数据库设计的基本步骤

数据库设计的基本步骤如下：

1、安装并打开MySQL WorkBench软件以后，在软件的左侧边栏有三个选项，分别是对应“连接数据库”、“设计数据库”、“迁移数据库”的功能。这类选择第二项，设计数据库，点击右边的“＋”号，创建models。

2、进入MySQL Model界面后，点击“Add Diagram"。

3、然后就进入了EER Diagram的设计页面。可以从左侧的图标中选择要创建的资源。鼠标停留在图标上3秒后，会提示资源的类型。选择资源后，可以在设计页面上方选择属性。

4、这里添加了一张数据库表，添加后，双击，在页面的底部会出现数据库表的编辑框。

5、这里创建一张user表，设置了id、name、age三列。

6、还可以创建外键，左侧提供了四种外键类型。点击后，只需要用鼠标分别选中要关联的两个表即可。Workbench会自动生成对应的外键。

7、在文件、导出中，可以选择导出为sql脚本。

8、下图是导出过程sql脚本的过程。

答：（1）需求分析阶段：需求收集和分析,得到数据字典和数据流图（2）概念结构设计阶段：对用户需求综合、归纳与抽象,形成概念模型,用E-R图表示（3）逻辑结构设计阶段：将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型（4）数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（5）数据库实施阶段：建立数据库,编制与调试应用程序,组织数据入库,程序试运行（6）数据库运行和维护阶段：对数据库系统进行评价、调整与修改

说到数据库 我认为不能不先谈数据结构 年 在我初入大学学习计算机编程时 当时的老师就告诉我们说 计算机程序＝数据结构＋算法 尽管现在的程序开发已由面向过程为主逐步过渡到面向对象为主 但我还是深深赞同 年前老师的告诉我们的公式 计算机程序＝数据结构＋算法 面向对象的程序开发 要做的第一件事就是 先分析整个程序中需处理的数据 从中提取出抽象模板 以这个抽象模板设计类 再在其中逐步添加处理其数据的函数(即算法) 最后 再给类中的数据成员和函数划分访问权限 从而实现封装 数据库的最初雏形据说源自美国一个奶牛场的记账薄(纸质的 由此可见 数据库并不一定是存储在电脑里的数据^_^) 里面记录的是该奶牛场的收支账目 程序员在将其整理 录入到电脑中时从中受到启发 当按照规定好的数据结构所采集到的数据量大到一定程度后 出于程序执行效率的考虑 程序员将其中的检索 更新维护等功能分离出来 做成单独调用的模块 这个模块后来就慢慢发展 演变成现在我们所接触到的数据库管理系统(dbms)——程序开发中的一个重要分支 下面进入正题 首先按我个人所接触过的程序给数据库设计人员的功底分一下类 1 没有系统学习过数据结构的程序员 这类程序员的作品往往只是他们的即兴玩具 他们往往习惯只设计有限的几个表 实现某类功能的数据全部塞在一个表中 各表之间几乎毫无关联 网上不少的免费管理软件都是这样的东西 当程序功能有限 数据量不多的时候 其程序运行起来没有什么问题 但是如果用其管理比较重要的数据 风险性非常大 2 系统学习过数据结构 但是还没有开发过对程序效率要求比较高的管理软件的程序员 这类人多半刚从学校毕业不久 他们在设计数据库表结构时 严格按照教科书上的规定 死扣e r图和 nf(别灰心 所有的数据库设计高手都是从这一步开始的) 他们的作品 对于一般的access型轻量级的管理软件 已经够用 但是一旦该系统需要添加新功能 原有的数据库表差不多得进行大换血 3 第二类程序员 在经历过数次程序效率的提升 以及功能升级的折腾后 终于升级成为数据库设计的老鸟 第一类程序员眼中的高人 这类程序员可以胜任二十个表以上的中型商业数据管理系统的开发工作 他们知道该在什么样的情况下保留一定的冗余数据来提高程序效率 而且其设计的数据库可拓展性较好 当用户需要添加新功能时 原有数据库表只需做少量修改即可 4 在经历过上十个类似数据库管理软件的重复设计后 第三类程序员中坚持下来没有转行 而是希望从中找出 偷懒 窍门的有心人会慢慢觉悟 从而完成量变到质变的转换 他们所设计的数据库表结构有一定的远见 能够预测到未来功能升级所需要的数据 从而预先留下伏笔 这类程序员目前大多晋级成数据挖掘方面的高级软件开发人员 5 第三类程序员或第四类程序员 在对现有的各家数据库管理系统的原理和开发都有一定的钻研后 要么在其基础上进行二次开发 要么自行开发一套有自主版权的通用数据库管理系统 我个人正处于第三类的末期 所以下面所列出的一些设计技巧只适合第二类和部分第三类数据库设计人员 同时 由于我很少碰到有兴趣在这方面深钻下去的同行 所以文中难免出现错误和遗漏 在此先行声明 欢迎大家指正 不要藏私哦 ) 一 树型关系的数据表 不少程序员在进行数据库设计的时候都遇到过树型关系的数据 例如常见的类别表 即一个大类 下面有若干个子类 某些子类又有子类这样的情况 当类别不确定 用户希望可以在任意类别下添加新的子类 或者删除某个类别和其下的所有子类 而且预计以后其数量会逐步增长 此时我们就会考虑用一个数据表来保存这些数据 按照教科书上的教导 第二类程序员大概会设计出类似这样的数据表结构 类别表_ (type_table_ )名称类型约束条件说明type_id　 int　 无重复 类别标识 主键type_name　char( ) 不允许为空 类型名称 不允许重复type_father　 int　 不允许为空 该类别的父类别标识 如果是顶节点的话设定为某个唯一值这样的设计短小精悍 完全满足 nf 而且可以满足用户的所有要求 是不是这样就行呢？答案是no！why？我们来估计一下用户希望如何罗列出这个表的数据的 对用户而言 他当然期望按他所设定的层次关系一次罗列出所有的类别 例如这样 总类别类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 ……看看为了实现这样的列表显示(树的先序遍历) 要对上面的表进行多少次检索？注意 尽管类别 可能是在类别 之后添加的记录 答案仍然是n 次 这样的效率对于少量的数据没什么影响 但是日后类型扩充到数十条甚至上百条记录后 单单列一次类型就要检索数十次该表 整个程序的运行效率就不敢恭维了 或许第二类程序员会说 那我再建一个临时数组或临时表 专门保存类型表的先序遍历结果 这样只在第一次运行时检索数十次 再次罗列所有的类型关系时就直接读那个临时数组或临时表就行了 其实 用不着再去分配一块新的内存来保存这些数据 只要对数据表进行一定的扩充 再对添加类型的数量进行一下约束就行了 要完成上面的列表只需一次检索就行了 下面是扩充后的数据表结构 类别表_ (type_table_ )名称类型约束条件　说明type_id　 int无重复　类别标识 主键type_name char( )　不允许为空　类型名称 不允许重复type_father　 int　 不允许为空　该类别的父类别标识 如果是顶节点的话设定为某个唯一值type_layer　 char( )限定 层 初始值为类别的先序遍历 主要为减少检索数据库的次数按照这样的表结构 我们来看看上面例子记录在表中的数据是怎样的 type_id type_name　 type_father　 type_layer 总类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 ……现在按type_layer的大小来检索一下 select from type_table_ order by type_layer列出记录集如下 type_id type_name　 type_father　 type_layer 总类别　 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 类别 ……现在列出的记录顺序正好是先序遍历的结果 在控制显示类别的层次时 只要对type_layer字段中的数值进行判断 每 位一组 如大于 则向右移 个空格 当然 我这个例子中设定的限制条件是最多 层 每层最多可设 个子类别 只要按用户的需求情况修改一下type_layer的长度和位数 即可更改限制层数和子类别数 其实 上面的设计不单单只在类别表中用到 网上某些可按树型列表显示的论坛程序大多采用类似的设计 或许有人认为 type_table_ 中的type_father字段是冗余数据 可以除去 如果这样 在插入 删除某个类别的时候 就得对 type_layer 的内容进行比较繁琐的判定 所以我并没有消去type_father字段 这也正符合数据库设计中适当保留冗余数据的来降低程序复杂度的原则 后面我会举一个故意增加数据冗余的案例 二 商品信息表的设计 假设你是一家百货公司电脑部的开发人员 某天老板要求你为公司开发一套网上电子商务平台 该百货公司有数千种商品出售 不过目前仅打算先在网上销售数十种方便运输的商品 当然 以后可能会陆续在该电子商务平台上增加新的商品出售 现在开始进行该平台数据库的商品信息表的设计 每种出售的商品都 lishixinzhi/Article/program/Oracle/201311/17002

数据库设计(Database Design)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（信息要求和处理要求）。

在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。

一、数据库和信息系统

(1)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。

(2)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。

(3)数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。

(4)数据库设计人员应该具备的技术和知识：

数据库的基本知识和数据库设计技术

计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧

软件工程的原理和方法

应用领域的知识

二、数据库设计的特点

数据库建设是硬件、软件和干件的结合

三分技术，七分管理，十二分基础数据

技术与管理的界面称之为“干件”

数据库设计应该与应用系统设计相结合

结构（数据）设计：设计数据库框架或数据库结构

行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等

结构和行为分离的设计

传统的软件工程忽视对应用中数据语义的分析和抽象，只要有可能就尽量推迟数据结构设计的决策早期的数据库设计致力于数据模型和建模方法研究，忽视了对行为的设计

如图：

三、数据库设计方法简述

手工试凑法

设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系

缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证

数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现各种问题，增加了维护代价

规范设计法

手工设计方

基本思想

过程迭代和逐步求精

规范设计法(续)

典型方法：

(1)新奥尔良（New Orleans）方法：将数据库设计分为四个阶段

SBYao方法：将数据库设计分为五个步骤

IRPalmer方法：把数据库设计当成一步接一步的过程

(2)计算机辅助设计

ORACLE Designer 2000

SYBASE PowerDesigner

四、数据库设计的基本步骤

数据库设计的过程(六个阶段)

1需求分析阶段

准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）

是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步

2概念结构设计阶段

是整个数据库设计的关键

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DBMS的概念模型

3逻辑结构设计阶段

将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型

对其进行优化

4数据库物理设计阶段

为逻辑数据模型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）

5数据库实施阶段

运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果

建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行

6数据库运行和维护阶段

数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。

在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改

设计特点:

在设计过程中把数据库的设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来将这两个方面的需求分析、抽象、设计、实现在各个阶段同时进行，相互参照，相互补充，以完善两方面的设计

设计过程各个阶段的设计描述：

如图：

五、数据库各级模式的形成过程

1需求分析阶段：综合各个用户的应用需求

2概念设计阶段：形成独立于机器特点，独立于各个DBMS产品的概念模式(E-R图)

3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

4物理设计阶段：根据DBMS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

六、数据库设计技巧

1 设计数据库之前（需求分析阶段）

1) 理解客户需求，询问用户如何看待未来需求变化。让客户解释其需求，而且随着开发的继续，还要经常询问客户保证其需求仍然在开发的目的之中。

2) 了解企业业务可以在以后的开发阶段节约大量的时间。

3) 重视输入输出。

在定义数据库表和字段需求（输入）时，首先应检查现有的或者已经设计出的报表、查询和视图（输出）以决定为了支持这些输出哪些是必要的表和字段。

举例：假如客户需要一个报表按照邮政编码排序、分段和求和，你要保证其中包括了单独的邮政编码字段而不要把邮政编码糅进地址字段里。

4) 创建数据字典和ER 图表

ER 图表和数据字典可以让任何了解数据库的人都明确如何从数据库中获得数据。ER图对表明表之间关系很有用，而数据字典则说明了每个字段的用途以及任何可能存在的别名。对SQL 表达式的文档化来说这是完全必要的。

5) 定义标准的对象命名规范

数据库各种对象的命名必须规范。

2 表和字段的设计（数据库逻辑设计）

表设计原则

1) 标准化和规范化

数据的标准化有助于消除数据库中的数据冗余。标准化有好几种形式，但Third Normal Form（3NF）通常被认为在性能、扩展性和数据完整性方面达到了最好平衡。简单来说，遵守3NF 标准的数据库的表设计原则是：“One Fact in One Place”即某个表只包括其本身基本的属性，当不是它们本身所具有的属性时需进行分解。表之间的关系通过外键相连接。它具有以下特点：有一组表专门存放通过键连接起来的关联数据。

举例：某个存放客户及其有关定单的3NF 数据库就可能有两个表：Customer 和Order。Order 表不包含定单关联客户的任何信息，但表内会存放一个键值，该键指向Customer 表里包含该客户信息的那一行。

事实上，为了效率的缘故，对表不进行标准化有时也是必要的。

2) 数据驱动

采用数据驱动而非硬编码的方式，许多策略变更和维护都会方便得多，大大增强系统的灵活性和扩展性。

举例，假如用户界面要访问外部数据源（文件、XML 文档、其他数据库等），不妨把相应的连接和路径信息存储在用户界面支持表里。还有，如果用户界面执行工作流之类的任务（发送邮件、打印信笺、修改记录状态等），那么产生工作流的数据也可以存放在数据库里。角色权限管理也可以通过数据驱动来完成。事实上，如果过程是数据驱动的，你就可以把相当大的责任推给用户，由用户来维护自己的工作流过程。

3) 考虑各种变化

在设计数据库的时候考虑到哪些数据字段将来可能会发生变更。

举例，姓氏就是如此（注意是西方人的姓氏，比如女性结婚后从夫姓等）。所以，在建立系统存储客户信息时，在单独的一个数据表里存储姓氏字段，而且还附加起始日和终止日等字段，这样就可以跟踪这一数据条目的变化。

字段设计原则

4) 每个表中都应该添加的3 个有用的字段

dRecordCreationDate，在VB 下默认是Now()，而在SQL Server • 下默认为GETDATE()

sRecordCreator，在SQL Server 下默认为NOT NULL DEFAULT • USER

nRecordVersion，记录的版本标记；有助于准确说明记录中出现null 数据或者丢失数据的原因 •

5) 对地址和电话采用多个字段

描述街道地址就短短一行记录是不够的。Address_Line1、Address_Line2 和Address_Line3 可以提供更大的灵活性。还有，电话号码和邮件地址最好拥有自己的数据表，其间具有自身的类型和标记类别。

6) 使用角色实体定义属于某类别的列

在需要对属于特定类别或者具有特定角色的事物做定义时，可以用角色实体来创建特定的时间关联关系，从而可以实现自我文档化。

举例：用PERSON 实体和PERSON_TYPE 实体来描述人员。比方说，当John Smith, Engineer 提升为John Smith, Director 乃至最后爬到John Smith, CIO 的高位，而所有你要做的不过是改变两个表PERSON 和PERSON_TYPE 之间关系的键值，同时增加一个日期/时间字段来知道变化是何时发生的。这样，你的PERSON_TYPE 表就包含了所有PERSON 的可能类型，比如Associate、Engineer、Director、CIO 或者CEO 等。还有个替代办法就是改变PERSON 记录来反映新头衔的变化，不过这样一来在时间上无法跟踪个人所处位置的具体时间。

7) 选择数字类型和文本类型尽量充足

在SQL 中使用smallint 和tinyint 类型要特别小心。比如，假如想看看月销售总额，总额字段类型是smallint，那么，如果总额超过了$32,767 就不能进行计算 *** 作了。

而ID 类型的文本字段，比如客户ID 或定单号等等都应该设置得比一般想象更大。假设客户ID 为10 位数长。那你应该把数据库表字段的长度设为12 或者13 个字符长。但这额外占据的空间却无需将来重构整个数据库就可以实现数据库规模的增长了。

8) 增加删除标记字段

在表中包含一个“删除标记”字段，这样就可以把行标记为删除。在关系数据库里不要单独删除某一行；最好采用清除数据程序而且要仔细维护索引整体性。

3 选择键和索引（数据库逻辑设计）

键选择原则：

1) 键设计4 原则

为关联字段创建外键。 •

所有的键都必须唯一。 •

避免使用复合键。 •

外键总是关联唯一的键字段。 •

2) 使用系统生成的主键

设计数据库的时候采用系统生成的键作为主键，那么实际控制了数据库的索引完整性。这样，数据库和非人工机制就有效地控制了对存储数据中每一行的访问。采用系统生成键作为主键还有一个优点：当拥有一致的键结构时，找到逻辑缺陷很容易。

3) 不要用用户的键(不让主键具有可更新性)

在确定采用什么字段作为表的键的时候，可一定要小心用户将要编辑的字段。通常的情况下不要选择用户可编辑的字段作为键。

4) 可选键有时可做主键

把可选键进一步用做主键，可以拥有建立强大索引的能力。

索引使用原则：

索引是从数据库中获取数据的最高效方式之一。95%的数据库性能问题都可以采用索引技术得到解决。

1) 逻辑主键使用唯一的成组索引，对系统键（作为存储过程）采用唯一的非成组索引，对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大，表如何进行访问，还有这些访问是否主要用作读写。

2) 大多数数据库都索引自动创建的主键字段，但是可别忘了索引外键，它们也是经常使用的键，比如运行查询显示主表和所有关联表的某条记录就用得上。

3) 不要索引memo/note 字段，不要索引大型字段（有很多字符），这样作会让索引占用太多的存储空间。

4) 不要索引常用的小型表

不要为小型数据表设置任何键，假如它们经常有插入和删除 *** 作就更别这样作了。对这些插入和删除 *** 作的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。

4 数据完整性设计（数据库逻辑设计）

1) 完整性实现机制：

实体完整性：主键

参照完整性：

父表中删除数据：级联删除；受限删除；置空值

父表中插入数据：受限插入；递归插入

父表中更新数据：级联更新；受限更新；置空值

DBMS对参照完整性可以有两种方法实现：外键实现机制（约束规则）和触发器实现机制

用户定义完整性：

NOT NULL；CHECK；触发器

2) 用约束而非商务规则强制数据完整性

采用数据库系统实现数据的完整性。这不但包括通过标准化实现的完整性而且还包括数据的功能性。在写数据的时候还可以增加触发器来保证数据的正确性。不要依赖于商务层保证数据完整性；它不能保证表之间（外键）的完整性所以不能强加于其他完整性规则之上。

3) 强制指示完整性

在有害数据进入数据库之前将其剔除。激活数据库系统的指示完整性特性。这样可以保持数据的清洁而能迫使开发人员投入更多的时间处理错误条件。

4) 使用查找控制数据完整性

控制数据完整性的最佳方式就是限制用户的选择。只要有可能都应该提供给用户一个清晰的价值列表供其选择。这样将减少键入代码的错误和误解同时提供数据的一致性。某些公共数据特别适合查找：国家代码、状态代码等。

5) 采用视图

为了在数据库和应用程序代码之间提供另一层抽象，可以为应用程序建立专门的视图而不必非要应用程序直接访问数据表。这样做还等于在处理数据库变更时给你提供了更多的自由。

5 其他设计技巧

1) 避免使用触发器

触发器的功能通常可以用其他方式实现。在调试程序时触发器可能成为干扰。假如你确实需要采用触发器，你最好集中对它文档化。

2) 使用常用英语（或者其他任何语言）而不要使用编码

在创建下拉菜单、列表、报表时最好按照英语名排序。假如需要编码，可以在编码旁附上用户知道的英语。

3) 保存常用信息

让一个表专门存放一般数据库信息非常有用。在这个表里存放数据库当前版本、最近检查/修复（对Access）、关联设计文档的名称、客户等信息。这样可以实现一种简单机制跟踪数据库，当客户抱怨他们的数据库没有达到希望的要求而与你联系时，这样做对非客户机/服务器环境特别有用。

4) 包含版本机制

在数据库中引入版本控制机制来确定使用中的数据库的版本。时间一长，用户的需求总是会改变的。最终可能会要求修改数据库结构。把版本信息直接存放到数据库中更为方便。

5) 编制文档

对所有的快捷方式、命名规范、限制和函数都要编制文档。

采用给表、列、触发器等加注释的数据库工具。对开发、支持和跟踪修改非常有用。

对数据库文档化，或者在数据库自身的内部或者单独建立文档。这样，当过了一年多时间后再回过头来做第2 个版本，犯错的机会将大大减少。

6) 测试、测试、反复测试

建立或者修订数据库之后，必须用用户新输入的数据测试数据字段。最重要的是，让用户进行测试并且同用户一道保证选择的数据类型满足商业要求。测试需要在把新数据库投入实际服务之前完成。

7) 检查设计

在开发期间检查数据库设计的常用技术是通过其所支持的应用程序原型检查数据库。换句话说，针对每一种最终表达数据的原型应用，保证你检查了数据模型并且查看如何取出数据。

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