数据库设计的步骤有哪些

数据库的设计过程大致可分为以下六个阶段：

1 需求分析阶段

需求收集和分析，结果得到数据字典描述的数据需求（和数据流图描述的处理需求）。

2 概念结构设计阶段

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，可以用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（例如关系模型），并对其进行优化。

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（例如SQL）及其宿主语言（例如C），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。

1、需求分析：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：对用户需求综合、归纳与抽象，形成概念模型，用ER图表示；

3、逻辑结构设计：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：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：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：对数据库系统进行评价、调整与修改。

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。

大致的讲主要是根据用户的需求，然后设计数据库的E-R模型，然后将E-R模型图转换为各种表，并对其进行数据库设计范式（范式因不同书籍有不同）的审核，然后进行数据库的实施，然后运行维护。

一句话来讲就是将用户的需求变成带有各种关系的表，以及其它的数据库结构，然后供编程使用

具体如下：

按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段

（1）需求分析。

（2）概念设计。

（3）逻辑设计。

（4）物理设计。

（5）数据库实施。

（6）数据库运行和维护。

5．1．1 需求分析阶段

进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗时的一步。作为“地基”的需求分析是否做得充分与准确，决定了在其上构建“数据库大厦”的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设计，因此，务必引起高度重视。

5．1．2 概念模型设计阶段

在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为“组织模式”。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转换。这样做有以下好处：

（1）数据库设计各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度得到降低，便于组织管理。

（2）概念模式不受特定DBMS的限制，也独立于存储安排，因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。

（3）概念模式不含具体的DBMS所附加的技术细节，更容易为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求。

概念模型设计是整个数据库设计的关键，它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。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段即将所设计的对象抽象出E-R模型；如采用用户视图法，则应设计出不同的用户视图。

5．1．3 逻辑模型设计阶段

逻辑模型设计阶段的任务是将概念模型设计阶段得到的基本E-R图，转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段就是将所设计的E-R模型转换为某个DBMS所支持的数据模型；如采用用户视图法，则应进行表的规范化，列出所有的关键字以及用数据结构图描述表集合中的约束与联系，汇总各用户视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库系统。

5．1．4 数据库物理设计阶段

数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。显然，数据库的物理设计完全依赖于给定的硬件环境和数据库产品。在关系模型系统中，物理设计比较简单一些，因为文件形式是单记录类型文件，仅包含索引机制、空间大小、块的大小等内容。

物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：

（1）存储记录结构设计：包括记录的组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。

（2） 确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇（cluster）”技术能满足这个要求。

（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。

（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。

（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。

数据库物理设计是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。

5．1．5 数据库实施阶段

根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实施阶段。实施阶段主要有三项工作。

（1）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的程序即“源模式”，经DBMS编译成目标模式并执行后，便建立了实际的数据库结构。

（2）装入试验数据对应用程序进行调试。试验数据可以是实际数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据尽可能覆盖现实世界的各种情况。

（3）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的物理模型设计甚至逻辑模型设计。

5．1．6 数据库运行和维护阶段

数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：

（1）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生故障后及时恢复。

（2）监测并改善数据库运行性能：对数据库的存储空间状况及响应时间进行分析评价，结合用户反应确定改进措施。

（3）根据用户要求对数据库现有功能进行扩充。

（4）及时改正运行中发现的系统错误。

任何一个经济组织或社会组织在发展过程中都会产生大量的数据，并且还会关注许多与之相关的数据，它们需要对这些数据进行存储、并按照一些特定的规则对这些数据进行分析、整理，从而保证自己的工作有序进行、提高效率、提高竞争力。所谓数据库应用系统，就是为支持一个特定目标，把一个个人、一个组织、一个地方的与该目标相关的数据以某种数据模型进行存储，并围绕这一目标开发的应用程序。通常把这些数据、数据模型以及应用程序的整体称为一个数据库应用系统。

数据库应用系统的开发过程一般包括需求分析、系统初步设计、系统详细设计、编码、调试、系统切换等几个阶段，每阶段应提交相应的文档资料，包括《需求分析报告》、《系统初步设计报告》、《系统详细设计报告》、《系统测试大纲》、《系统测试报告》以及《 *** 作使用说明书》等。但根据应用系统的规模和复杂程度不同，在实际开发过程中往往有一些相应的灵活处理，有时候把两个甚至三个过程合并进行，不一定完全刻板地遵守上述的过程，产生这样多的文档资料，但是不管所开发的应用系统的复杂程度如何，这个过程中的需求分析、系统设计、编码一调试一修改是不可缺少的。

1．需求分析

这一阶段的基本任务简单说来有两个，一是摸清现状，二是理清将要开发的目标系统应该具有哪些功能。具体说来，摸清现状就要做深入细致的调查研究、摸清人们现在完成任务所依据的数据(使用了什么台账、报表、凭证)及其联系、使用什么规则(上级有什么法律和政策规定、本单位或地方有哪些规定、以及有哪些得到公认的规则等)、对这些数据进行什么样的加工、加工结果以什么形式(报表、工作任务单、台账、图表等)表现；理清目标系统的功能就是要明确说明系统将要实现的功能，也就是明确说明目标系统将能够对人们提供哪些支持。需求分析完成后，应撰写《需求分析报告》并请项目委托单位签字认可，以作为下阶段开发方和委托方共同合作的依据。

2．系统设计

在明确了现状与目标后，还不能马上就进入程序设计(编码)阶段，而先要对系统的一些问题进行规划和设计，这些问题包括：设计工具和系统支撑环境的选择(选择哪种数据库、哪几种开发工具、支撑目标系统运行的软硬件及网络环境等)、怎样组织数据(也就是数据库的设计，即设计表的结构、字段约束关系、字段问的约束关系、表间约束关系、表的索引等)、系统界面的设计(菜单、表单等)、系统功能模块的设计；对一些较为复杂的功能，还应该进行算法设计。这一部分工作完成后，要撰写《系统设计报告》，在《系统设计报告》中，要以表格的形式详细列出目标系统的数据模型，并列出系统功能模块图、系统主要界面图，以及相应的算法说明。《系统设计报告》既作为系统开发人员的工作指导，也是为了使项目委托方在系统尚未开发出来时即能认识目标系统，从而及早的发现问题，减少或防止项目委托方与项目开发方因对问题认识上的差别而导致的返工。同样，《系统设计报告》也需得到项目委托方的签字认可。

3．系统实现(编码、调试)

这一阶段的工作任务比较明确，就是依据前两个阶段的工作，具体建立数据库和表，定义各种约束，并录入部分数据；具体设计系统菜单、系统表单、定义表单上的各种控制对象、编写对象对不同事件的响应代码、编写报表和查询等。

4．测试

测试阶段的任务就是验证系统设计中所设置的功能能否稳定准确地运行、这些功能是否全面地覆盖并正确地完成了委托方的需求，从而确认系统是否可以交付运行。测试工作一般由项目委托方或由项目委托方指定第三方进行。在系统实现阶段，一般说来设计人员会进行一些测试工作，但这是由设计人员自己进行的局部的验证工作，重点是检测程序有无逻辑错误，与前面所讲的系统测试在测试目的、方法及全面性等方面还是有很大的差别的。

为使测试阶段顺利进行，测试前应编写一份《测试大纲》，详细描述每一个测试模块的测试目的、测试用例、测试环境、步骤、测试后所应该出现的结果。对一个模块可安排多个测试用例，以能较全面完整地反映系统的实际运行情况。测试过程中应进行详细记录，i贝0试完成后要撰写《系统测试报告》，对应用系统的功能完整性、稳定性、正确性以及使用是否方便等方面给出评价。

5．系统交付

这一阶段的工作主要有两个方面，一是全部文档的整理交付，二是对所完成的软件(数据、程序等)打包并形成发行版本，使用户在满足系统所要求的支撑环境的任一台计算机上按照安装说明就可以安装运行。

本章以一个公司的工资管理系统为例，来说明一个数据库应用系统的基本开发过程。系统设计要求是：

(1)能适应公司不同的员工工资计算与考核方法。

(2)能自动生成并打印员工个人工资单和公司工资发放汇总表。

(3)工资数据要求保存5年时间，并随时能够查询5年内的工资历史数据。

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