第4章 数据库设计（课件）-《网站数据库应用技术-SQL Server》同步教学（机械工业出版社）

现在，几乎所有的机关、企事业单位和公司都用到数据库系统。随着数据库应用的越来越广泛，数据库系统在整个社会中的作用也越来越重要。在数据库系统中，数据库是最基本、最重要的部分。数据库性能的高低，决定了整个数据库应用系统的性能。一个好的数据库需要通过严格的设计，才能满足各方面对数据的需要。 本章主要介绍数据库的设计的概念以及方法。 第4章 数据库设计 4.1 数据库设计概述 4.2 需求分析 4.3 概念结构设计 4.4 逻辑结构设计 4.5 物理结构设计 4.6 数据库实施、运行和维护 第4章 数据库设计 数据库设计（Database Design）是建立数据库及其应用系 统的技术，是信息系统开发和建设中的核心技术。数据库设 计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式， 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。 4.1 数据库设计概述 4.1.1 数据库设计特点 数据库是信息系统的核心和基础，把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来，提供存储、维护、检索数据的功能，使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在一起以及如何结合的关键所在。数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。 1. 数据库设计人员应该具备的技术和知识 要设计一个性能优良的数据库，数据库设计人员应该具备的技术和知识包括： 1) 数据库的基本知识和数据库设计技术。 2) 计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧。 3) 软件工程的原理和方法。 4) 应用领域的知识。 4.1 数据库设计概述 2. 数据库设计的方法 数据库设计有两种不同的方法： 1) 以信息需求为主，兼顾处理需求，这种方法称为面向数据的设计方法。 2) 以处理需求为主，兼顾信息需求，这种方法称为面向过程的设计方法。 3. 数据库设计的特点 数据库设计的3个特点： (1) 反复性（Iterative） (2) 试探性（Tentative） (3) 分步进行（Multistage） 4.1 数据库设计概述 4. 数据库设计的评定 (1) 好的数据库特征 一般一个好的数据库应该满足以下特征： 1) 便于检索所需要的数据。 2) 具有较高的完整性、数据更新的一致性。 3) 使系统具有尽可能良好的性能。 (2) 不好的数据库特征 有一些具体的特征可以帮助用户判断什么是设计得不好的数据库。 1) 需要多次输入相同的数据，或需要输入多余的数据。 2) 返回不正确的查询结果。 3) 数据之间的关系难以确定。 4) 表或列的名称不明确。 4.1 数据库设计概述 4.1.2 数据库设计步骤 数据库应用系统的开发也是一项软件工程，称为数据库工程，数据库应用系统也有生存期的概念。按照规范化设置的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，通常将数据库设计分为以下六个阶段： 1) 需求分析阶段。 2) 概念设计阶段。 3) 逻辑设计阶段。 4) 物理设计阶段。 5) 实现阶段。 6) 运行维护阶段。 4.1 数据库设计概述 4.2.1 需求分析的任务 需求分析就是数据库设计人员，通过仔细地调查和向用户详细地咨询，掌握用户的需求，理解用户的需求。让用户解释其需求，而不是数据库设计人员自己凭空设计需求。随着开发的进行，还需要经常与用户沟通，交流意见，以保证其需求仍然在开发的目的之中。了解用户业务需求可以在以后的开发阶段节约大量的时间，少走弯路。同时还应该重视输入输出，增强应用程序的可读性。 4.2 需求分析 4.2.2 需求分析的方法 在进行需求分析，首先是调查用户的实际要求，与用户达成共识。然后再进行实际调查。调查用户的机构情况、人员情况，业务情况等等，确定系统的任务。在进行需求调查时，可以画出数据流图（也就是用户业务流程图），进一步明确系统的边界。 4.2 需求分析 4.3.1 概念结构设计的任务 概念结构设计就是将需求分析得到的信息，抽象化为概念模型。概念结构设计应该能真实、充分地反映现实世界，包括事物和事物之间的联系，能满足用户对数据的处理要求。同时还有易于理解、易于更改，易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。 描述概念模型的有力工具就是E-R图，即用实体联系方法对具体数据进行抽象加工，将实体集合抽象成类型，用实体间联系的类型反映现实世界事物间的内在联系。概念结构设计的任务其实就是绘制数据库的E-R图。 4.3 概念结构设计 4.3.2 概念结构设计的方法 1. 概念结构设计的四类方法 概念结构设计通常有四类方法： 1) 自顶向下。即先定义全局概念结构再逐步细化。 2) 自底向上。即先定义各局部概念结构再逐步整和，是概念结构设计最常用的方法。 3) 逐步扩张。即先定义核