)查等方式，充分了解用戶活動(dòng)。目的是了解企業(yè)的業(yè)務(wù)狀況、信息流程、經(jīng)營(yíng)方式、處理要求以及組織機(jī)構(gòu)等。搞清楚用戶的處理流程以后，畫出“用戶活動(dòng)圖”。2.確定系統(tǒng)范圍 需求分析的任務(wù)不只是為了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，而是為了設(shè)計(jì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。通過對(duì)現(xiàn)行的手工系統(tǒng)或者已經(jīng)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查研究，確定即將建立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的信息要求和處理要求，確定哪些由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理，哪些由人工處理。根據(jù)畫出的“用戶活動(dòng)圖”，確定系統(tǒng)的邊界。一、需求分析3.分析用戶活動(dòng)所涉及的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)流圖是描述企業(yè)活動(dòng)及來(lái)往于各處理活動(dòng)之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的有力工具，被廣泛應(yīng)用于信息系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)中，常作為最后驗(yàn)收系統(tǒng)的依據(jù)。 數(shù)據(jù)流圖有四種基本成分： ①數(shù)據(jù)流動(dòng)――用箭頭表示 ②加工――用圓表示 ③文件――用直線段表示 ④源點(diǎn)和終點(diǎn)――用方框表示 數(shù)據(jù)流圖中反映的是數(shù)據(jù)流而不是控制流，這是與一般的程序流程圖的最大區(qū)別。一般地說，畫數(shù)據(jù)流圖應(yīng)遵循“由外向內(nèi)，自頂而下”的原則進(jìn)行。一、需求分析4.分析系統(tǒng)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)流圖只表示出系統(tǒng)由哪幾部分組成和各部分之間的關(guān)系，并沒有說明各個(gè)成分的含義，數(shù)據(jù)字典對(duì)每個(gè)成分都給出確切定義。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)而言，數(shù)據(jù)字典是進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果。數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典結(jié)合在一起，加上必要的說明才能構(gòu)成“系統(tǒng)說明書”。 數(shù)據(jù)字典產(chǎn)生于數(shù)據(jù)流圖，是對(duì)數(shù)據(jù)流圖中的四個(gè)成分描述的產(chǎn)物。 數(shù)據(jù)字典是對(duì)用戶信息要求的整理和描述。信息需求即定義未來(lái)信息系統(tǒng)用到的所有信息，包括用戶將向數(shù)據(jù)庫(kù)中輸入什么信息，從數(shù)據(jù)庫(kù)中要得到什么信息，各類信息的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，信息之間的聯(lián)系等。二、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)是對(duì)需求說明書提供的所有數(shù)據(jù)和處理要求進(jìn)行抽象與綜合處理，按一定的方法構(gòu)造反映用戶環(huán)境的數(shù)據(jù)及其相互聯(lián)系的概念模型。這種概念數(shù)據(jù)模型與DBMS無(wú)關(guān)，是面向現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)模型，用戶容易理解。為保證所設(shè)計(jì)的概念數(shù)據(jù)模型能正確、完全地反映用戶的數(shù)據(jù)及其相互聯(lián)系，便于進(jìn)行所要求的各種處理，在本階段設(shè)計(jì)中可吸收用戶參與和評(píng)議設(shè)計(jì)。在進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可設(shè)計(jì)各個(gè)應(yīng)用的視圖（View），即各個(gè)應(yīng)用所看到的數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)，然后再進(jìn)行視圖集成（ViewIntegration），以形成一個(gè)單位的概念數(shù)據(jù)模型。形成的初步數(shù)據(jù)模型還要經(jīng)過數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者和用戶的審查和修改，最后才能形成所需的概念數(shù)據(jù)模型。二、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)通常有四類方法：（1）自頂向下（2）自底向上（3）逐步擴(kuò)張（4）混合策略 實(shí)際應(yīng)用中這些策略井沒有嚴(yán)格的限定，根據(jù)具體業(yè)務(wù)的特點(diǎn)選擇一般都以E-R模型為工具來(lái)描述概念結(jié)構(gòu)。使用E-R方法，無(wú)論是哪種策略，都要對(duì)現(xiàn)實(shí)事物加以抽象認(rèn)識(shí)，以E-R圖的形式描述出來(lái)。依據(jù)分析用戶要求產(chǎn)生的各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)流圖設(shè)計(jì)E-R圖模型。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)目標(biāo)是把上一階段得到的不被DBMS理解的概念數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換成等價(jià)的，并為某個(gè)特定的DBMS所接受的邏輯模型所表示的概念模式，將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段得到的應(yīng)用視圖轉(zhuǎn)換成外部模式，即特定DBMS下的應(yīng)用視圖。在轉(zhuǎn)換過程中要進(jìn)一步落實(shí)需求說明，并使其滿足DBMS的各種限制。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的結(jié)果是DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）寫成的數(shù)據(jù)模式。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方法與DBMS的邏輯數(shù)據(jù)模型有關(guān)。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟1.確定數(shù)據(jù)模型 總體E-R圖的概念模型是獨(dú)立于任何一種數(shù)據(jù)模型的信息結(jié)構(gòu)。首先要確定轉(zhuǎn)換成哪種數(shù)據(jù)模型。目前比較流行的數(shù)據(jù)模型是關(guān)系模型。2.將E-R圖轉(zhuǎn)換成為指定的數(shù)據(jù)模型 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的任務(wù)就是采取一定的策略，按照若干準(zhǔn)則將概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所接受的一組關(guān)系模式，并利用規(guī)范化的理論和方法對(duì)這組關(guān)系模式進(jìn)行處理，使之滿足具體應(yīng)用。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟3.確定完整性約束4.確定用戶視圖 把概念模型轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型后，還應(yīng)根據(jù)局部應(yīng)用的要求，結(jié)合具體的DBMS，設(shè)計(jì)用戶視圖。視圖是本身不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的虛擬表。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模型轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系模型 E-R圖是由實(shí)體、屬性和聯(lián)系三要素構(gòu)成的，而關(guān)系模型中只有惟一的結(jié)構(gòu)——關(guān)系模式。

1.實(shí)體向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換 將E-R圖中的實(shí)體逐一轉(zhuǎn)換成為一個(gè)關(guān)系模式，實(shí)體名對(duì)應(yīng)關(guān)系模式的名稱，實(shí)體的屬性轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式的屬性，實(shí)體標(biāo)識(shí)符就是關(guān)系的碼。

三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模型轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系模型2.聯(lián)系向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換（1）一對(duì)一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換。一種方式是將聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，關(guān)系模式的名稱取聯(lián)系的名稱，關(guān)系模式的屬性包括該聯(lián)系所關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體的碼及聯(lián)系的屬性，關(guān)系的碼取自任一方實(shí)體的碼；另一種方式是將聯(lián)系合并到關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體的任一方，給待合并的一方實(shí)體屬性集中增加另一方實(shí)體的碼和該聯(lián)系的屬性即可，合并后的實(shí)體碼保持不變。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模型轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系模型2.聯(lián)系向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換（2）一對(duì)多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換。一對(duì)多聯(lián)系有兩種方式向關(guān)系模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。一種方式是將聯(lián)系轉(zhuǎn)換成一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，關(guān)系模式的名稱取聯(lián)系的名稱，關(guān)系模式的屬性取該聯(lián)系所關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體的碼及聯(lián)系的屬性，關(guān)系的碼是多方實(shí)體的碼；另一種方式是將聯(lián)系合并到關(guān)聯(lián)的兩個(gè)實(shí)體的多方，給待合并的多方實(shí)體屬性集中增加一方實(shí)體的碼和該聯(lián)系的屬性即可，合并后的多方實(shí)體碼保持不變。三、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模型轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系模型2.聯(lián)系向關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換（3）多對(duì)多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換。多對(duì)多聯(lián)系只能轉(zhuǎn)換成一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，關(guān)系模式的名稱取聯(lián)系的名稱，關(guān)系模式的屬性取該聯(lián)系所關(guān)聯(lián)的兩個(gè)多方實(shí)體的碼及聯(lián)系的屬性，關(guān)系的碼是多方實(shí)體的碼構(gòu)成的屬性