00911互联网数据库自考资料：数据库设计

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数据库设计

【学习要求】

通过本章的学习，考生应了解数据库设计的步骤，理解并掌握需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计以及数据库实施的方法，了解数据库运行与维护的内容。

【重点、难点】

（一）数据库的设计方法

（二）需求分析的步骤

（三）概念设计的几种步骤

【考核知识点】

（一）数据库和信息系统（简答）

信息系统是提供信息、辅助人们对环境进行控制和进行决策的系统。数据库是信息系统的核心和基础。它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。

（二）数据库设计内容：结构（数据）设计；行为（处理）设计。

（三）数据库设计的基本步骤

数据库设计分为以下六个阶段：①需求分析阶段、②概念结构设计阶段、③逻辑结构设计阶段、④数据库物理设计阶段、⑤数据库实施阶段、⑥数据库运行和维护阶段。

（四）数据库设计过程中注意的问题：

（1）数据库设计过程中要充分调动用户的积极性。

（2）应用环境的改变、新技术的出现等都会导致应用需求的变化，因此在设计数据库时必须充分考虑到系统的可扩性。

（3）在设计数据库应用的过程中，必须充分考虑到已有应用，尽量使用户能够平稳地从旧系统迁移到新系统。

（五）调查的重点是"数据"和"处理"，通过调查、收集与分析，获得用户对数据库的要求：

（1）信息要求。指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。

（2）处理要求。指用户要完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，处理方式是批处理还是联机处理。

（3）安全性与完整性要求。

（六）在需求分析阶段需要注意的是：

（1）需求分析阶段的一个重要而困难的任务是收集将来应用所涉及的数据，设计人员应充分考虑到可能的扩充和改变，使设计易于更改，系统易于扩充，这是第一点。

（2）必须强调用户的参与，这是数据库应用系统设计的特点。数据库应用系统和广泛的用户有密切的联系。因此用户的参与是数据库设计不可分割的一部分。在数据分析阶段，任何调查研究没有用户的积极参加是寸步难行的。设计人员应该和用户取得共同的语言，帮助不熟悉计算机的用户建立数据库环境下的共同概念，并对设计工作的最后结果承担共同的责任。

（七）常用的调查方法有（简答）

（1）跟班作业；（2）开调查会；（3）请专人介绍；（4）询问；（5）设计调查表请用户填写；（6）查阅记录。

（八）数据字典

数据字典：是系统中各类数据描述的集合，是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果。

数据字典包括：数据项、数据结构、数据流、数据存储、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。

（九）概念结构的主要特点（简答）

（1）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。是对现实世界的一个真实模型。

（2）易于理解，从而可以用它和不熟悉计算机的用户交换意见，用户的积极参与是数据库的设计成功的关键。

（3）易于更改，当应用环境和应用要求改变时，容易对概念模型修改和扩充。

（4）易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。

（十）设计概念结构通常有四类方法（简答、选择）

（1）自顶向下。即首先定义全局概念结构的框架，然后逐步细化。

（2）自底向上。即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。

（3）逐步扩张。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，直至总体概念结构。

（4）混合策略。即将自顶向下和自顶向上相结合，用自顶向下策略设计一个全局概念结构的框架，以它为骨架集成由自顶底向上策略中涉及的各局部概念结构。

（十一）数据抽象与局部视图设计

一般有三种抽象：

（1）分类。定义某一类概念作为现实世界种一组对象的类型。这些对象具有某些共同的特性和行为。

（2）聚集。定义某一类型的组成成分，它抽象了对象内部类型和成分之间的语义。

（3）概括。定义类型之间的一种子集联系。

概念结构设计的第一步就是利用抽象机制对需求分析阶段收集到的数据进行分类、组织（聚集）、形成实体、实体的属性，标识实体的码，确定实体之间的联系类型，设计分E-R图，具体做法是：

（1）选择局部应用。

（2）逐一设计分E-R图。

（十二）视图的集成

各分E-R图之间的冲突主要有三类：属性冲突、命名冲突和结构冲突。（填空）

（十三）设逻辑结构时一般要分三步进行

（1）将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型。

（2）将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换。

（3）对数据模型进行优化。

（十四）关系数据模型的优化通常以规范化理论为指导，方法如下。

①确定数据依赖。

②对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系。

③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，确定各关系模式分别属于第几范式。

④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，确定是否要对它们进行合并或分解。

⑤对关系模式进行必要的分解或合并，提高数据操作的效率和存储空间的利用率。

（十五）确定数据库的物理结构

数据库的物理结构依赖于所选用的DBMS，依赖于计算机硬件环境，设计人

员进行设计时主要需要考虑以下几个方面：

确定数据的存储结构、设计数据的存取路径、确定数据的存放位置、确定系统配置。

（十六）数据库实施主要包括以下工作：（简答）

①、定义数据库结构

②、数据装载

③、编制与调试应用程序

④、数据库试运行

（十七）人工完成数据的入库（简答）

数据库结构建立好后，就可以向数据库中装载数据了。对于数据量不是很大的小型系统，可以用人工方法完成数据的入库，其步骤：

（1）筛选数据

（2）转换数据格式

（3）输入数据

（4）校验数据

对于中大型系统，应该设计一个数据输入子系统，由计算机辅助数据的入库

工作。其步骤如下：

（1）筛选数据

（2）输入数据

（3）校验数据

（4）转换数据

（5）综合数据

（十八）在数据库运行阶段，对数据库经常性的维护工作主要由DBA完成的，它包括以下内容：（简答）

（1）数据库的转储和恢复

（2）数据库的安全性、完整性控制

（3）数据库性能的监督、分析和改进

（4）数据库的重组织和重构造

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