数据库系统设计的步骤和方法课件

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1、第第8 8章章 数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.1 8.1 数据库系统设计概述数据库系统设计概述 8.1.1 8.1.1 数据库系统设计的内容数据库系统设计的内容 8.1.2 8.1.2 数据库系统设计应注意的问题数据库系统设计应注意的问题 8.1.3 8.1.3 数据库系统设计方法数据库系统设计方法 8.1.4 8.1.4 数据库设计的基本步骤数据库设计的基本步骤 8.2 8.2 系统需求分析系统需求分析 8.2.1 8.2.1 需求分析的任务和方法需求分析的任务和方法 8.2.2 8.2.2 数据字典及其表示数据字典及其表示 8.3 8.3 数据库概念结构设计数据库

2、概念结构设计8.4 8.4 数据库逻辑结构的设计数据库逻辑结构的设计8.5 8.5 数据库物理结构的设计数据库物理结构的设计8.6 8.6 数据库的实施和试运行数据库的实施和试运行8.7 8.7 数据库的运行和维护数据库的运行和维护1 1数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.1 8.1 数据库系统设计概述数据库系统设计概述8.1.1 8.1.1 数据库系统设计的内容数据库系统设计的内容目标：对于给定的应用环境，建立一个对于给定的应用环境，建立一个性能良好性能良好的、能满的、能满足不同用户足不同用户使用要求使用要求的、又能被选定的的、又能被选定的DBMSDBMS所接受所接受的数

3、据的数据库系统模式。库系统模式。应当能够应当能够完整地反映完整地反映现实世界中信息及信息之间的联系；现实世界中信息及信息之间的联系；能够有效地进行能够有效地进行数据存储数据存储；能够能够方便方便地执行各种地执行各种数据检索和处理操作数据检索和处理操作；并且并且有利有利于进行于进行数据维护数据维护和数据控制管理的工作。和数据控制管理的工作。2 2数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法内容：内容： 数据库系统的设计包括数据库系统的设计包括数据库设计数据库设计和和数据库应用系统数据库应用系统设计设计两方面。两方面。数据库的数据库的设计设计，主要是为特定应用环境构造出最优的主要是为特定应

4、用环境构造出最优的数据数据模型模型和和物理模式物理模式:u数据库的数据库的结构特性结构特性( (逻辑模式逻辑模式) )设计设计- -数据模型数据模型u数据库的数据库的物理模式物理模式( (内容内容) )设计设计数据库应用系统设计是设计数据库的数据库应用系统设计是设计数据库的行为结构特性行为结构特性，建立建立能满足各种用户对数据库应用需求的能满足各种用户对数据库应用需求的功能模型功能模型 将数据库的结构特性设计和行为特性设计结合起来，相互将数据库的结构特性设计和行为特性设计结合起来，相互参照，同步进行，才能较好地达到设计目标参照，同步进行，才能较好地达到设计目标。3 3数据库系统设计的步骤和方法

5、数据库系统设计的步骤和方法1. 1. 数据库的逻辑模式设计数据库的逻辑模式设计 先将现实世界中的事物、事物间的联系用先将现实世界中的事物、事物间的联系用E-RE-R图图表示，表示，再将各个分再将各个分E-RE-R图图汇总汇总，得出数据库的，得出数据库的概念结构模型概念结构模型，最后，最后将概念结构模型转化为数据库的将概念结构模型转化为数据库的逻辑结构模型逻辑结构模型表示。表示。2. 2. 数据库的物理模式设计数据库的物理模式设计 根据库结构的动态特性（即数据库应用处理要求），在根据库结构的动态特性（即数据库应用处理要求），在选定的选定的DBMSDBMS环境下，把数据库的逻辑结构模型加以环境下，

6、把数据库的逻辑结构模型加以物理实现物理实现，从而得出数据库的从而得出数据库的存储模式存储模式和和存取方法存取方法。3. 3. 数据库的行为特性设计数据库的行为特性设计 首先要将现实世界中的数据及应用情况用首先要将现实世界中的数据及应用情况用数据流程图数据流程图和和数据字典数据字典表示，并详细描述其中的数据操作要求（即操作对表示，并详细描述其中的数据操作要求（即操作对象、方法、频度和实时性要求），进而得出系统的象、方法、频度和实时性要求），进而得出系统的功能模块功能模块结构结构和数据库的和数据库的子模式子模式。4 4数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法加载试验数据加载试验数据程序

7、说明程序说明调试和运行调试和运行企业企业数据分析数据分析用户业务活动分析用户业务活动分析概念模型设计概念模型设计逻辑模式设计逻辑模式设计物理模式设计物理模式设计用户子模式设计用户子模式设计功能模型功能模型事务设计事务设计应用程序设计应用程序设计性能考核性能考核满意满意投入运行维护投入运行维护加载数据库加载数据库不不是是5 5数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法1.1.考虑到计算机硬件、软件和干件的实际情况考虑到计算机硬件、软件和干件的实际情况(1) (1) 数据库系统的硬件条件数据库系统的硬件条件 根据其数据存储设备、网络和通信设备、计算机性能等根据其数据存储设备、网络和通信设

8、备、计算机性能等硬件条件设计数据库的规模、数据存储方式、分布结构以及硬件条件设计数据库的规模、数据存储方式、分布结构以及数据通讯方式。数据通讯方式。(2) (2) DBMSDBMS和主语言系统的特点和主语言系统的特点 在数据库设计前，应当选择合适的在数据库设计前，应当选择合适的DBMSDBMS和主语言系统，和主语言系统，使之适合数据库系统的要求。使之适合数据库系统的要求。(3) (3) 数据库用户的技术水平和管理水平数据库用户的技术水平和管理水平 应当让应当让DBADBA充分参与设计数据库的工作，使之对数据库设充分参与设计数据库的工作，使之对数据库设计过程的每个细节都了解的比较清楚。计过程的每

9、个细节都了解的比较清楚。2.2. 使结构特性设计和行为特性设计紧密结合使结构特性设计和行为特性设计紧密结合 数据库设计过程是一种自上而下的、逐步逼近设计目标的数据库设计过程是一种自上而下的、逐步逼近设计目标的过程，是结构设计和行为设计过程，是结构设计和行为设计分离设计分离设计、相互参照相互参照、反复探、反复探寻的过程。寻的过程。 8.1.2 8.1.2 数据库系统设计应注意的问题数据库系统设计应注意的问题6 6数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法 8.1.3 8.1.3 数据库系统设计的基本方法数据库系统设计的基本方法 早期的数据库系统的设计采用早期的数据库系统的设计采用手工试

10、凑法手工试凑法, ,这种方法这种方法直接与设计人员的经验和水平相关，缺乏科学理论和工程直接与设计人员的经验和水平相关，缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证，现在一般采用方法的支持，工程的质量难以保证，现在一般采用工程的工程的原理和方法原理和方法来进行数据库系统设计，一般将设计分来进行数据库系统设计，一般将设计分6 6个阶个阶段进行，这段进行，这6 6个阶段是个阶段是需求分析需求分析、概念结构设计概念结构设计、逻辑结逻辑结构设计构设计、物理结构设计物理结构设计、数据库实施数据库实施和和数据库运行和维护数据库运行和维护。7 7数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法需求分需

11、求分析阶段析阶段概念设计阶段概念设计阶段逻逻辑辑设设计计阶阶段段物物理理设设计计阶阶段段数据库数据库实施阶段实施阶段数据库数据库运行、维护阶段运行、维护阶段不满意不满意需求收集和分析需求收集和分析设计概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构数据模型优化数据模型优化设计物理结构设计物理结构评价设计，性能预测评价设计，性能预测物理实现物理实现试验性运行试验性运行使用、维护数据库使用、维护数据库不满意不满意应用需求应用需求（数据、处理）（数据、处理）转换规则、转换规则、DBMS要求和优化要求和优化方法方法应用要求，应用要求，DBMS详细特征和详细特征和限制限制每个阶段包括三个方面每个阶段包括三个

12、方面:1.做什么做什么?(内容内容)2.怎么做怎么做?(方法方法)3.得到什么样结果得到什么样结果?准确了解并分析用户对准确了解并分析用户对系统的系统的需要和要求需要和要求，弄清，弄清系统要达到的目标和实现系统要达到的目标和实现的功能，是整个设计过程的功能，是整个设计过程的的基础基础，是，是最困难最困难、最耗最耗费费时间的一步时间的一步对用户需求进行综合、归对用户需求进行综合、归纳和抽象，形成一个纳和抽象，形成一个独立独立于具体计算机和于具体计算机和DBMS的的概念模型概念模型，是整个数据库，是整个数据库设计的设计的关键关键将概念结构转换为将概念结构转换为DBMS所支持的所支持的数据模型数据模

13、型，并将，并将其性能进行优化。其性能进行优化。为逻辑数据模型选取一个为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的最适合应用环境的物理结物理结构构，包括数据存储结构和，包括数据存储结构和存取方法存取方法运用运用DBMS提供的数据操提供的数据操作语言和宿主语言，根据作语言和宿主语言，根据数据库的逻辑设计和物理数据库的逻辑设计和物理设计的结果设计的结果建立数据库建立数据库、编制与调试应用程序编制与调试应用程序、组组织数据入库织数据入库并进行并进行系统试系统试运行运行不断地对其结构性能进行不断地对其结构性能进行评价、调整和修改评价、调整和修改8 8数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法IPO表

14、输入：输出：处理：CreatLoadMain()ifthenend分区1分区2概念结概念结构设计构设计逻辑逻辑结构结构设计设计物理物理设计设计设设 计计阶阶段段设设计计描描述述数数据据处处理理需需求求分分析析数据字典、全系统中数据项、数据字典、全系统中数据项、数据流、数据存储的描述数据流、数据存储的描述数数据据流流图图和和判判定定表表（判判定定树树）、数数据据字字典典中中处理过程的描述处理过程的描述概念模型（概念模型（E-R图）图）数据字典数据字典系统说明书包括：系统说明书包括：新系统要求、新系统要求、方案和概图方案和概图反映新系统信息反映新系统信息流的数据流图流的数据流图某种数据模型某种数据

15、模型关系关系非关系非关系系统结构图系统结构图（模块结构）（模块结构）存储安排存储安排方法选择方法选择存取路径建立存取路径建立模块设计模块设计IPO表表实施阶实施阶段段编写模式编写模式装入数据装入数据数据库试运行数据库试运行程序编码、程序编码、编译联结、编译联结、测试测试运运 行行 、维护维护性能监测、转储性能监测、转储/恢复恢复数据库重组和重构数据库重组和重构新新旧旧系系统统转转换换、运运行行、维维护护（修修正正性性、适适应应性性、改改善性维护）善性维护）设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的设计一个完善的数据库应用系统往往是上述六个阶段的不断反复不断反复。1010数据库系统设计的步

16、骤和方法数据库系统设计的步骤和方法 分析用户的要求，将分析结果用分析用户的要求，将分析结果用数据流图数据流图和和数据字典数据字典表示表示3.2.1 3.2.1 需求分析的任务和方法需求分析的任务和方法任务：任务：调查现实世界要处理的对象；了解原系统的概况和发展前景；调查现实世界要处理的对象；了解原系统的概况和发展前景；明确用户的明确用户的各种需求各种需求；收集；收集基础数据基础数据及其及其处理方法处理方法；确定；确定新系统的新系统的功能功能和边界。和边界。1. 1. 系统需求调查的内容系统需求调查的内容(1) (1) 数据库中的信息内容数据库中的信息内容 数据库中需存储哪些数据，包括用户将从数

17、据库中直接获得或数据库中需存储哪些数据，包括用户将从数据库中直接获得或间接导出的信息内容和性质。间接导出的信息内容和性质。(2) (2) 数据处理内容数据处理内容 用户要完成什么数据处理功能；用户对数据处理响应时间的要求；用户要完成什么数据处理功能；用户对数据处理响应时间的要求；数据处理的工作方式。数据处理的工作方式。(3) (3) 数据安全性和完整性要求数据安全性和完整性要求 数据的保密措施和存取控制要求；数据自身的或数据间的约束限数据的保密措施和存取控制要求；数据自身的或数据间的约束限制。制。8.2 8.2 系统需求分析系统需求分析1111数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方

18、法 2. 2. 系统需求的调查步骤系统需求的调查步骤(1)(1)了解现实世界的组织机构情况了解现实世界的组织机构情况 弄清所设计的数据库系统与哪些部门相关，这些部门以弄清所设计的数据库系统与哪些部门相关，这些部门以及下属各个单位的联系和职责是什么。及下属各个单位的联系和职责是什么。(2) (2) 了解相关部门的业务活动情况了解相关部门的业务活动情况 各部门需要输入和使用什么数据；在部门中是如何加工各部门需要输入和使用什么数据；在部门中是如何加工处理这些数据的；各部门需要输出什么信息；输出到什么部处理这些数据的；各部门需要输出什么信息；输出到什么部门；输出数据的格式是什么。门；输出数据的格式是什

19、么。(3) (3) 确定新系统的边界确定新系统的边界 哪些功能现在就由计算机完成；哪些功能将来准备让计哪些功能现在就由计算机完成；哪些功能将来准备让计算机完成；哪些功能或活动由人工完成。由计算机完成的功算机完成；哪些功能或活动由人工完成。由计算机完成的功能就是新系统应该实现的功能。能就是新系统应该实现的功能。1212数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法3. 3. 系统需求调查的方法系统需求调查的方法(1) (1) 跟班作业跟班作业 数据库设计人员亲身参加业务工作。数据库设计人员亲身参加业务工作。(2) (2) 开调查会开调查会 通过与用户座谈的方式来了解业务活动情况及用户需求。

20、通过与用户座谈的方式来了解业务活动情况及用户需求。(3) (3) 请专人介绍请专人介绍 请业务熟练的专家或用户介绍业务专业知识和业务活动情况，请业务熟练的专家或用户介绍业务专业知识和业务活动情况，设计人员从中了解并询问相关问题。设计人员从中了解并询问相关问题。(4) (4) 询问询问 对某些调查中的问题，可以找专人询问。对某些调查中的问题，可以找专人询问。(5) (5) 设计调查表请用户填写设计调查表请用户填写 数据库设计人员可以提前设计一个合理的、详细的业务活动数据库设计人员可以提前设计一个合理的、详细的业务活动及数据要求调查表，并将此表发给相关的用户。及数据要求调查表，并将此表发给相关的用

21、户。 (6) (6) 查阅现实世界的数据记录查阅现实世界的数据记录 查阅与原系统有关的数据记录，包括帐本、档案或文献等。查阅与原系统有关的数据记录，包括帐本、档案或文献等。1313数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法4. 4. 系统需求分析方法系统需求分析方法分析和表达用户的需求分析和表达用户的需求的常用方法的常用方法： 自顶向下的结构化分析方法自顶向下的结构化分析方法（Structured AnalysisStructured Analysis，简称简称SASA方法）方法）。SASA方法从最上层的系统组织机构入手，采用方法从最上层的系统组织机构入手，采用逐层分解逐层分解的方式

22、分析系统，的方式分析系统，并用并用数据流图和数据字典数据流图和数据字典描述系统。描述系统。如：假设我们要开发一个学校管理系统。如：假设我们要开发一个学校管理系统。1 1经过可行性分析和初步需求调查，抽象出该系统最高层数据流图，经过可行性分析和初步需求调查，抽象出该系统最高层数据流图，该系统由该系统由教师管理子系统教师管理子系统、学生管理子系统学生管理子系统、后勤管理子系统后勤管理子系统组成，每组成，每个子系统分别配备一个开发小组。个子系统分别配备一个开发小组。2 2进一步细化各个子系统。进一步细化各个子系统。 其中学生管理子系统开发小组通过进行进一步的需求调查，明确了其中学生管理子系统开发小组

23、通过进行进一步的需求调查，明确了该子系统的主要功能是进行该子系统的主要功能是进行学籍管理学籍管理和和课程管理课程管理，包括学生报到、入学、，包括学生报到、入学、毕业的管理，学生上课情况的管理。通过详细的信息流程分析和数据收毕业的管理，学生上课情况的管理。通过详细的信息流程分析和数据收集后，他们生成了该子系统的数据流图。集后，他们生成了该子系统的数据流图。1414数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法（1 1）数据流图）数据流图（1）DFD的基本成分( (a)a)外部实体外部实体( (external agent)external agent)( (b)b)加工加工( (proce

24、ss)process)( (c)c)数据存储数据存储( (data store)data store)( (d)d)数据流数据流( (data flow)data flow)图图4.2 4.2 DFDDFD的基本成分的基本成分或或或或或或1515数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法D1在校学生D3学生学籍表学生科删除记录aP1P2退学通知学生学生退学处理毕业处理c派遣证c学生科各系D2成绩记录D4学分记录ab一个数据流图的实例 1616数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法院系教材购销系统书 库保 管员领书单 进书通知 购书单 缺书单 1销售2采购书库保管员院系领

25、书单进书通知 购书单缺书单 F1教材存量表 F2缺书登记表 1717数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法 数据字典是各类数据描述的集合，数据字典是进行详细的数据数据字典是各类数据描述的集合，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果，数据字典在数据库设计中占有收集和数据分析所获得的主要结果，数据字典在数据库设计中占有很重要的地位，主要包括下面很重要的地位，主要包括下面5个部分：个部分：1. 1. 数据项：数据项：数据项是不可再分的数据单位。数据项是不可再分的数据单位。2. 2. 数据结构：数据结构：数据结构反映了数据之间的组合关系数据结构反映了数据之间的组合关系。3

26、. 3. 数据流：数据流：据流是数据结构在系统内传输的路径。据流是数据结构在系统内传输的路径。4. 4. 数据存储：数据存储：数据存储是数据及其结构停留或保存数据存储是数据及其结构停留或保存的地方，也是的地方，也是数据流的来源和去向之一。数据存储可以是手工文档、手工凭单或数据流的来源和去向之一。数据存储可以是手工文档、手工凭单或计算机文档。计算机文档。5. 5. 处理过程：处理过程：一般用判定表或判定树来描述，在数据字典中只描一般用判定表或判定树来描述，在数据字典中只描述说明性信息。述说明性信息。（2 2） 数据字典及其表示数据字典及其表示1818数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤

27、和方法1、数据项：、数据项：数据项是不可再分的数据单位数据项是不可再分的数据单位数据项描述数据项描述数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，数据项名，数据项含义说明，别名，数据类型，长度，取值范围，值含义，与其他数据项的逻辑关系长度，取值范围，值含义，与其他数据项的逻辑关系取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据的完整性约束条取值范围、与其他数据项的逻辑关系定义了数据的完整性约束条件件例：学生学籍管理子系统的数据字典。例：学生学籍管理子系统的数据字典。以以“学号学号”数据项为例：数据项为例：数据项名：数据项名：学号学号含义说明：含义说明：唯一标识每个学生唯一标识每个学生别名：别名：学生编号

28、学生编号类型：类型：字符型字符型长度：长度：8取值范围：取值范围：00000000至至99999999取值含义：取值含义：前两位标别该学生所在年级，后六位按顺序编号前两位标别该学生所在年级，后六位按顺序编号与其他数据项的逻辑关系：与其他数据项的逻辑关系：如总分与各科成绩间关系如总分与各科成绩间关系1919数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法2、数据结构：、数据结构：数据结构反映了数据之间的组合关系。数据结构反映了数据之间的组合关系。一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组

29、成。据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成。数据结构描述数据结构描述数据结构名，含义说明，组成数据结构名，含义说明，组成:数据项或数数据项或数据结构据结构数据结构数据结构 描述：描述：以以“学生学生”为例为例数据结构名：数据结构名：学生学生含义说明：含义说明：是学籍管理子系统的主体数据结构，定义了是学籍管理子系统的主体数据结构，定义了一个学生的有关信息一个学生的有关信息组成：组成：学号，姓名，性别，年龄，学号，姓名，性别，年龄，所在系，年级所在系，年级2020数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法3、数据流：、数据流：数据流是数据结构在系统内传输的路径。数据流是数据结构在

30、系统内传输的路径。数据流描述数据流描述数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组数据流名，说明，数据流来源，数据流去向，组成成:数据结构，平均流量，高峰期流量数据结构，平均流量，高峰期流量数据流来源是说明该数据流来自哪个过程数据流来源是说明该数据流来自哪个过程数据流去向是说明该数据流将到哪个过程去数据流去向是说明该数据流将到哪个过程去平均流量是指在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次平均流量是指在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次数数高峰期流量则是指在高峰时期的数据流量高峰期流量则是指在高峰时期的数据流量如数据流如数据流“退学通知退学通知”可如下描述：可如下描述：数据流：数据流：退学

31、通知退学通知说明：说明：退学处理后发送给学生的退学通知书退学处理后发送给学生的退学通知书数据流来源：数据流来源：退学处理退学处理数据流去向：数据流去向：学生学生组成：组成：退学信息退学信息平均流量：平均流量：高峰期流量：高峰期流量：2121数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法4、数据存储：、数据存储：数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。源和去向之一。对数据存储的描述对数据存储的描述数据存储描述数据存储描述数据存储名，说明，编号，流入的数据流数据存储名，说明，编号，流入的数据流，流出的数，流出的数据流据

32、流，组成组成:数据结构，数据量，存取方式数据结构，数据量，存取方式流入的数据流：指出数据来源流入的数据流：指出数据来源流出的数据流：指出数据去向流出的数据流：指出数据去向数据量：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存取几次数据量：每次存取多少数据，每天（或每小时、每周等）存取几次等信息等信息存取方法：批处理存取方法：批处理/联机处理；检索联机处理；检索/更新；顺序检索更新；顺序检索/随机检索随机检索如数据存储如数据存储“在校学生表在校学生表”可如下描述：可如下描述：数据存储：数据存储：在校学生在校学生说明：说明：记录学生的基本情况记录学生的基本情况流入数据流：流入数据流：学生招生、学生招

33、生、流出数据流：流出数据流：组成：组成：数据量：数据量：每年每年3000人人存取方式存取方式：随机存取：随机存取2222数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法5、处理过程：、处理过程：处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息处理过程描述处理过程描述处理过程名，说明，输入处理过程名，说明，输入:数据流，输出数据流，输出:数据流，数据流，处理处理:简要说明简要说明简要说明：主要说明该处理过程的功能及处理要求简要说明：主要说明该处理过程的功能及处理

34、要求功能：该处理过程用来做什么功能：该处理过程用来做什么处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多少处理要求：处理频度要求（如单位时间里处理多少事务，多少数据量）；响应时间要求等数据量）；响应时间要求等处理要求是后面物理设计的输入及性能评价的标准处理要求是后面物理设计的输入及性能评价的标准处理过程处理过程“毕业处理毕业处理”可如下描述：可如下描述：处理过程：处理过程：毕业处理毕业处理说明：说明：为所有毕业生处理毕业相关事务为所有毕业生处理毕业相关事务输入：输入：成绩记录，学分记录成绩记录，学分记录输出：输出：学生学籍表、派遣证、在校生学生学籍表、派遣证、在校生处理：处理：在学生毕业时

35、，为所有毕业处理毕业事宜。要求生成在学生毕业时，为所有毕业处理毕业事宜。要求生成每个学生的学籍表和派遣证。每个学生的学籍表和派遣证。数据流图和数据字典是需求分析的主要成果，它是下一步设计数据流图和数据字典是需求分析的主要成果，它是下一步设计的基础的基础2323数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.3 8.3 概念结构的设计概念结构的设计3.3.1 3.3.1 概念结构的特点及设计方法概念结构的特点及设计方法需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求，将需求分析阶段描述的用户应用需求是现实世界的具体需求，将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即需求分析得到的用户需求抽象

36、为信息结构即概念模型概念模型的过程就是的过程就是概概念结构设计念结构设计。概念结构是各种。概念结构是各种数据模型数据模型的共同基础，它比数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。概念结构设计是整个数据更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。概念结构设计是整个数据库设计的库设计的关键关键。概念模型设计的概念模型设计的基础基础是是:需求分析的结果需求分析的结果数据流图数据流图和和数据字典数据字典概念模型描述概念模型描述工具工具是：是：E-R图图1、概念结构设计的特点、概念结构设计的特点（1）是对现实世界的一个）是对现实世界的一个真实模型，能真实、充分真实模型，能真实、充分地反

37、映现实世界，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。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。（2）易于理解易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。户的积极参与是数据库的设计成功的关键。（3）易于更改易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。改和扩充。（4）易于向易于向关系、网状、层次等各种关系、网状、层次等各种数据模型转换数据模型转换。2424数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步

38、骤和方法2、概念结构设计的方法、概念结构设计的方法：设计概念结构的四类方法：设计概念结构的四类方法：（1）自顶向下：）自顶向下：首先定义全局概念结构的框架，然后逐首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细步细（2）自底向上：）自底向上：首先定义各局部应用的概念结构，然后首先定义各局部应用的概念结构，然后将它们集成起来，得到全局概念结构将它们集成起来，得到全局概念结构（3）逐步扩张：）逐步扩张：首先定义最重要的核心概念结构，然后首先定义最重要的核心概念结构，然后向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直向外扩充，以滚雪球的方式逐步生成其他概念结构，直至总体概念结构至总体概念结构（4）混合策略：

39、）混合策略：将自顶向下和自底向上相结合，用自顶将自顶向下和自底向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。成由自底向上策略中设计的各局部概念结构。2525数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法3、常用策略：、常用策略：自顶向下地进行需求分析自顶向下地进行需求分析自底向上地设计概念结构自底向上地设计概念结构在实际设计中在实际设计中,一般选择从一般选择从中间某中间某层层需求分析入手设计局部概念模需求分析入手设计局部概念模型设计型设计2626数据库系统设计的步骤和方法数据库系统

40、设计的步骤和方法27需求分析需求分析DFD，DD数据抽象，数据抽象，局部视图设计局部视图设计视图集成视图集成逻辑结构设计逻辑结构设计局部局部E-R图图全局全局E-R图图征求征求用户用户意见意见4、自底向上设计概念结构的步骤：、自底向上设计概念结构的步骤：第第1步：抽象数据并步：抽象数据并设计局部概念结构设计局部概念结构第第2步：步：集成局部概念结构集成局部概念结构，得到全局概念结构，得到全局概念结构2727数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.3.2 8.3.2 数据抽象与局部视图设计数据抽象与局部视图设计数据抽象是指从实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特数据抽象是指从

41、实际的人、物、事和概念中抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节，把这些特性用各种概念精确地加以描述，性，忽略非本质的细节，把这些特性用各种概念精确地加以描述，这些概念组成了某种概念模型这些概念组成了某种概念模型1.三种数据抽象方法三种数据抽象方法(1)分类分类:定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型，这些对象定义某一类概念作为现实世界中一组对象的类型，这些对象具有某些共同的特性和行为。在具有某些共同的特性和行为。在E-R模型中，模型中，实体集实体集就是这种抽象。就是这种抽象。(2)聚集：聚集：定义某一类型的组成部分，它抽象了对象内部的类型和定义某一类型的组成部分，它抽象了对象内部的类型和“

42、组成部分组成部分”的语义，在的语义，在E-R模型中若干模型中若干属性属性的聚集组成了实体型，就的聚集组成了实体型，就是这种抽象。是这种抽象。(3)概括：概括：定义类型之间的一种定义类型之间的一种子集子集联系，它抽象了类型之间的联系，它抽象了类型之间的“所所属属”的语义，子类继承超类上定义的所有抽象。的语义，子类继承超类上定义的所有抽象。数据抽象的用途：数据抽象的用途：对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集），形成：对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集），形成：实实体集体集、属性属性，标识实体的，标识实体的码码和确定实体集之间的和确定实体集之间的联系类型联系类型(1:1，1:n

43、，m:n)职工职工技术员技术员干部干部2828数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法设计局部设计局部E-R图图l选择局部应用：选择局部应用：需求分析阶段，已用多层需求分析阶段，已用多层数据流图数据流图和和数据字典数据字典描述了整个描述了整个系统。设计分系统。设计分E-R图首先需要根据系统的具体情况，在多层的图首先需要根据系统的具体情况，在多层的数据流图中选择一个数据流图中选择一个适当层次的数据流图适当层次的数据流图，这组图中每一部分，这组图中每一部分对应一个局部应用，然后以这一层次的数据流图为出发点，结对应一个局部应用，然后以这一层次的数据流图为出发点，结合数据字典，设计分合数据

44、字典，设计分E-R图。图。通常以通常以中层中层数据流图作为设计分数据流图作为设计分E-R图的依据。原因：高层图的依据。原因：高层数据流图只能反映系统的数据流图只能反映系统的概貌概貌，中层数据流图能较好地反映系，中层数据流图能较好地反映系统中各局部应用的子系统组成，低层数据流图统中各局部应用的子系统组成，低层数据流图过细过细。l逐一设计分逐一设计分E-R图图将各局部应用涉及的数据分别从将各局部应用涉及的数据分别从数据字典数据字典中抽取（分类、聚中抽取（分类、聚集和概括）出来，参照集和概括）出来，参照数据流图数据流图，标定各局部应用中的实体集、，标定各局部应用中的实体集、实体的属性、标识实体的码，

45、确定实体之间的联系及其类型实体的属性、标识实体的码，确定实体之间的联系及其类型（1:1，1:n，m:n）。）。2929数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法30下面举例说明局部下面举例说明局部E-R模型设计。模型设计。u在简单的教务管理系统中，分在简单的教务管理系统中，分学生选课学生选课和和教师任课教师任课两个两个子系统子系统.u学生选课子系统有如下语义约定：学生选课子系统有如下语义约定：涉及系、学生和课程三个实体集，系有名称属性，学涉及系、学生和课程三个实体集，系有名称属性，学生有学号、姓名、性别、年龄和平均成绩等属性，课生有学号、姓名、性别、年龄和平均成绩等属性，课程有课程号

46、、课程名、教师号等属性（分类、聚集）。程有课程号、课程名、教师号等属性（分类、聚集）。一个一个系系有多名有多名学生学生，一个学生只能属于一个系，系，一个学生只能属于一个系，系 学生间属于一对多的联系。学生间属于一对多的联系。一个系开设多门一个系开设多门课程课程，一门课程只能由一个系开设，一门课程只能由一个系开设，系系 课程间属于一对多的联系。课程间属于一对多的联系。一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选一个学生可选修多门课程，一门课程可为多个学生选修，因此学生和课程是多对多的联系，须记录课程成修，因此学生和课程是多对多的联系，须记录课程成绩。绩。3030数据库系统设计的步骤和方法数据库

47、系统设计的步骤和方法31学生选课局部学生选课局部E-R图图3131数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法32u教师任课子系统教师任课子系统有如下语义约定：有如下语义约定：涉及的实体集有教师、课程和单位，教师有教师号、涉及的实体集有教师、课程和单位，教师有教师号、姓名、性别和职称等属性，课程有课程号、课程名姓名、性别和职称等属性，课程有课程号、课程名属性，单位有单位名和电话属性（分类、聚集）。属性，单位有单位名和电话属性（分类、聚集）。一个系可有多个一个系可有多个教师教师，一个教师只能属于一个，一个教师只能属于一个系系，因此系和教师是一对多的联系。因此系和教师是一对多的联系。 一个

48、教师可讲授多门一个教师可讲授多门课程课程，一门课程可为多个教，一门课程可为多个教师讲授，因此教师和课程也是多对多的联系。师讲授，因此教师和课程也是多对多的联系。3232数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法33教师任课局部教师任课局部E-R图图课程名3333数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.3.3 8.3.3 视图的集成视图的集成视图集成是指分视图集成是指分E-R图的合并，有两种方式：图的合并，有两种方式：一次集成：一次集成：一次集成多个分一次集成多个分E-R图，通常用于局部视图比较简图，通常用于局部视图比较简单时。单时。逐步累积式：逐步累积式：首先集成两个

49、局部视图（通常是比较关键的两个首先集成两个局部视图（通常是比较关键的两个局部视图），以后每次将一个新的局部视图集成进来局部视图），以后每次将一个新的局部视图集成进来不管采用哪种方式，一般都分两步完成：不管采用哪种方式，一般都分两步完成：34局部局部E-R图图合并合并（消除冲突）（消除冲突）优化优化（消除不必（消除不必要的冗余）要的冗余）基本基本E-R图图初步初步E-R图图分析分析规范化理论规范化理论3434数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法1.合并分合并分E-R图，生成初步图，生成初步E-R图图(1)属性冲突属性冲突1)1)属性属性域域冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合

50、不同。冲突，即属性值的类型、取值范围或取值集合不同。2)2)属性取值属性取值单位单位冲突。冲突。、(2)命名冲突命名冲突1)同名异义同名异义冲突，即不同意义的对象在不同的局部应用中具有冲突，即不同意义的对象在不同的局部应用中具有相同的名字。相同的名字。2)异名同义异名同义冲突，即意义相同的对象在不同的局部应用中有不冲突，即意义相同的对象在不同的局部应用中有不同的名字。同的名字。(3)结构冲突结构冲突1)同一对象在不同的应用中具有同一对象在不同的应用中具有不同的抽象不同的抽象（在不同分（在不同分E-R图，图，既表示实体集，又表示属性）。既表示实体集，又表示属性）。2)同一实体在不同分同一实体在不

51、同分E-R图中的图中的属性组成不一致属性组成不一致.3)实体之间的实体之间的联系联系在不同的分在不同的分E-R图中呈现图中呈现不同的类型不同的类型。（例见（例见P58产品零件供应产品零件供应-15）3535数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法36冲突分类冲突分类冲突冲突属性冲突属性冲突命名冲突命名冲突结构冲突结构冲突值域值域冲突冲突取值取值单位单位冲突冲突同名同名异义异义异名异名同义同义同一对象同一对象在不同应在不同应用中有不用中有不同的抽象同的抽象同一实体同一实体在不同应在不同应用中属性用中属性组成不同组成不同同一联系同一联系在不同应在不同应用中呈现用中呈现不同类型不同类型3

52、636数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法37以教务管理系统中的两个局部以教务管理系统中的两个局部E-R图为例，来说明如何图为例，来说明如何消除各局部消除各局部E-R图之间的冲突，进行局部图之间的冲突，进行局部E-R模型的合模型的合并，从而生成初步并，从而生成初步E-R图。图。 u首先，这两个局部首先，这两个局部E-R图中存在着图中存在着命名冲突命名冲突，学生选，学生选课局部课局部E-R图中的实体图中的实体“系系”与教师任课局部与教师任课局部E-R图中图中的实体的实体“单位单位”，都是指，都是指“系系”，即所谓的异名同义，即所谓的异名同义，合并后统一改为合并后统一改为“系系”，

53、这样属性，这样属性“名称名称”和和“单位单位名名”即可统一为即可统一为“系名系名”。u其次，还存在着其次，还存在着结构冲突结构冲突，实体，实体“系系”和实体和实体“课程课程”在两个不同应用中的属性组成不同，合并后这两个在两个不同应用中的属性组成不同，合并后这两个实体的属性组成为原来局部实体的属性组成为原来局部E-R图中的同名实体属性图中的同名实体属性的并集。的并集。3737数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法38图图6.17教务管理系统的初步教务管理系统的初步ER图图mn1系系属于属于教师教师拥有拥有学生学生开课开课讲授讲授选修选修课程课程mmnm1m1学号学号姓名姓名性别性别

54、年龄年龄平均成绩平均成绩成绩成绩教师号教师号课程号课程号课程名课程名教师号教师号姓名姓名性别性别职称职称系名系名电话电话3838数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法2.消除不必要的冗余，设计基本消除不必要的冗余，设计基本E-R图图（1）冗余：）冗余：l冗余的数据冗余的数据是指可由基本数据导出的数据，是指可由基本数据导出的数据，l冗余的联系冗余的联系是指可由其他联系导出的联系。是指可由其他联系导出的联系。冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库维护增冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库维护增加困难，但并不是所有的冗余数据与冗余联系都必须加以消除，有加困难，

55、但并不是所有的冗余数据与冗余联系都必须加以消除，有时为了提高某些应用的效率，不得不以冗余信息作为代价，取舍需时为了提高某些应用的效率，不得不以冗余信息作为代价，取舍需要根据用户的整体需求来确定。消除不必要的冗余后的初步要根据用户的整体需求来确定。消除不必要的冗余后的初步E-R图图称为称为基本基本E-R图图。（2）消除冗余的方法）消除冗余的方法1）分析方法）分析方法以数据字典和数据流图为依据，根据数据字典中关于数据项之间以数据字典和数据流图为依据，根据数据字典中关于数据项之间逻辑关系的说明来消除冗余（例见逻辑关系的说明来消除冗余（例见P59产品零件构成产品零件构成-16）。）。2)用规范化理论消

56、除冗余：函数依赖分析（用规范化理论消除冗余：函数依赖分析（第七章内容）第七章内容）3939数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法40图图6.17教务管理系统的初步教务管理系统的初步ER图图mn1系系属于属于教师教师拥有拥有学生学生开课开课讲授讲授选修选修课程课程mmnm1m1学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄平均成绩平均成绩成绩成绩教师号教师号课程号课程号课程名课程名教师号教师号姓名姓名性别性别职称职称系名系名电话电话消除冗余消除冗余以教务管理系统中的两个局部以教务管理系统中的两个局部E-R图为例，来说明如何消除冗余，图为例，来说明如何消除冗余，从而得到基本从而得到基本E-R图。图

57、。u数据冗余：数据冗余：课程实体集中的课程实体集中的“教师号教师号”可由可由“讲授讲授”联系导出，联系导出，“平均成绩平均成绩”可由可由“选修选修”联系中联系中“成绩成绩”计算出，计算出， “教师号教师号”和和“平均成绩平均成绩”是数据冗余。是数据冗余。u联系冗余，联系冗余，“开课开课”联系可由联系可由“属于属于”联系和联系和“讲授讲授”联系导出，联系导出， “开课开课”联系属于联系冗余。联系属于联系冗余。4040数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法41图图6.18教务管理系统的基本教务管理系统的基本ER图图n1系系属于属于教师教师拥有拥有学生学生讲授讲授选修选修课程课程mmn

58、m1m学号学号姓名姓名性别性别年龄年龄成绩成绩课程号课程号课程名课程名教师号教师号姓名姓名性别性别职称职称系名系名电话电话4141数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法3.4.1 3.4.1 逻辑结构设计的一般步骤逻辑结构设计的一般步骤1、逻辑结构设计的任务、逻辑结构设计的任务概念结构是各种数据模型的概念结构是各种数据模型的共同基础共同基础,为了能够用某一为了能够用某一DBMS实实现用户需求，还必须将概念结构进一步转化为相应的现用户需求，还必须将概念结构进一步转化为相应的数据模型数据模型，这，这正是数据库逻辑结构设计所要完成的任务。正是数据库逻辑结构设计所要完成的任务。2、逻辑结

59、构设计的步骤、逻辑结构设计的步骤（1）将将概概念念结结构构转转化化为为一一般般的的数数据据模模型型，如如关关系系、网网状状、层层次次模模型型（2）将将转转化化来来的的关关系系、网网状状、层层次次模模型型向向特特定定DBMS支支持持下下的的数数据模型转换据模型转换（3）对数据模型进行）对数据模型进行优化优化8.4 8.4 数据库逻辑结构的设计数据库逻辑结构的设计逻辑结构设计逻辑结构设计转化为一般数转化为一般数据模型据模型转化为特定转化为特定DBMS支持下的支持下的据模型据模型优化模型优化模型概念结概念结构设计构设计数据库数据库物理设计物理设计基本基本E-R图图转换规则转换规则特定特定DBMS的的

60、特点与限制特点与限制优化方法如优化方法如规范化理论规范化理论逻辑逻辑模型模型4747数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.4.2 8.4.2 概念模型向关系模型的转换概念模型向关系模型的转换转换内容转换内容E-R图由图由实体实体、实体的、实体的属性属性和实体之间的和实体之间的联系联系三个要素组成，将三个要素组成，将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和实体之间的联系转图转换为关系模型：将实体、实体的属性和实体之间的联系转化为化为关系模式关系模式。关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合。关系模型的逻辑结构是一组关系模式的集合。转换原则转换原则1.实体集的转换规则实体集的转

61、换规则概念模型中的一个概念模型中的一个实体集实体集转换为关系模型中的一个转换为关系模型中的一个关系关系，实，实体的属性就是关系的体的属性就是关系的属性属性，实体的码就是关系的，实体的码就是关系的码码，关系的结构是关，关系的结构是关系模式。系模式。2.实体集间联系的转换规则实体集间联系的转换规则(1)1:1联系的转换方法联系的转换方法1)将将1:1联系转换为一个联系转换为一个独立的关系独立的关系：与该联系相连的：与该联系相连的各实体的码各实体的码以以及联系本身的及联系本身的属性属性均转换为关系的均转换为关系的属性属性，且每个，且每个实体的码实体的码均是该关系均是该关系的的候选码候选码。2)将将1

62、:1联系与某一端实体集所对应的联系与某一端实体集所对应的关系合并关系合并，则需要在，则需要在被合并关被合并关系中增加属性系中增加属性，其新增的属性为，其新增的属性为联系本身的属性联系本身的属性和与联系相关的和与联系相关的另一另一个实体集的码个实体集的码。4848数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法【例【例3-13-1】将图中】将图中E-RE-R图转换为关系模型。图转换为关系模型。方案方案1：联系形成的关系独立存在：联系形成的关系独立存在：职工（职工（职工号职工号，姓名，年龄）；，姓名，年龄）；产品（产品（产品号产品号，产品名，价格）；，产品名，价格）；负责（负责（职工号职工号，

63、产品号产品号）.方案方案2：“负责负责”与与“职工职工”两关系合并：两关系合并：职工（职工（职工号职工号，姓名，年龄，姓名，年龄，产品号）；产品号）；产品（产品（产品号产品号，产品名，价格）；，产品名，价格）；方案方案3：“负责负责”与与“产品产品”两关系合并：两关系合并：职工（职工（职工号职工号，姓名，年龄）；，姓名，年龄）；产品（产品（产品号产品号，产品名，价格，职工号），产品名，价格，职工号）.方案方案3较佳。较佳。负责负责1产品产品产品号产品号产品名产品名价格价格1职工职工职工号职工号姓名姓名年龄年龄4949数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法(2)1:n联系的转换方法

64、联系的转换方法1）将联系转换为一个）将联系转换为一个独立的关系独立的关系，其关系的属性由与该联系相连的，其关系的属性由与该联系相连的各实体集的码各实体集的码以及以及联系联系本身本身的属性的属性组成，而该关系的组成，而该关系的码码为为n端实体集端实体集的码的码；2）在）在n端端实体集中实体集中增加新属性增加新属性，新属性由联系对应的，新属性由联系对应的1端端实体集的实体集的码码和和联系联系自身的自身的属性属性构成，新增属性后原关系的码不变。构成，新增属性后原关系的码不变。仓储仓储n产品产品产品号产品号产品名产品名价格价格1仓库仓库仓库号仓库号地点地点面积面积数量数量方案方案1：联系形成的关系独立

65、存在。联系形成的关系独立存在。仓库（仓库（仓库号仓库号，地点，面积）；，地点，面积）；产品（产品（产品号产品号，产品名，价格）；，产品名，价格）；仓储（仓库号，仓储（仓库号，产品号产品号，数量），数量）. .方案方案2：联系形成的关系与联系形成的关系与n端对象合并。端对象合并。仓库（仓库（仓库号仓库号，地点，面积）；，地点，面积）； 产产品品（产产品品号号，产产品品名名，价价格格，仓仓库库号号，数数量）量）. .5050数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法转换的关系模型为：转换的关系模型为：方案方案1：职工（职工（职工号职工号，姓名，年龄）；，姓名，年龄）；领导领导（职工号职工

66、号，领导工号）；，领导工号）；方案方案2：职工（职工（职工号职工号，姓名，年龄，领导工号），姓名，年龄，领导工号）职工职工职工号职工号姓名姓名年龄年龄领导领导1n例：例：自自联系中的联系中的1:n联系联系5151数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法(3)m:n联系的转换方法联系的转换方法在向关系模型转换时，一个在向关系模型转换时，一个m:n联系转换为一个关系。转换联系转换为一个关系。转换方法为：与该联系相连的方法为：与该联系相连的各实体集的码各实体集的码以及以及联系联系本身的本身的属性属性均转均转换为新关系的属性，新关系的换为新关系的属性，新关系的码码为两个为两个相连实体码的组

67、合相连实体码的组合（该码（该码为多属性构成的组合码）。为多属性构成的组合码）。学生学生学号学号姓名姓名年龄年龄性别性别课程课程课程课程号号课程课程名名学时学时数数选选修修mn成绩成绩转换的关系模型为：转换的关系模型为：学生（学生（学号学号，姓名，年龄，性别）；，姓名，年龄，性别）； 课程（课程（课程号课程号，课程名，学时数）；，课程名，学时数）； 选修（选修（学号，课程号学号，课程号，成绩），成绩）.5252数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法转换的关系模型为：转换的关系模型为：零件（零件（零件号零件号，名称，价格）；名称，价格）； 组装组装（组装件号，零件号组装件号，零件号，

68、数量）；，数量）；例：例：自自联系中的联系中的m:n联系联系零件零件零件号零件号名称名称价格价格组装组装nm数量数量5353数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法(4)三个或三个以上实体集间的多元联系的转换方法三个或三个以上实体集间的多元联系的转换方法1)对于对于一对多一对多的多元联系，转换为关系模型的方法是修改的多元联系，转换为关系模型的方法是修改n端实体端实体集对应的关系，即将与联系相关的其他实体集的码和联系自身集对应的关系，即将与联系相关的其他实体集的码和联系自身的属性作为新属性加入到的属性作为新属性加入到n端实体集中。端实体集中。2)对于对于多对多多对多的多元联系，转换为

69、关系模型的方法是新建一个独的多元联系，转换为关系模型的方法是新建一个独立的关系，该关系的属性为多元联系相连的各实体的码以及联立的关系，该关系的属性为多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性，码为各实体码的组合。系本身的属性，码为各实体码的组合。5454数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法供应商供应商供应商供应商号号供应商供应商名名地址地址零件零件零件号零件号零件名零件名单价单价产品产品产品号产品号产品名产品名型号型号供应供应nmp数量数量供应商（供应商（供应商号供应商号，供应商名，地址）；，供应商名，地址）；零件（零件（零件号零件号，零件名，单价）；，零件名，单价）；产品（产

70、品（产品号产品号，产品名，型号）；，产品名，型号）；供应（供应（供应商号，零件号，产品号供应商号，零件号，产品号，数量），数量）.5555数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法563、具有相同码的关系模式可合并具有相同码的关系模式可合并目的：减少系统中的关系个数。目的：减少系统中的关系个数。合并方法：对于码相同的关系，将其中一个关系模式的合并方法：对于码相同的关系，将其中一个关系模式的全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其中的同义全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其中的同义属性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的次序。属性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的

71、次序。如仓储系统中：如仓储系统中：仓库（仓库（仓库号仓库号，地点，面积）；，地点，面积）；产品（产品（产品号产品号，产品名，价格）；，产品名，价格）；仓储（仓库号，仓储（仓库号，产品号产品号，数量），数量）仓储仓储n产品产品产品产品号号产品产品名名价格价格1仓库仓库仓库仓库号号地点地点面积面积数量数量仓库（仓库（仓库号仓库号，地点，面积）；，地点，面积）；产品（产品（产品号产品号，产品名，价格，仓库号，数量），产品名，价格，仓库号，数量）5656数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.4.3向特定向特定DBMS规定的模型进行转换规定的模型进行转换一般的数据模型还需要向特定一般的

72、数据模型还需要向特定DBMS规定的模型进行转换。规定的模型进行转换。转换的主要依据是所选用的转换的主要依据是所选用的DBMS的功能及限制。没有通用的功能及限制。没有通用规则。规则。对于关系模型来说，这种转换通常都比较简单。对于关系模型来说，这种转换通常都比较简单。5757数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.4.5 8.4.5 数据模型的优化数据模型的优化数据库逻辑设计的结果数据库逻辑设计的结果不是唯一不是唯一的。的。得到初步数据模型后，还应该适当地修改、调整数据模型的结构，得到初步数据模型后，还应该适当地修改、调整数据模型的结构，以进一步提高数据库应用系统的性能，这就是数据

73、模型的以进一步提高数据库应用系统的性能，这就是数据模型的优化优化。关系数据模型的优化通常以关系数据模型的优化通常以规范化理论为指导规范化理论为指导。优化优化数据模型的数据模型的方法方法确定数据依赖确定数据依赖按需求分析阶段所得到的语义，分别写出每个关系模式内部各按需求分析阶段所得到的语义，分别写出每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间数据依赖。属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间数据依赖。对于各个关系模式之间的数据依赖进行对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理极小化处理，消除冗余的，消除冗余的联系。联系。按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析，考查是否存在部

74、按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析，考查是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖等，确定各关系模式分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖等，确定各关系模式分别属分别属于第几范式于第几范式。按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，分析对于按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，分析对于这样的应用环境这些模式是否合适，确定是否要这样的应用环境这些模式是否合适，确定是否要对它们进行合并或对它们进行合并或分解分解。并不是规范化程度越高的关系就越优。并不是规范化程度越高的关系就越优。5858数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法教研室教研室（编号，名称，负责人）（编号

75、，名称，负责人） 主键：编号主键：编号外键：负责人外键：负责人教师教师（工号，姓名，性别，年龄，教研室，参加时间）（工号，姓名，性别，年龄，教研室，参加时间）主键：编号主键：编号，外键：教研室，外键：教研室 课程课程（课程号，名称，学分，教研室）（课程号，名称，学分，教研室） 主键：课程号主键：课程号外键：外键：教研室教研室n1教研室教研室名称名称编号编号教师教师m参加参加工号工号姓名姓名年龄年龄性别性别参加时间参加时间从属从属1课程课程课程名称课程名称课程号课程号学分学分负责负责11根据例根据例8_18_1设计的设计的E-RE-R，转换成相应的数据模型：，转换成相应的数据模型：5959数据库

76、系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.4.6 8.4.6 设计用户子模式设计用户子模式定义用户外模式时应该更注重考虑用户的习惯与方便。包括定义用户外模式时应该更注重考虑用户的习惯与方便。包括三个方面：三个方面：(1)(1)使用更符合用户使用更符合用户习惯的别名习惯的别名合并各分合并各分E-R图曾做了消除命名冲突的工作，以使数据库系图曾做了消除命名冲突的工作，以使数据库系统中同一关系和属性具有唯一的名字。这在设计数据库整体统中同一关系和属性具有唯一的名字。这在设计数据库整体结构时是非常必要的。但对于某些局部应用，由于改用了不结构时是非常必要的。但对于某些局部应用，由于改用了不符合用户

77、习惯的属性名，可能会使他们感到不方便，因此在符合用户习惯的属性名，可能会使他们感到不方便，因此在设计用户的子模式时可以重新定义某些属性名，使其与用户设计用户的子模式时可以重新定义某些属性名，使其与用户习惯一致。习惯一致。(2)(2)针对针对不同级别的用户不同级别的用户定义不同的外模式，以满足系统对定义不同的外模式，以满足系统对安安全性全性的要求。的要求。(3)(3)简化简化用户对系统的用户对系统的使用使用如果某些局部应用中经常要使用某些很复杂的查询，为了如果某些局部应用中经常要使用某些很复杂的查询，为了方便用户，可以将这些复杂查询定义为视图。方便用户，可以将这些复杂查询定义为视图。6262数据

78、库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.5 8.5 数据库的物理设计数据库的物理设计1 1、数据库的物理设计概念、数据库的物理设计概念为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，就是数据库的物理设计。数据库在物理设备上的结构的过程，就是数据库的物理设计。数据库在物理设备上的存存储结构储结构与与存取方法存取方法称为数据库的物理结构，它称为数据库的物理结构，它依赖依赖于给定的计算于给定的计算机系统。机系统。 2 2、数据库物理设计的步骤、数据库物理设计的步骤（1 1）确定数据库的物理结构，即）确定数据库的物理结构，

79、即存取方法存取方法和和存储结构存储结构（2 2）对物理结构进行评价，评价的重点是）对物理结构进行评价，评价的重点是时间时间和和空间效率空间效率（3 3）如果评价结果满足原设计要求则可进入到物理实施阶段，否）如果评价结果满足原设计要求则可进入到物理实施阶段，否则，就需要重新设计或修改物理结构，有时甚至要返回逻辑设计则，就需要重新设计或修改物理结构，有时甚至要返回逻辑设计阶段修改数据模型。阶段修改数据模型。6363数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法 数据库物理设计数据库物理设计确定数据确定数据库的物理库的物理结构结构评价数据评价数据库的物理库的物理结构结构逻辑结逻辑结构设计构设计

80、数据库数据库实施实施物理物理模型模型逻辑逻辑模型模型6464数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.5.1 8.5.1 数据库的物理设计的应考虑的因素数据库的物理设计的应考虑的因素设计合理的存设计合理的存取方法取方法和和存储结构存储结构，以提高，以提高空间效率空间效率和和时间效时间效率率，主要考虑下因素如下：，主要考虑下因素如下：1 1、物理环境，、物理环境， 如配件配置如配件配置2 2、具体的、具体的DBMS3 3、数据模型（逻辑结构）、数据模型（逻辑结构）4、运行的事务、运行的事务（1 1）数据库查询事务）数据库查询事务查询查询的的关系关系 查询查询条件条件所涉及的所涉及的

81、属性属性（考虑创建索引）（考虑创建索引） 查询查询连接条件连接条件所涉及的所涉及的属性属性（考虑创建索引）（考虑创建索引） 查询的查询的投影属性投影属性（考虑创建索引）（考虑创建索引）（2 2）数据更新事务）数据更新事务被被更新更新的的关系关系每个关系上的每个关系上的更新操作条件更新操作条件所涉及的所涉及的属性属性（考虑创建索引）（考虑创建索引） 修改操作要修改操作要改变改变的的属性属性值（不易创建索引）值（不易创建索引）（3 3）每个事务在各关系上运行的）每个事务在各关系上运行的频率频率和和性能要求性能要求：这些对存取方法：这些对存取方法和存储结构有直接的影响。和存储结构有直接的影响。656

82、5数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.5.2 8.5.2 关系模式存取方法选择关系模式存取方法选择数据库物理设计主要是存取方法和存储结构的设计，数据库物理设计主要是存取方法和存储结构的设计，RDBMS常用存取方法有：索引方法、聚簇（常用存取方法有：索引方法、聚簇（Cluster）方法、方法、HASH方法。方法。1 1、索引存储方法的选择：、索引存储方法的选择：（1 1）选择索引存取方法的）选择索引存取方法的主要内容主要内容（根据应用要求确定）（根据应用要求确定）对哪些属性列建立对哪些属性列建立索引。索引。 对哪些属性列建立对哪些属性列建立组合索引。组合索引。 对哪些索引要设

83、计为对哪些索引要设计为唯一索引。唯一索引。6666数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.5.2 8.5.2 关系模式存取方法选择关系模式存取方法选择（2 2）选择索引存取方法的）选择索引存取方法的一般规则一般规则如果一个如果一个( (或一组或一组) )属性经常在属性经常在查询条件查询条件中出现，则考虑在中出现，则考虑在这个这个( (或这组或这组) )属性上建立索引属性上建立索引( (或组合索引或组合索引) )。如果一个属性经常作为如果一个属性经常作为最大值和最小值等聚集函数的参数最大值和最小值等聚集函数的参数，则考虑在这个属性上建立索引。则考虑在这个属性上建立索引。如果一个如

84、果一个( (或一组或一组) )属性经常在属性经常在连接操作的连接条件中出现连接操作的连接条件中出现，则考虑在这个则考虑在这个( (或这组或这组) )属性上建立索引。属性上建立索引。一个属性一个属性经常被更新经常被更新，则不易创建索引，则不易创建索引索引数要适当，并非越多越好，太多系统开销太大。索引数要适当，并非越多越好，太多系统开销太大。6767数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法2 2、聚簇存取方法的选择、聚簇存取方法的选择（1 1）聚簇概念：）聚簇概念：为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把这个或这些属性（称为聚簇码）上具有相同值

85、的元组集把这个或这些属性（称为聚簇码）上具有相同值的元组集中存放在连续的物理块称为聚簇。许多关系型中存放在连续的物理块称为聚簇。许多关系型DBMS都提都提供了聚簇功能。供了聚簇功能。（2 2）聚簇的用途：）聚簇的用途： 大大提高按聚簇属性进行查询的效率大大提高按聚簇属性进行查询的效率例：假设学生关系按所在系建有索引，现在要查询信息系例：假设学生关系按所在系建有索引，现在要查询信息系的所有学生名单。的所有学生名单。信息系的信息系的500500名学生分布在名学生分布在500500个不同的物理块上时，至个不同的物理块上时，至少要执行少要执行500500次次I/O操作。如果将同一系的学生元组集中操作。

86、如果将同一系的学生元组集中存放，则每读一个物理块可得到多个满足查询条件的元存放，则每读一个物理块可得到多个满足查询条件的元组，从而显著地减少了访问磁盘的次数。组，从而显著地减少了访问磁盘的次数。6868数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法（3 3）选择聚簇存取方法）选择聚簇存取方法对经常在一起对经常在一起进行连接操作的关系进行连接操作的关系可以建立组合聚簇；可以建立组合聚簇；如果一个关系的一组属性如果一个关系的一组属性经常出现在相等比较条件经常出现在相等比较条件中，中，则该单个关系可建立聚簇；则该单个关系可建立聚簇；如果一个关系的一个如果一个关系的一个( (或一组或一组) )属

87、性上的属性上的值重复率很值重复率很高，高，则此单个关系可建立聚簇。即对应每个聚簇码值的平均元则此单个关系可建立聚簇。即对应每个聚簇码值的平均元组数不太少。太少了，聚簇的效果不明显。组数不太少。太少了，聚簇的效果不明显。当通过聚簇码进行访问或连接是该关系的当通过聚簇码进行访问或连接是该关系的主要应用主要应用，与，与聚簇码无关的其他访问很少或者是次要的时，可以使用聚聚簇码无关的其他访问很少或者是次要的时，可以使用聚簇，尤其是簇，尤其是SQL语句中包含有：语句中包含有：ORDERBY、GROUPBY、DISTINCT等子句。等子句。6969数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法（4 4

88、）应注意的问题：）应注意的问题：一个关系只能属于一个关系只能属于一个一个聚簇聚簇建立与维护聚簇的建立与维护聚簇的开销相当大开销相当大对对已有关系建立聚簇已有关系建立聚簇，将导致关系中元组移动其物理存，将导致关系中元组移动其物理存储位置，并使此关系上原有的索引无效，必须重建。储位置，并使此关系上原有的索引无效，必须重建。当一个元组的聚簇码值改变时，该元组的存储位置也要当一个元组的聚簇码值改变时，该元组的存储位置也要做相应移动，因此做相应移动，因此聚簇码值尽量避免改变聚簇码值尽量避免改变。7070数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法718.5.3 8.5.3 确定数据库的存储结构确

89、定数据库的存储结构1 1、确定数据库存储结构、确定数据库存储结构（1）影响数据存放位置和存储结构的因素）影响数据存放位置和存储结构的因素（考虑硬件、逻辑结（考虑硬件、逻辑结构、构、DBMS）存取时间存取时间存储空间利用率存储空间利用率维护代价维护代价（2）确定数据库文件及其参数）确定数据库文件及其参数数据文件及文件组数据文件及文件组日志文件日志文件备份文件备份文件（3）确定数据的存放位置）确定数据的存放位置 关系关系 索引索引 聚簇聚簇7171数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.5.3 8.5.3 确定数据库的存储结构确定数据库的存储结构（3 3）推荐方案）推荐方案将将表和

90、索引分别放在不同的磁盘上表和索引分别放在不同的磁盘上，在查询时，由，在查询时，由于两个磁盘驱动器分别在工作，因而可以保证物理读于两个磁盘驱动器分别在工作，因而可以保证物理读写速度比较快。写速度比较快。将将比较大的表分别放在两个磁盘上比较大的表分别放在两个磁盘上，以加快存取速，以加快存取速度，这在多用户环境下特别有效。度，这在多用户环境下特别有效。可以将可以将日志文件与数据库对象日志文件与数据库对象（表、索引等）放在（表、索引等）放在不同的磁盘以改进系统的性能。不同的磁盘以改进系统的性能。对于对于经常存储或存储时间要求高经常存储或存储时间要求高的对象（表或索引）的对象（表或索引）应存放在高速存储

91、器中，对于存取频率小或时间要求应存放在高速存储器中，对于存取频率小或时间要求低的对象（如备份文件和日志文件）可放在低速存储低的对象（如备份文件和日志文件）可放在低速存储器中。器中。7272数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法2.2.确定系统配置确定系统配置DBMS产品一般都提供了一些存储分配参数，系统一般都为这些产品一般都提供了一些存储分配参数，系统一般都为这些参数赋予了合理的缺省值。但是这些值不一定适合每一种应用环境，参数赋予了合理的缺省值。但是这些值不一定适合每一种应用环境，在进行物理设计时，需要根据应用环境确定这些参数值，以使系统在进行物理设计时，需要根据应用环境确定这些

92、参数值，以使系统性能最优性能最优 同时使用数据库的用户数同时使用数据库的用户数 同时打开的数据库对象数同时打开的数据库对象数 使用的缓冲区长度、个数使用的缓冲区长度、个数 时间片大小时间片大小 数据库的大小数据库的大小 装填因子装填因子 锁的数目锁的数目 等等等等3.3.评价物理结构评价物理结构对物理结构从存储空间、对物理结构从存储空间、 存取时间、存取时间、 维护代价等方面进行了维护代价等方面进行了评价，对估算结果进行权衡、比较，选择出一个较优的合理的物理评价，对估算结果进行权衡、比较，选择出一个较优的合理的物理结构。如果该结构不符合用户需求，则需要修改设计。结构。如果该结构不符合用户需求，

93、则需要修改设计。7373数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.6 8.6 数据库的实施数据库的实施1 1、数据库实施的工作内容、数据库实施的工作内容用用DDL定义数据库结构定义数据库结构组织数据入库组织数据入库编制与调试应用程序编制与调试应用程序数据库试运行数据库试运行物理模型物理模型数据库实施数据库实施定义数定义数据库结据库结构构数据数据装载装载数据库数据库试运行试运行逻辑模型逻辑模型数据库运数据库运行和维护行和维护编制与调编制与调试应用程试应用程序序数据库数据库系统系统7474数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法(1)(1)定义数据库结构定义数据库结构确定

94、了数据库的逻辑结构与物理结构后，就可以用所选用的确定了数据库的逻辑结构与物理结构后，就可以用所选用的DBMS提供的数据定义语言（提供的数据定义语言（DDL）来严格描述数据库结构。来严格描述数据库结构。1)1)数据库的定义数据库的定义: :CREATEDATABASE2)基本表的定义基本表的定义: :CREATETABLE3)视图的定义视图的定义: :CREATEVIEW4)索引的定义索引的定义: :CREATEUNIQUEINDEX5)聚簇索引的定义聚簇索引的定义: :CREATECLUSTEREDINDEX(2)(2)数据装载数据装载数据库结构建立好后，就可以向数据库中装载数据了。组织数据数

95、据库结构建立好后，就可以向数据库中装载数据了。组织数据入库是数据库实施阶段最主要的工作。数据装载方法有入库是数据库实施阶段最主要的工作。数据装载方法有: :1)1)如果数据库是在老的文件系统或数据库系统的基础上设计的，则如果数据库是在老的文件系统或数据库系统的基础上设计的，则直接将直接将老系统中的数据转换老系统中的数据转换成新系统中需要的数据格式。成新系统中需要的数据格式。2)2)重新组织数据并装载重新组织数据并装载为了保证数据能够及时入库，应在数据库物理设计的同时编制为了保证数据能够及时入库，应在数据库物理设计的同时编制数据输数据输入子系统入子系统。7575数据库系统设计的步骤和方法数据库系

96、统设计的步骤和方法(3)(3)编制与调试应用程序编制与调试应用程序数据库应用程序的设计应该与数据设计并行进行。数据库应用程序的设计应该与数据设计并行进行。在数据库实施阶段，当数据库结构建立好后，就可以开始编制与调在数据库实施阶段，当数据库结构建立好后，就可以开始编制与调试数据库的应用程序。调试应用程序时由于数据入库尚未完成，可先试数据库的应用程序。调试应用程序时由于数据入库尚未完成，可先使用模拟数据。使用模拟数据。(4)(4)数据库试运行数据库试运行应用程序调试完成，并且已有一小部分数据入库后，就可以开应用程序调试完成，并且已有一小部分数据入库后，就可以开始数据库的试运行。数据库试运行也称为联

97、合调试，其主要工作包括：始数据库的试运行。数据库试运行也称为联合调试，其主要工作包括：1 1）功能测试）功能测试：实际运行应用程序，执行对数据库的各种操作，测试：实际运行应用程序，执行对数据库的各种操作，测试应用程序的各种功能。应用程序的各种功能。2 2）性能测试：）性能测试：测量系统的性能指标，分析是否符合设计目标。测量系统的性能指标，分析是否符合设计目标。数据库试运行则是要实际测量系统的各种性能指标（不仅是数据库试运行则是要实际测量系统的各种性能指标（不仅是时间、空间指标），如果结果不符合设计目标，则需要返回物理设时间、空间指标），如果结果不符合设计目标，则需要返回物理设计阶段，调整物理结

98、构，修改参数；有时甚至需要返回逻辑设计阶计阶段，调整物理结构，修改参数；有时甚至需要返回逻辑设计阶段，调整逻辑结构。段，调整逻辑结构。7676数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.7 8.7 数据库运行与维护数据库运行与维护数据库试运行结果符合设计目标后，数据库就可以真正投入运行了。数据库试运行结果符合设计目标后，数据库就可以真正投入运行了。数据库投入运行标着开发任务的基本完成数据库投入运行标着开发任务的基本完成和维护工作的开始和维护工作的开始对数据库设计进行对数据库设计进行评价、调整、修改评价、调整、修改等维护工作是一个长期的任务，等维护工作是一个长期的任务，也是设计工作的

99、继续和提高。也是设计工作的继续和提高。u 应用环境在不断变化应用环境在不断变化u数据库运行过程中物理存储会不断变化数据库运行过程中物理存储会不断变化在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要是由在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要是由DBA完成完成的，包括：的，包括：数据库的数据库的转储和恢复转储和恢复数据库的数据库的安全性、完整性控制安全性、完整性控制数据库数据库性能的监督、分析和改进性能的监督、分析和改进数据库的数据库的重组织和重构造重组织和重构造重组织：重组织：重新组织数据，以提高性能（一般由重新组织数据，以提高性能（一般由DBMS提供重组功能）提供重组功能）重构造重构造:

100、 :修改逻辑结构，修改应用修改逻辑结构，修改应用7777数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8.8 8.8 小结小结数据库的设计过程数据库的设计过程需求分析需求分析概念结构设计概念结构设计逻辑结构设计逻辑结构设计物理设计物理设计实施实施运行维护运行维护设计过程中往往还会有许多反复。设计过程中往往还会有许多反复。7878数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法数据库各级模式的形成数据库各级模式的形成数据库的各级模式是在设计过程中逐步形成的数据库的各级模式是在设计过程中逐步形成的需求分析阶段综合各个用户的应用需求（现实世界的需求）。需求分析阶段综合各个用户的应用需求（现

101、实世界的需求）。概念设计阶段形成独立于机器特点、独立于各个概念设计阶段形成独立于机器特点、独立于各个DBMS产品产品的的概念模式概念模式（信息世界模型），用（信息世界模型），用E-R图来描述。图来描述。在逻辑设计阶段将在逻辑设计阶段将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据图转换成具体的数据库产品支持的数据模型如关系模型，形成数据库模型如关系模型，形成数据库逻辑模式逻辑模式。然后根据用户处理。然后根据用户处理的要求，安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视的要求，安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图（图（VIEW）形成数据的形成数据的外模式外模式。在物理设计阶段根据在物理设计阶段根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存特点和处理的需要，进行物理存储安排，设计索引，形成数据库储安排，设计索引，形成数据库内模式内模式。整个数据库设计过程体现了结构特征与行为特征的紧密结合。整个数据库设计过程体现了结构特征与行为特征的紧密结合。7979数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法8080数据库系统设计的步骤和方法数据库系统设计的步骤和方法