数据库设计案例(数据库设计的主要步骤)

数据库设计案例

依照标准规划的办法，考虑数据库及其使用体系开发全进程，将数据库规划分为以下6个阶段
1.需求剖析
2.概念结构规划
3.逻辑结构规划
4.物理结构规划
5.数据库施行
6.数据库的运转和保护
在数据库规划进程中，需求剖析和概念规划可以独立于任何数据库管理体系进行，逻辑规划和物理规划与选用的DAMS密切相关。
1.需求剖析阶段（常用自顶向下）
进行数据库规划首要必须准确了解和剖析用户需求（包含数据与处理）。需求剖析是整个规划进程的基础，也是最困难，最耗时的一步。需求剖析是否做得充沛和准确，决议了在其上构建数据库大厦的速度与质量。需求剖析做的欠好，会导致整个数据库规划返工重做。
需求剖析的使命，是通过详细调查实际国际要处理的目标，充沛了解原体系工作概略，明确用户的各种需求，然后在此基础上确定新的体系功用，新体系还得充沛考虑往后可能的扩大与改变，不仅仅可以按当前使用需求来规划。
调查的重点是，数据与处理。达到信息要求，处理要求，安全性和完好性要求。
剖析办法常用SA(StructuredAnalysis)结构化剖析办法，SA办法从最上层的体系安排结构下手，采用自顶向下，逐层分解的办法剖析体系。
数据流图表达了数据和处理进程的联系，在SA办法中，处理进程的处理逻辑常常凭借断定表或断定树来描绘。在处理功用逐渐分解的搭档，体系中的数据也逐级分解，形成若干层次的数据流图。体系中的数据则凭借数据字典（datadictionary，DD）来描绘。数据字典是体系中各类数据描绘的调集，数据字典通常包含数据项，数据结构，数据流，数据存储，和处理进程5个阶段。
2.概念结构规划阶段（常用自底向上）
概念结构规划是整个数据库规划的关键，它通过对用户需求进行综合，归纳与抽象，形成了一个独立于详细DBMS的概念模型。
规划概念结构通常有四类办法：
自顶向下。即首要界说大局概念结构的结构，再逐渐细化。
自底向上。即首要界说各部分使用的概念结构，然后再将他们集成起来，得到大局概念结构。
逐渐扩张。首要界说最重要的核心概念结构，然后向外扩张，以滚雪球的办法逐渐生成其他的概念结构，直至整体概念结构。
混合策略。即自顶向下和自底向上相结合。
3.逻辑结构规划阶段（E-R图）
逻辑结构规划是将概念结构转换为某个DBMS所支撑的数据模型，并将进行优化。
在这阶段，E-R图显得异常重要。我们要学会各个实体界说的特点来画出整体的E-R图。
各分E-R图之间的抵触主要有三类：特点抵触，命名抵触，和结构抵触。
E-R图向联系模型的转换，要处理的问题是怎么将实体性和实体间的联系转换为联系形式，怎么确定这些联系形式的特点和码。
4.物理规划阶段
物理规划是为逻辑数据结构模型选取一个最适合使用环境的物理结构（包含存储结构和存取办法）。
首要要对运转的事务详细剖析，取得选择物理数据库规划所需要的参数，其次，要充沛了解所用的RDBMS的内部特征，特别是体系供给的存取办法和存储结构。
常用的存取办法有三类：1.索引办法，目前主要是B树索引办法。2.聚簇办法（Clustering）办法。3.是HASH办法。
5.数据库施行阶段
数据库施行阶段，规划人员运营DBMS供给的数据库言语（如sql）及其宿主言语，依据逻辑规划和物理规划的成果建立数据库，编制和调试使用程序，安排数据入库，并进行试运转。
6.数据库运转和保护阶段
数据库使用体系经过试运转后，即可投入正式运转，在数据库体系运转进程中必须不断地对其进行点评，调整，修改。

数据库设计的主要步骤

一、数据库规划的一般流程
1.概述
包括课程规划选题、项目背景、课程规划陈述编写目的、课程规划陈述的组织等内容。
2.课程规划任务的需求剖析
2.1规划任务
2.2规划要求
2.3需求描绘的标准文档
3.概念结构规划
3.1概念结构规划东西（E-R模型）
3.2XXX子体系（部分）
3.2.1子体系描绘
3.2.2分E-R图
3.2.3阐明
3.3YYY子体系
3.3.1子体系描绘
3.3.2分E-R图
3.3.3阐明
……
3.X总体E-R图
3.X.1E-R图的集成
3.X.2总体E-R图
4.逻辑结构规划
4.1联络数据形式
4.2视图的规划
4.3优化
5.数据库物理规划与施行
5.1数据库应用的硬件、软件环境介绍
5.2物理结构规划
5.3索引的规划
5.4树立数据库
5.5加载数据库测试数据
6.数据操作要求及完结
6.1数据查询操作
6.2数据更新操作
6.3数据保护操作
6.4其他
7.数据库应用体系的完结
8.规划心得体会
9.参考文献
二、例子：学生选课处理体系
在高校教育处理体系中，学生选课处理是很重要的功能模块。
需求剖析：
该体系应该能处理学校的教师信息、学生信息、专业信息、学校开设的所有课程信息、学生选修课程的信息等。选课体系首要满足三类用户的要求，这三类用户别离是教务处的体系处理员、教师和学生。他们所具有的操作权限以及操作内容是不同的。具体的需求剖析如下：
体系处理员
保护学生的个人根本信息，完结对学生个人信息的增、删、改等。
学生信息包括…
保护教师的个人根本信息，完结对教师个人信息的增、删、改等。
教师信息包括…
保护课程的个人根本信息，完结对课程个人信息的增、删、改等。
课程信息包括…
学生用户
查询和修正个人信息。
进行选课操作
学生能够检查自己所选课程信息及以前所选课程的成果信息。
教师用户
查询和修正个人信息
课程结束后，挂号成果
教师可检查自己的教育组织。
数据库概念结构规划：
概念结构规划的常用东西是ER图。分下面几步完结。
数据笼统（笼统出实体）。画出各实体特点图。
规划分ER图。找出实体及其联络，并画出分ER图。
兼并分ER图，生成初步ER图。
大局ER图。将各个实体的特点参与初步ER图，消除各部分可能存在的抵触（包括特点抵触、命名抵触和结构抵触），构成大局ER图。
数据库逻辑结构规划：
首要，将概念模型ER图中实体和联络转换为数据模型，在RDBMS中，便是转换为联络形式，并确认联络形式的特点和主码。
ER图向联络数据模型转换的根本规矩如下：
一个实体转换为一个联络形式，实体的特点便是联络的特点，实体的键便是联络的键。
若实体间的联络是1:1的，则联络不独自转换为联络形式，需在两个实体对应的联络形式中的恣意一个中参与另一个联络形式的键和联络的特点。
若实体间的联络是1:n的，则联络不独自转换为联络形式，需在n端实体对应的联络形式中参与1端实体对应的联络形式的键和联络的特点。
若实体间的联络是m:n的，则将联络也转换成联络形式，其特点为两端实体类型的码加上和联络的特点，而联络的键为两端实体码的组合。
其次，对具有相同主码的联络形式进行必要的兼并。
联络优化
以标准化理论为指导，对联络数据模型进行优化。标准化到第三范式。
数据库物理规划与施行：
首要包括以下作业：
创立数据库
创立根本表，设置束缚条件，处理根本表。
创立和处理索引。（DBMS会为主键主动树立索引。树立索引来进步查询效率。）
创立和处理视图。
向数据库中输入数据。
用SQL语句完结对数据查询、修正、删去等操作。（能够先考虑需求怎么操作数据库，后边再完结）
编写存储过程、触发器等，并调试经过。（比方创立一个触发器当学生表中某学号的学生被删去时，主动将选课表中的该选课记载删去）
数据库运转保护：
首要包括以下内容
数据库的备份与康复
数据库的安全性与完整性控制
数据库的性能监督、剖析和改善
拜访数据库，能够经过以下语句操作数据。
对学生表的性别、年龄字段添加束缚。
添加一个特点列“入学时刻”。
修正“专业”的数据类型。
添加课程名必须取唯一值的束缚。
在选课表的列“学号”、“课程号”上树立索引。
在选课表的“工号”、“课程号”上树立索引。
假设学生选课体系中有4个院系，为便利各个院系的教育处理人员检查本院系学生信息，每个院系别离树立一个学生视图。
树立一个反映学生选课状况的视图。
学生经过学号或名字查询自己的选课信息。
学生经过学号或名字查询自己的根本信息。
列出某个教师所授某门课程的成果单，并按成果升或降序显现。
列出某个教师所教授的所有课程信息。
查询某个学生已经取得的学分信息。
计算某个教师某门课的平均分、最高分、最低分。
添加一门新的课程。
修正某门课的学分。
创立删去触发器，当学生表中的某“学号”的学生被删去时，主动将选课表中的该学生的选课记载删去，即为学生表树立删去触发器，完结学生表和选课表的级联删去。
创立删去触发器，当课程表中的某“课程编号”的课程被删去时，主动将选课表中的选修该课程的记载都删去，即为课程表树立删去触发器，完结学生表和选课表的级联删去。
创立刺进触发器，当往选课表中刺进记载时，查询学生表中是否有该学号的学生，课程表中是否有该课程编号的课程，假如都有则能够刺进，不然回绝刺进。
备份“学生选课体系”数据库到本地磁盘E盘下的BACKUPDB文件夹下面。
sp_addumpdevice‘disk’,’学生选课体系_bak’,’E:\BACKUPDB\学生选课体系_bak’
BACKUPDATABASE学生选课体系TODISK=’学生选课体系_bak’
图书借阅处理体系
需求剖析：
体系应完结以下功能：图书处理员能够保护图书信息，包括添加新书、修正图书信息、处理图书借阅挂号、偿还挂号、过期图书处理、丢失图书处理以及读者借阅证件信息的保护等。而读者能够完结借书、还书、查询图书信息、借书信息等。具体要求如下：
图书信息处理：录入各图书信息、保护图书信息等。
读者信息处理：保护读者信息并依据实际状况需求修正、更新、删去读者
借阅处理：包括借书、还书、过期图书偿还处理等。
图书借阅处理体系首要有2种用户。
处理员：保护图书根本数据，包括图书种类、更新图书信息，进行读者的图书借阅和偿还处理等。
读者用户：能够查询图书信息、借阅图书。
语义：图书馆的图书状况和处理规则，每种类型图书有很多不同的图书，相同的书能够习多本；每本图书能够被多次借阅，每位读者能够借阅多本图书。每本图书的借阅期限是一个月。
数据库概念结构规划：
分3步完结：1）笼统出实体2）笼统出联络实际）确认实体的特点和键
图书类型，包括：图书分类号、图书分类称号、描绘信息。
图书，包括：图书编号、图书称号、作者、出版社、价格。
读者，包括：证件号、名字、性别、所在系、班级、证件状况（包括有用和失效）、联络方式等。
读者与图书之间是m:n，图书类型与图书之间是1:n，读者与图书类型之间无联络。
数据库逻辑结构规划：
将E-R图转换成联络模型。
对联络模型进行优化
标准化到第三范式
数据库物理规划与施行：
首要包括以下作业：
创立数据库
创立根本表，设置束缚条件，处理根本表。
创立和处理索引。（DBMS会为主键主动树立索引。树立索引来进步查询效率。）
创立和处理视图。
向数据库中输入数据。
用SQL语句完结对数据查询、修正、删去等操作。（能够先考虑需求怎么操作数据库，后边再完结）
编写存储过程、触发器等，并调试经过。
操作数据库中的数据
为了便利处理员分类处理，现在需求为多种图书类类型的图书树立视图。
树立读者借阅状况表。
为借阅表中的证件号和借阅日期树立组合次索引。
为图书表中的图书分类号、书名、出版社字段别离树立索引。
为借阅表树立一个刺进触发器，以确保向借阅表刺进的“证件号”在读者表中存在，假如不存在，就不会向借阅表中刺进借阅信息记载。
在借阅表树立一个更新触发器，监视借阅表的“借阅日期”列，使其不能手工修正。
在读者表树立删去触发器，完结读者表和借阅表的级联删去。
运动会处理体系
需求剖析：
引入计算机处理运动会，运动员能够在运动会处理体系中查询自己的比赛项目及比赛结果，裁判员或作业人员能够经过体系记载运动员各个比赛项目的成果、进行成果计算等。运动会处理体系保存运动员、比赛项目以及不同类型比赛的参赛数据。
运动会处理体系首要处理目标有代表队、运动员、比赛项目等。
本体系中，根本规则如下：一个代表队包括多个运动员，一个运动员只能归于一个代表队；一个运动员能够参与多个比赛项目，一个比赛项目能够被多个运动员参与；假设各个比赛项目结束后，按照成果由高到低排出名次，并对前3名的运动员给予相应的积分，如第1、2、3名别离积分为3、2、1分，而取得其他名次的运动员积分为零分，将代表队中所有成员的积分累加，得到各代表队总积分，将总积分由高到低排序，得到各个代表队的排名状况。
为简化体系需求，本运动会处理体系只考虑田径运动会的处理，仅考虑代表队、、比赛项目的联络，不考虑裁判评分、比赛时刻、地址比及的组织。
数据库概念结构规划：
代表队：代表队员、队称号、领队、总积分、总名次
运动员：运动员号，名字、性别、年龄
比赛项目：项目号、项目类别、项目称号、成果单位。
数据库逻辑结构规划：
4张表，
比赛详情，包括成果、积分、名次