浅论数据库设计的一般流程

张桥珍

【摘 要】数据库技术是现代信息科学与技术的重要组成部分，是计算机数据处理与信息管理系统的核心。数据库技术研究和解决了计算机信息处理过程中大量数据有效地组织和存储的问题。本文主要论述规范数据库设计的必要性和数据库设计的流程。

【关键词】数据库应用 数据库设计规范 数据库设计流程

引言

随着计算机技术与网络通信技术的发展，数据库技术已成为信息社会中对大量数据进行组织与管理的重要技术手段及软件技术。数据库的应用领域非常广泛，不管是家庭、公司或大型企业，还是政府部门，都需要使用数据库来存储数据信息。目前关系型数据库已成为主流，下面也是针对关系型数据库进行论述的。

一、规范数据库设计的必要性

数据库设计，简单地说就是规划和结构化数据库中数据对象以及这些对象之间关系的过程。良好的数据设计能够节省数据库的存储空间，能够保证数据的完整性，方便进行数据库应用系统的开发。无论是SQL Server还是Oracle数据库，通过进行规范化的数据库设计，都可以使你的程序更具有可读性，更容易扩展，从而也会提升项目的应用性能。

二、数据库设计的流程

目前设计数据库系统主要采用的是以逻辑数据库设计和物理数据库设计为核心的规范设计方法。其中逻辑数据库设计是根据用户要求和特定数据库管理系统的具体特点，以数据库设计理论为依据，设计数据库的全局逻辑结构和每个用户的局部逻辑结构。物理数据库设计是在逻辑结构确定之后，设计数据库的存储结构及其他实现细节。一般将数据库设计分为以下六个阶段：需求分析阶段、概要设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、数据库实施阶段、数据库运行维护阶段。这里重点讨论在各个阶段的数据库设计过程。

1.需求分析阶段

主要是分析客户的业务和数据处理需求。

需求分析阶段的重点是调查、收集并分析客户业务数据需求、处理需求、安全性与完整性需求等。

常用的需求调查方法有：在客户的单位跟班实习、组织召开调查会、邀请专人介绍、设计调查表并请用户填写、查阅业务相关记录等。

常用的需求分析方法有：调查客户的单位组织情况、各部门的业务需求情况、协助客户分析系统的各种业务需求、确定新系统的边界。无论数据库的大小和复杂程序如何，在进行数据库的系统分析时，都可以参考下列基本步骤：收集信息、标识实体、标识每个对象需要存储的详细信息、标识对象之间的关系。

2.概要设计阶段

主要是绘制E-R图，用于在项目团队内部、设计人员和客户之间进行沟通，确认需求信息的正确和完整。

在需求阶段解决了客户的业务和数据处理需求后，就进入了概要设计阶段，此时需要和项目团队的其他成员以及客户沟通，讨论数据库的设计是否满足客户的业务和数据处理需求。与机械行业需要机械制图、建筑行业需要施工图纸一样，数据库设计也需要图形化的表达式——E-R实体关系图，它也包括一些具有特定含义的图形符号，分两个步骤完成：

◆确定“实体-关系”模型；

◆绘制E-R图。

3.逻辑设计阶段

将E-R图转换为多张表，进行逻辑设计，确认各表的主外键，并应用数据数据库的3大规范进行审核。

（1）将E-R图转换为表。

◆将各实体转换为对应的表，将各属性转换为各表的对应的列。

◆标识每个表的主键列，需要注意的是：对没有主键的表添加ID编号列，它没有实际含义，只用作主健或外键。

◆在表之间体现实体之间的映射关系。

（2）规范设计要求

◆第一范式（1NF）。第一范式的目标是确保每列的原子性，即每个列都是不可分的最小数据单元。

◆第二范式（2NF）。第二范式在第一范式的基本上，更进一层，其目标是确保表中的每列都和主键相关：如果一个关系满足了第一范式（1NF），并且除了主键以外的其他列，都依赖于该主键，则满足第二范式（2NF）。

◆第三范式（3NF）。第三范式在第二范式的基础上，更进一层，第三范式的目标是确保每列都和主键直接相关，而不是间接相关；如果一个关系满足不了第二范式（2NF），并且除了主键（或组合键）以外的其他列都不依赖于主键（或组合键），则满足第三范式（3NF）。

4.物理设计阶段

逻辑数据模型要选取一个具体的工作环境，这个工作环境提供了数据存储结构与存取方法，这个过程就是数据库的物理设计。物理结构依赖于给定的DBMS和和硬件系统，因此设计人员必须充分了解所用RDBMS的内部特征、存储结构、存取方法。数据库的物理设计通常分为两步，第一，确定数据库的物理结构，第二，评价实施空间效率和时间效率。数据库物理设计过程中需要对时间效率、空间效率、维护代价和各种用户要求进行权衡，选择一个优化方案作为数据库物理结构。在数据库物理设计中，最有效的方式是集中地存储和检索对象。物理设计完成之后，就应该得到详细的磁盘分配方案、存储方案、各种基表的详细信息等。根据这些信息就可以建立数据库了。

5.数据库实施阶段

数据库的实施，就是组织数据入库、编制应用程序、试运行。包括建立数据库、创建数据表、增加约束和创建视图、触发器和存储过程等。为了完成相应的操作和检索，需要编制很多程序，形成一个程序系统来使用该数据库，这部分是程序设计的任务。一切就绪之后，就可以试运行数据库了。

6.系统管理和维护

数据库试运行结果符合设计目标后就可以真正投入运行了。数据库投入运行标志着开发任务基本完成和维护工作开始，并不意味着设计过程的终结。由于应用环境在不断地变化，数据库运行过程中物理存储也不会不断变化。对数据库设计进行评价、调整、修改等维护工作是一项长期的任务，也是设计工作的继续和改进。

结论

总之，我们在进行数据库设计时，每个阶段都要认真、全面的分析。设计的结果既能满足应用系统的业务需求，准确的表达数据间关系，又能保证数据的准确性和一致性，提高数据的查询效率，有好的扩展性，在必要时能根据需求扩展数据结构。