数据库设计概述及需求分析
数据库设计概述
数据库设计
数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造（设计）优化的数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立数据库及其应用系统，
使之能够有效地存储和管理数据，满足各种用户的应用需求，包括信息管理要求和数据操作要求。
信息管理要求： 在数据库中应该存储和管理哪些数据对象 。
数据操作要求： 对数据对象需要进行哪些操作，如查询、增、删、改、统计等操作。
数据库设计的目标
为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效率的运行环境 。
高效率的运行环境：
- 数据库数据的存取效率高
- 数据库存储空间的利用率高
- 数据库系统运行管理的效率高
数据库设计的基本步骤
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需求分析
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概念结构设计
通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体数据库管理系统的概念模型 -
逻辑结构设计
将概念结构转换为某个数据库管理系统所支持的数据模型，并对其进行优化 -
物理结构设计
为逻辑数据结构选取一个最适合应用环境的物理结构
包括存储结构和存取方法 -
数据库实施
根据逻辑设计和物理设计的结果构建数据库
编写与调试应用程序
组织数据入库并进行试运行 -
数据库运行和维护
经过试运行后即可投入正式运行
在运行过程中必须不断对其进行评估、调整与修改
需求分析和概念设计独立于任何数据库管理系统。
逻辑设计和物理设计与选用的数据库管理系统密切相关
具体来讲各个阶段的工作是：
需求分析阶段：
综合各个用户的应用需求
概念设计阶段：
形成独立于机器特点，独立于各个数据库管理系统产品的概念模式 （E-R图）
逻辑设计阶段：
- 首先将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式
- 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图（View），形成数据的外模式
物理设计阶段：
根据数据库管理系统特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式
需求分析
需求分析就是分析用户的要求，是设计数据库的起点
调查的重点是“数据”和“处理”，获得用户对数据库的要求
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信息要求
用户需要从数据库中获得信息的内容与性质
由信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据 -
处理要求
用户要完成的处理功能；对处理性能的要求 -
安全性与完整性要求
分析方法： 结构化分析方法（简称SA方法）
SA方法从最上层的系统组织机构入手，采用自顶向下、逐层分解的方式分析系统。
对用户需求进行分析与表达后，需求分析报告必须提交给用户，征得用户的认可。
数据字典
数据字典的内容
1数据项，2数据结构，3数据流，4数据存储，5处理过程。
数据项是数据的最小组成单位,若干个数据项可以组成一个数据结构。
数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。
注意：
- 数据字典是关于数据库中数据的描述，即元数据，不是数据本身。
- 数据字典在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善
- 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
- 注意和关系数据库管理系统中数据字典的区别和联系
数据项
是对数据项的描述，是不可再分的数据单位。
数据项描述={
- 数据项名,数据项含义说明,别名,
- 数据类型,长度,取值范围,取值含义,
- 与其他数据项的逻辑关系,
- 数据项之间的联系}
“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件，是设计 数据检验功能的依据。
可以用关系规范化理论为指导，用数据依赖的概念分析和表示数据项之间的联系。
数据结构
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={数据结构名，含义说明，组成:{数据项或数据结构}}
数据流
是数据结构在系统内传输的路径。
数据流描述={
-
数据流名,说明,数据流来源,
数据流来源：说明该数据流来自哪个过程 -
数据流去向,组成:{数据结构},
数据流去向：说明该数据流将到哪个过程去 -
平均流量,高峰期流量}
平均流量：在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次数
高峰期流量：在高峰时期的数据流量
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。
数据存储描述={
-
数据存储名,说明,编号,
-
输入的数据流 ,输出的数据流,
输入的数据流：数据来源
输出的数据流：数据去向 -
组成:{数据结构},数据量,
-
存取频度,存取方式}
存取频度：每小时、每天或每周存取次数，每次存取的数据量等信息
存取方法：批处理 / 联机处理；检索 / 更新；顺序检索 / 随机检索
处理过程
数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息，具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。
处理过程描述={
- 处理过程名,说明,
- 输入:{数据流},输出:{数据流},
- 处理:{简要说明}}
简要说明：说明该处理过程的功能及处理要求
- 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
