建立数据库的原则（怎样建立一个好的数据库）

数据库设计原则2007-05-26 01:08一个好的数据库产品不等于就有一个好的应用系统，如果不能设计一个合理的数据库模型，不仅会增加客户端和服务器段程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实际运行的性能。一般来讲，在一个MIS系统分析、设计、测试和试运行阶段，因为数据量较小，设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低……

数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。一般按照规范化的设计方法，常将数据库设计分为若干阶段：

系统规划阶段

主要是确定系统的名称、范围；确定系统开发的目标功能和性能；确定系统所需的资源；估计系统开发的成本；确定系统实施计划及进度；分析估算系统可能达到的效益；确定系统设计的原则和技术路线等。对分布式数据库系统，还应分析用户环境及网络条件，以选择和建立系统的网络结构。

需求分析阶段

要在用户调查的基础上，通过分析，逐步明确用户对系统的需求，包括数据需求和围绕这些数据的业务处理需求。通过对组织、部门、企业等进行详细调查，在了解现行系统的概况、确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据及其处理方法。

概念设计阶段

要产生反映企业各组织信息需求的数据库概念结构，即概念模型。概念模型必须具备丰富的语义表达能力、易于交流和理解、易于变动、易于向各种数据模型转换、易于从概念模型导出与DBMS有关的逻辑模型等特点。

逻辑设计阶段

除了要把E－R图的实体和联系类型，转换成选定的DBMS支持的数据类型，还要设计子模式并对模式进行评价，最后为了使模式适应信息的不同表示，需要优化模式。

物理设计阶段

主要任务是对数据库中数据在物理设备上的存放结构和存取方法进行设计。数据库物理结构依赖于给定的计算机系统，而且与具体选用的DBMS密切相关。物理设计常常包括某些 *** 作约束，如响应时间与存储要求等。

系统实施阶段

主要分为建立实际的数据库结构；装入试验数据对应用程序进行测试；装入实际数据建立实际数据库三个步骤。

另外，在数据库的设计过程中还包括一些其他设计，如数据库的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的设计,不过，这些设计总是以牺牲效率为代价的,设计人员的任务就是要在效率和尽可能多的功能之间进行合理的权衡。

一个好的数据库产品不等于就有一个好的应用系统，如果不能设计一个合理的数据库模型，不仅会增加客户端和服务器段程序的编程和维护的难度，而且将会影响系统实际运行的性能。一般来讲，在一个MIS系统分析、设计、测试和试运行阶段，因为数据量较小，设计人员和测试人员往往只注意到功能的实现，而很难注意到性能的薄弱之处，等到系统投入实际运行一段时间后，才发现系统的性能在降低……

数据库设计是建立数据库及其应用系统的核心和基础，它要求对于指定的应用环境，构造出较优的数据库模式，建立起数据库应用系统，并使系统能有效地存储数据，满足用户的各种应用需求。一般按照规范化的设计方法，常将数据库设计分为若干阶段：

系统规划阶段

主要是确定系统的名称、范围；确定系统开发的目标功能和性能；确定系统所需的资源；估计系统开发的成本；确定系统实施计划及进度；分析估算系统可能达到的效益；确定系统设计的原则和技术路线等。对分布式数据库系统，还应分析用户环境及网络条件，以选择和建立系统的网络结构。

需求分析阶段

要在用户调查的基础上，通过分析，逐步明确用户对系统的需求，包括数据需求和围绕这些数据的业务处理需求。通过对组织、部门、企业等进行详细调查，在了解现行系统的概况、确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据及其处理方法。

概念设计阶段

要产生反映企业各组织信息需求的数据库概念结构，即概念模型。概念模型必须具备丰富的语义表达能力、易于交流和理解、易于变动、易于向各种数据模型转换、易于从概念模型导出与DBMS有关的逻辑模型等特点。

逻辑设计阶段

除了要把E－R图的实体和联系类型，转换成选定的DBMS支持的数据类型，还要设计子模式并对模式进行评价，最后为了使模式适应信息的不同表示，需要优化模式。

物理设计阶段

主要任务是对数据库中数据在物理设备上的存放结构和存取方法进行设计。数据库物理结构依赖于给定的计算机系统，而且与具体选用的DBMS密切相关。物理设计常常包括某些 *** 作约束，如响应时间与存储要求等。

系统实施阶段

主要分为建立实际的数据库结构；装入试验数据对应用程序进行测试；装入实际数据建立实际数据库三个步骤。

另外，在数据库的设计过程中还包括一些其他设计，如数据库的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的设计,不过，这些设计总是以牺牲效率为代价的,设计人员的任务就是要在效率和尽可能多的功能之间进行合理的权衡。

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书名：七周七数据库

作者：[美]Eric Redmond

译者：王海鹏

豆瓣评分：69

出版社：人民邮电出版社

出版年份：2013-5-30

页数：256

内容简介：

如今，我们要面对和使用的数据正在变得越来越庞大和复杂。如果说数据是新的石油。那么数据库就是油田、炼油厂、钻井和油泵。作为一名现代的软件开发者，我们需要了解数据管理的新领域，既包括rdbms，也包括nosql。

《七周七数据库》遵循《七周七语言》的写作风格和体例，带领你学习和了解当令最热门的开源数据库。在简单的介绍之后，本书分章介绍了7种数据库。这些数据库分别属于5种不同的数据库风格，但每种数据库都有自己保存数据和看待世界的方式。它们依次是postgresql、riak、apache hbase、mongodb、apache couchdb、neo4j和redis。本书将深入每一种数据库，介绍它们的优势和不足，以及如何选取一种最符合你的应用需求的数据库。

《七周七数据库》适合数据库架构师、数据库管理员，以及想要了解和学习各种nosql数据库技术的程序员阅读。本书将帮助读者了解、选择和应用这些数据库，从而更好地发挥日益增长的大数据的能力。

《七周七数据库》适用于数据库架构师、想要学习nosql数据库技术的程序员、数据库管理员。

摘 要以怀化职业技术学院为对象,结合学习借鉴先进国家院校的数字校园集成的丰富经验,概括了适合本院的“一卡通”数据库的设计。 关键词一卡通;数据库;设计 中图分类号TP3 文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0016-01

1数据库系统架构

“校园一卡通”系统的网络结构分为两层。第一层为以数据库服务器为中心的局域网的分布式结构。第二层为以第一层局域网的网络工作站作为控制主机的485通讯网络结构,该层网络控制各个IC卡收费终端。我们将以SQLSERVER2000为平台建立数据库,有利于保证数据安全,有良好的扩展功能,而且可支持多种应用程序语言如VB、VC和Delphi等高级语言。

11数据库系统设计

数据库是一种存储数据并对数据进行 *** 作的工具。数据库的作用在于组织和表达信息,简而言之,数据库就是信息的集合。计算机的数据库可以分为两类:非关系数据库(flat-file)和关系数据库(relational)。关系数据库中包含了多个数据表的信息,数据库含有各个不同部分的术语,象记录、域等。

12系统功能分析

根据各个功能的子系统模块设置和分析,认为以下的模块设计图(图1)适合我院的基本需求。校园内已经完全具备了基础的计算机硬件条件,许多设备只需做升级或改动就可,随着需求的增加,可以在此基础上扩充接口,十分方便。

13系统功能模块的设计

对各项功能进行集中、分块,按照结构化程序设计的要求,分析得到系统功能模块图(图2)。

14数据库设计

设计数据库系统时应该首先了解用户(师生)各方面的需求,包括现有的以及将来可能增加的需求。作为“校园一卡通”系统会随着硬件安装场所的变动做改动,需要很大的扩展性。用户的需求具体体现在各种信息的提供、保存、更新和查询,这就要求数据库结构能充分满足各种信息的输入输出。收集基本数据、数据结构以及数据处理的流程,组成一份详尽的数据字典。有了数据库结构、数据项和数据流程,我们就可以进行下面的数据库设计。得到数据项和数据结构以后,就可以设计出用户需求的各种实体,以及它们之间的关系,为后面的逻辑结构设计打下基础。实体是通过相互的作用形成数据的流动。现在需要将现行相关的数据库概念结构化转化为SQL Server2000数据库系统所支持的实际数据模型,也就是数据库的逻辑结构。在上面的实体以及实体之间关系的基础上,形成数据库中的表格以及各个表格之间的关系。

经过前面的需求分析和概念结构设计以后,得到数据库的逻辑结构。现在就可以在SQLserver2000数据库系统中实现该逻辑结构这就是利用sqlserver2000数据库系统中的sql查询分析器实现的。

2数据库的配置

“校园一卡通”需要众多的数据,如学生信息数据、教师信息数据、消费数据等等。在此我们是以sqlserver2000作为数据库平台的。

21客户端程序实现

客户端以高级语言开发,运行于局域网中的各个客户机上,提供用户登录、各据的输入与维护、查询打印、提示等功能。客户端软件以相应的数据组件通过TCP/IP协议访问服务器数据。任何用户只要拥有给定的权限都可以通过网络 *** 纵和查询服务器数据。

当SQL语句在查询分析器执行后,将自动产生需要的所有表格。有关数据库结构的所有后台工作已经完成。现在将通过相关的信息管理系统中各功能模块的实现,使用高级语言来编写数据库系统的客户端程序。

22数据库的配置管理

采用流行的SQLServer2000+Windows2003server的数据库服务器配置,系统数据及逻辑驻留在SQLServer数据库中,SQLServer2000以服务器的形式运行于Windows2003server之上,无用户界面,集中存储与管理系统数据。各客户端可使用windowsXP以上系统建立。SQLServer2000具有很好的安全性,可设定访问权限,数据得导入导出极为方便。我们将使用SQL Server2000管理数据库。这里将以一个管理员(DBA)的身份来阐述数据库管理任务。除了检查服务器配置和备份数据库以外,作为DBA,还要执行很多其他任务。必须保证服务器平稳运行和数据库是快而有效的。

SQL Server2000有很好的安全性模型,这使我们能够定义各种安全措施,包括从限制级数据库的访问权限到限制对表中某一列的访问。在SQL Server2000中可以可以限制客户端用户的基本权限,也可以设置系统管理员的最高权限。

在校园一卡通系统中需要对各个用户设置权限。在数据库中定义的每一个用户都属于Public角色。Public角色除了具有允许用户连接数据库的权限外几乎没有其他权限。

在日常的数据库运行中,我们需要按时的尽心数据库的备份,保存数据的安全和完整性,这些工作SQL Server2000都提供了方便。除此以外,可以利用SQL Server2000的许多工具进行管理,十分便利,详细步骤可以参照多种介绍SQL Server2000的书籍资料。

参考文献

[1]王珊,陈红数据库系统原理教程[M]北京:清华大学出版社,2000,7

[2]Rob Hawthorne,袁鹏飞编译SQL SERVER 2000数据库开发从零开始[M]北京:人民邮电出版社2001,6

[3]谭开文,孙京宁对目前中国IC卡行业现状以及发展的几个看法[J]计算机系统应用,2003,4:72-74

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(1)存储记录结构设计综合分析数据存储要求和应用需求，设计存储记录格式

(2)存储空间分配存储空间分配有两个原则：①存取频度高的数据尽量安排在快速、随机设备上，存取频度低的数据则安排在速度较慢的设备上

②相互依赖性强的数据尽量存储在同一台设备上，且尽量安排在邻近的存储空间上

从提高系统性能方面考虑，应将设计好的存储记录作为一个整体合理地分配物理存储区域

尽可能充分利用物理顺序特点，把不同类型的存储记录指派到不同的物理群中

(3)访问方法的设计一个访问方法包括存储结构和检索机构两部分

存储结构限定了访问存储记录时可以使用的访问路径；检索机构定义了每个应用实际使用的访问路径

(4)物理设计的性能评价①查询响应时间从查询开始到有结果显示之间所经历的时间称为查询响应时间

查询响应时间可进一步细分为服务时间、等待时间和延迟时间

在物理设计过程中，要对系统的性能进行评价

性能评价包括时间、空间、效率、开销等各个方面

⊙CPU服务时间和I/O服务时间的长短取决于应用程序设计

⊙CPU队列等待时间和I/O队列等待时间的长短受计算机系统作业的影响

⊙设计者可以有限度地控制分布式数据库系统的通信延迟时间

②存储空间存储空间存放程序和数据

程序包括运行的应用程序、DBMS子程序、OS子程序等

数据包括用户工作区、DBMS工作区、OS工作区、索引缓冲区、数据缓冲区等

存储空间分为主存空间和辅存空间

设计者只能有限度地控制主存空间，例如可指定缓冲区的分配等

但设计者能够有效地控制辅存空间

③开销与效率设计中还要考虑以下各种开销，开销增大，系统效率将下降

⊙事务开销指从事务开始到事务结束所耗用的时间

更新事务要修改索引、重写物理块、进行写校验等 *** 作，增加了额外的开销

更新频度应列为设计的考虑因素

⊙报告生成开销指从数据输入到有结果输出这段时间

报告生成占用CPU及I/O的服务时间较长

设计中要进行筛选，除去不必要的报告生成

⊙对数据库的重组也是一项大的开销

设计中应考虑数据量和处理频度这两个因数，做到避免或尽量减少重组数据库

在物理设计阶段，设计、评价、修改这个过程可能要反复多次，最终得到较为完善的物理数据库结构说明书

建立数据库时，DBA依据物理数据库结构说明书，使用DBMS提供的工具可以进行数据库配置

在数据库运行时，DBA监察数据库的各项性能，根据依据物理数据库结构说明书的准则，及时进行修正和优化 *** 作，保证数据库系统能够保持高效率地运行

6

程序编制及调试在逻辑数据库结构确定以后，应用程序设计的编制就可以和物理设计并行地展开程序模块代码通常先在模拟的环境下通过初步调试，然后再进行联合调试

联合调试的工作主要有以下几点：(1)建立数据库结构根据逻辑设计和物理设计的结果，用DBMS提供的数据语言(DDL)编写出数据库的源模式，经编译得到目标模式，执行目标模式即可建立实际的数据库结构

(2)调试运行数据库结构建立后，装入试验数据，使数据库进入调试运行阶段

运行应用程序，测试(3)装入实际的初始数据在数据库正式投入运行之前，还要做好以下几项工作：(1)制定数据库重新组织的可行方案

(2)制定故障恢复规范(3)制定系统的安全规范7

运行和维护数据库正式投入运行后，运行维护阶段的主要工作是：(1)维护数据库的安全性与完整性

按照制定的安全规范和故障恢复规范，在系统的安全出现问题时，及时调整授权和更改密码

及时发现系统运行时出现的错误，迅速修改，确保系统正常运行

把数据库的备份和转储作为日常的工作，一旦发生故障，立即使用数据库的最新备份予以恢复

(2)监察系统的性能

运用DBMS提供的性能监察与分析工具，不断地监控着系统的运行情况

当数据库的存储空间或响应时间等性能下降时，立即进行分析研究找出原因，并及时采取措施改进

例如，可通修改某些参数、整理碎片、调整存储结构或重新组织数据库等方法，使数据库系统保持高效率地正常运作

(3)扩充系统的功能在维持原有系统功能和性能的基础上，适应环境和需求的变化，采纳用户的合理意见，对原有系统进行扩充，增加新的功能

数据库应用系统的开发是一项软件工程。一般可分为以下几个阶段：1规划2需求分析3概念模型设计4逻辑设计5物理设计6程序编制及调试7运行及维护。这些阶段的划分目前尚无统一的标准，各阶段间相互联接，而且常常需要回溯修正。在数据库应用系统的开发过程中，每个阶段的工作成果就是写出相应的文档。每个阶段都是在上一阶段工作成果的基础上继续进行，整个开发工程是有依据、有组织、有计划、有条不紊地展开工作。1规划规划的主要任务就是作必要性及可行性分析。在收集整理有关资料的基础上，要确定将建立的数据库应用系统与周边的关系，要对应用系统定位，其规模的大小、所处的地位、应起的作用均须作全面的分析和论证。明确应用系统的基本功能，划分数据库支持的范围。分析数据来源、数据采集的方式和范围，研究数据结构的特点，估算数据量的大小，确立数据处理的基本要求和业务的规范标准。规划人力资源调配。对参与研制和以后维护系统运作的管理人员、技术人员的技术业务水平提出要求，对最终用户、 *** 作员的素质作出评估。拟定设备配置方案。论证计算机、网络和其他设备在时间、空间两方面的处理能力，要有足够的内外存容量，系统的响应速度、网络传输和输入输出能力应满足应用需求并留有余量。要选择合适的os,dbms和其它软件。设备配置方案要在使用要求、系统性能、购置成本和维护代价各方面综合权衡。对系统的开发、运行、维护的成本作出估算。预测系统效益的期望值。拟定开发进度计划，还要对现行工作模式如何向新系统过渡作出具体安排。规划阶段的工作成果是写出详尽的可行性分析报告和数据库应用系统规划书。内容应包括：系统的定位及其功能、数据资源及数据处理能力、人力资源调配、设备配置方案、开发成本估算、开发进度计划等。可行性分析报告和数据库应用系统规划书经审定立项后，成为后续开发工作的总纲。数据库应用系统的开发是一项软件工程,本文介绍了数据库应用系统的开发步骤2需求分析需求分析大致可分成三步来完成。(1)需求信息的收集,需求信息的收集一般以机构设置和业务活动为主干线，从高层中层到低层逐步展开(2)需求信息的分析整理,对收集到的信息要做分析整理工作。数据流图(dfd,dataflowdiagram)是业务流程及业务中数据联系的形式描述。图41是一个简单的dfd示例。数据字典(dd,datadictionary)详细描述系统中的全部数据。数据字典包含以下几个部分。·数据项：是数据的原子单位。·数据组项：由若干数据项组成。·数据流：表示某一数据加工过程的输入/输出数据。·数据存储：是处理过程中要存取的数据。·数据加工过程数据加工过程的描述包括：数据加工过程名、说明、输入、输出、加工处理工作摘要、加工处理频度、加工处理的数据量、响应时间要求等。数据流图既是需求分析的工具，也是需求分析的成果之一。数据字典是进行数据收集和数据分析的主要成果。(3)需求信息的评审开发过程中的每一个阶段都要经过评审，确认任务是否全部完成，避免或纠正工作中出现的错误和疏漏。聘请项目外的专家参与评审，可保证评审的质量和客观性。评审可能导致开发过程回溯，甚至会反复多次。但是，一定要使全部的预期目标都达到才能让需求分析阶段的工作暂告一个段落需求分析阶段的工作成果是写出一份既切合实际又具有预见的需求说明书，并且附以一整套详尽的数据流图和数据字典。3概念模型设计概念模型不依赖于具体的计算机系统，他是纯粹反映信息需求的概念结构。建模是在需求分析结果的基础上展开，常常要对数据进行抽象处理。常用的数据抽象方法是‘聚集’和‘概括’。er方法是设计概念模型时常用的方法。用设计好的er图再附以相应的说明书可作为阶段成果概念模型设计可分三步完成。(1)设计局部概念模型①确定局部概念模型的范围②定义实体③定义联系④确定属性⑤逐一画出所有的局部er图，并附以相应的说明文件数据库应用系统的开发是一项软件工程,本文介绍了数据库应用系统的开发步骤(2)设计全局概念模型建立全局er图的步骤如下：①确定公共实体类型②合并局部er图③消除不一致因素④优化全局er图⑤画出全局er图，并附以相应的说明文件。(3)概念模型的评审概念模型的评审分两部分进行第一部分是用户评审。第二部分是开发人员评审。4逻辑设计逻辑设计阶段的主要目标是把概念模型转换为具体计算机上dbms所支持的结构数据模型。逻辑设计的输入要素包括：概念模式、用户需求、约束条件、选用的dbms的特性。逻辑设计的输出信息包括：dbms可处理的模式和子模式、应用程序设计指南、物理设计指南。(1)设计模式与子模式关系数据库的模式设计可分四步完成。①建立初始关系模式②规范化处理③模式评价④修正模式经过多次的模式评价和模式修正，确定最终的模式和子模式。写出逻辑数据库结构说明书。数据库应用系统的开发是一项软件工程,本文介绍了数据库应用系统的开发步骤(2)编写应用程序设计指南根据设计好的模式和应用需求，规划应用程序的架构，设计应用程序的草图，指定每个应用程序的数据存取功能和数据处理功能梗概，提供程序上的逻辑接口。编写出应用程序设计指南。(3)编写物理设计指南。根据设计好的模式和应用需求，整理出物理设计阶段所需的一些重要数据和文档。例如，数据库的数据容量、各个关系(文件)的数据容量、应用处理频率、 *** 作顺序、响应速度、各个应用的lra和tv、程序访问路径建议，等等。这些数据和要求将直接用于物理数据库的设计。编写出物理设计指南。5物理设计物理设计是对给定的逻辑数据模型配置一个最适合应用环境的物理结构。物理设计的输入要素包括：模式和子模式、物理设计指南、硬件特性、os和dbms的约束、运行要求等。物理设计的输出信息主要是物理数据库结构说明书。其内容包括物理数据库结构、存储记录格式、存储记录位置分配及访问方法等。物理设计的步骤如下：(1)存储记录结构设计综合分析数据存储要求和应用需求，设计存储记录格式。(2)存储空间分配存储空间分配有两个原则：①存取频度高的数据尽量安排在快速、随机设备上，存取频度低的数据则安排在速度较慢的设备上。②相互依赖性强的数据尽量存储在同一台设备上，且尽量安排在邻近的存储空间上。从提高系统性能方面考虑，应将设计好的存储记录作为一个整体合理地分配物理存储区域。尽可能充分利用物理顺序特点，把不同类型的存储记录指派到不同的物理群中。(3)访问方法的设计一个访问方法包括存储结构和检索机构两部分。存储结构限定了访问存储记录时可以使用的访问路径;检索机构定义了每个应用实际使用的访问路径。数据库应用系统的开发是一项软件工程,本文介绍了数据库应用系统的开发步骤(4)物理设计的性能评价①查询响应时间从查询开始到有结果显示之间所经历的时间称为查询响应时间。查询响应时间可进一步细分为服务时间、等待时间和延迟时间。在物理设计过程中，要对系统的性能进行评价。性能评价包括时间、空间、效率、开销等各个方面。⊙cpu服务时间和i/o服务时间的长短取决于应用程序设计。⊙cpu队列等待时间和i/o队列等待时间的长短受计算机系统作业的影响。⊙设计者可以有限度地控制分布式数据库系统的通信延迟时间。②存储空间存储空间存放程序和数据。程序包括运行的应用程序、dbms子程序、os子程序等。数据包括用户工作区、dbms工作区、os工作区、索引缓冲区、数据缓冲区等。存储空间分为主存空间和辅存空间。设计者只能有限度地控制主存空间，例如可指定缓冲区的分配等。但设计者能够有效地控制辅存空间。③开销与效率设计中还要考虑以下各种开销，开销增大，系统效率将下降。⊙事务开销指从事务开始到事务结束所耗用的时间。更新事务要修改索引、重写物理块、进行写校验等 *** 作，增加了额外的开销。更新频度应列为设计的考虑因素。⊙报告生成开销指从数据输入到有结果输出这段时间。报告生成占用cpu及i/o的服务时间较长。设计中要进行筛选，除去不必要的报告生成。⊙对数据库的重组也是一项大的开销。设计中应考虑数据量和处理频度这两个因数，做到避免或尽量减少重组数据库。在物理设计阶段，设计、评价、修改这个过程可能要反复多次，最终得到较为完善的物理数据库结构说明书。建立数据库时，dba依据物理数据库结构说明书，使用dbms提供的工具可以进行数据库配置。在数据库运行时，dba监察数据库的各项性能，根据依据物理数据库结构说明书的准则，及时进行修正和优化 *** 作，保证数据库系统能够保持高效率地运行。6程序编制及调试在逻辑数据库结构确定以后，应用程序设计的编制就可以和物理设计并行地展开程序模块代码通常先在模拟的环境下通过初步调试，然后再进行联合调试。联合调试的工作主要有以下几点：数据库应用系统的开发是一项软件工程,本文介绍了数据库应用系统的开发步骤(1)建立数据库结构根据逻辑设计和物理设计的结果，用dbms提供的数据语言(ddl)编写出数据库的源模式，经编译得到目标模式，执行目标模式即可建立实际的数据库结构。(2)调试运行数据库结构建立后，装入试验数据，使数据库进入调试运行阶段。运行应用程序，测试(3)装入实际的初始数据在数据库正式投入运行之前，还要做好以下几项工作：(1)制定数据库重新组织的可行方案。(2)制定故障恢复规范(3)制定系统的安全规范7运行和维护数据库正式投入运行后，运行维护阶段的主要工作是：(1)维护数据库的安全性与完整性。按照制定的安全规范和故障恢复规范，在系统的安全出现问题时，及时调整授权和更改密码。及时发现系统运行时出现的错误，迅速修改，确保系统正常运行。把数据库的备份和转储作为日常的工作，一旦发生故障，立即使用数据库的最新备份予以恢复。(2)监察系统的性能。运用dbms提供的性能监察与分析工具，不断地监控着系统的运行情况。当数据库的存储空间或响应时间等性能下降时，立即进行分析研究找出原因，并及时采取措施改进。例如，可通修改某些参数、整理碎片、调整存储结构或重新组织数据库等方法，使数据库系统保持高效率地正常运作。(3)扩充系统的功能在维持原有系统功能和性能的基础上，适应环境和需求的变化，采纳用户的合理意见，对原有系统进行扩充，增加新的功能。

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。

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