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第一篇：数据库设计第一部份：数据库设计概述 1、数据库基本原理关键点： l 数据库是什么？数据库是用来存储信息或数据的机制:有动态的和静态的 l 数据库环境 A. 主机环境 B.客户/服务器环境 C.互联网计算环境 l 数据库起源业务建模是对完成日常任务和工作的处理过程的抽象,它是所有数据库的起源. 业务建模包含业务规则、业务处理、数据、需求分析、实体、属性以及二次工程业务规则确定业务模型的结构、需要存储的数据种类以及数据如何修改和访问在开始设计数据库之前，与业务处理的关键人物进行调研是非常重要，尤其是熟悉业务系统需求的最终用户。当都已获得并已经转化业务对象模型，例如实体和属性，业务模型也就完成了。实体是数据的分类，而属性则是实体中特定的数据 l 组成部分数据库模式：逻辑模型、物理模型、应用接口：模式是存在相互关联关系的对象集合表：物理存储的最主要、最基本的单位列：也叫域，是存欲表中的特定种类的信息行：一条数据记录数据类型：字母、数字、时间、日期… l 数据完整性确保数据的准确性：由约束条件来控制主键码：唯一标识表的一行数据记录外键码：确保父子完整性,不能存在“孤儿”记录关系：1：1, 1:N,N:N l 数据库设计的重点 1. 设计方法 2. 把业务模型转化为数据库设计 3. 应用软件的设计 4. 数据库设计包括将业务模型转化为优化的结构化数据库模型，在系统开发的数据库设计阶段，设计人员应考虑创建表的视图、定义约束条件、保障数据完整性以及创建其他对象（如索引） 5. 我们不能期望用户完全理解数据库的结构，因此在完成数据库设计后就应该考虑开始设计客户端应用软件 l 优秀数据库标准 1. 能满足数据存储需求 2. 便于用户访问 3. 安全机制好 4. 数据准确，易于管理 5. 整体性能合理 6. 尽可能少的冗余 2、数据库模型概述 l 平面文件数据库模型:传统的 l 层次数据模型：父子 l 网状数据库模型：父子方面改进点 l 关系数据库模型 l 面向对象数据库模型：通过面向对象编程方法实现数据的定义、存储和访问，最终用户软件也是通过面向对象编程语言来实现。数据库和应用软件之间是通过一个对象数据库管理系统连接 l 对象关系数据库模型：三维结构关系数据库好处： l 性能最稳定 l ISO和ANSI标准 l 有软件商支撑 l 不同的关系数据实现相互交换 l 使用SQL语言，便于定义和查询、操作 l 引用完整性和约束条件保护数据关系数据库特点：关系模型是由IBM的Codd博士提出的，主要目的是在数据库系统中减少冗余和改善数据库完整性关系数据库的对象表、视图、约束、索引、触发器、过程 SQL:关系数据库语言 DDL: 数据定义语言 DML: 数据操作语言 DQL: 数据查询语言 3、数据库设计方案什么是数据库设计： Webster给的定义：准备前期方案和草图，为确定的目标制定计划，细节组合或与组成部件的特性，巧妙地设计或创建，完成预定目标的方法的修改数据库设计的三的基本阶段需求信息的收集：业务如何处理，业务规则和业务处理，当前所使用的数据库信息，与新数据库相关的业务的未来需求数据建模：业务模型转化为数据模型数据库设计和规范化：逻辑模型转化为物理模型的过程如何制定设计方案： u 定义任务描述: 主要面对管理人员,包含：目标是什么？谁使用？类型是什么？如何访问?是否可以建模？是否需要修改？需要几个数据库？ u 定义设计目标 u 制定工作计划 u 软件环境，硬件环境，开发工具，备份计划，数据库开发环境，基本标准和命名规则，办公地点 u 设定工作进程和各阶段成果 u “里程碑”：收集信息，指定计划，定义实体和属性，逻辑设计，物理设计，测试数据库，实现产品 u 设定项目期限 u 分配任务设计成功数据库所具有的特点： n 数据库功能强大 n 能准确的表示业务数据 n 容易使用和维护 n 对最终用户操作的响应时间合理 n 方便结构的改进 n 方便检索和修改 n 很少的维护工作 n 有效的安全机制确保数据安全 n 冗余书局最少 n 方便数据备份和恢复 n 结构最最终用户透明

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数据库设计的基本方法　　　　　　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。　　物理设计阶段的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操作约束，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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数据库系统的产生和发展　　众所周知，数据库系统并不是在计算机产生的同时就出现的，而是随着计算机技术的不断发展，在特定的历史时期、特定的需求环境下出现的。人类在1946年发明了世界上的第一台计算机到20世纪60年代这漫长的20年里，计算机操作系统还主要局限于文件的操作，同样，对数据的管理也主要是通过文件系统来实现。进行计算所需要的各种数据存放在各自的文件里面。当要使用这些数据的时候，将文件打开，读取文件中的数据到内存中。当计算完毕后，将计算结果仍旧写入到文件中去。　　虽然这种在文件中存放数据的方式目前在很多系统中还在使用，但是，这样的数据存放方式在三四十年前的当时，就已经显示出了非常明显的不足。这些不足主要集中在无法对数据进行有效的统一管理。具体表现在这样几个方面：程序员编写应用程序非常不方便。应用程序的设计者需要对程序所使用的文件的逻辑结构和物理结构都了解的非常清楚。而计算机操作系统只提供将文件打开、关闭、保存等非常低级的操作，而对数据的修改、查询操作则需要应用程序来解决，如果程序所需要的数据存放在不同的文件里，而且这些文件的存储格式又迥然不同。这样就给应用程序的开发带来了巨大的麻烦，程序员要为程序中所用到的每一个文件都写好相应的接口，而且不同的文件格式相差很大，这样就大大的增加了编程的工作量，从而使得在文件级别上开发应用程序的效率非常低下，严重影响应用软件的发展。文件结构的每一处修改都将导致应用程序的修改，从而使得应用程序的维护工作量特别大。编过程序的人都有这种体会，就是每当自己开发完毕的程序需要修改的时候，又不得不将源程序重新修改、编译、链接。其麻烦程度可想而知。因为有人戏称编程人员为“老改”人员，个中滋味，外人恐怕很难体会到的。计算机操作系统中的文件系统一般不支持对文件的并发访问。而在现代计算机系统中，为了充分发挥计算机系统的资源使用效率，一般都允许多个程序“同时”运行，即并发性。对数据库系统同样有并发性的要求，现在比较大型的数据库都有非常强的并发访问机制，这样可以充分利用数据库服务器的软、硬件资源，避免浪费。由于基于文件系统的数据管理缺乏整体性、统一性，在数据的结构、编码、表示格式等诸多方面不能做到标准化、规范化，不同的操作系统有风格迥异的表示方式，因此在一定程度上造成了数据管理的混乱。另外，基于文件系统的数据管理在数据的安全性和保密性发面难以采取有效的措施，在一些对安全性要求比较高的场合，这种安全上的缺陷是完全不允许的。　　针对文件系统的这些重要缺点，人们逐步发展了以统一管理数据和共享数据为主要特征的系统，这就是数据库系统。数据库系统就是在这样的背景下发展起来了。1964年，美国通用电气公司开发成功了世界上的第一个数据库系统——IDS(Integrated Data Store)。IDS奠定了网状数据库的基础，并且得到了广泛的发行和应用，成为数据库系统发展史上的一座丰碑。1969年，美国国际商用机器公司（IBM）也推出世界上第一个层次数据库系统IMS（Information Management System），同样在数据库系统发展史上占有重要的地位。　　七十年代初，E.F.Codd在总结前面的层次、网状数据库优缺点的基础上，提出了关系数据模型的概念。他提出了关系代数和关系演算（直到今天，在E.F.Codd的这些基本理论还在左右这数据库系统的发展，也依然是高校计算机专业课堂上所要讲述的重要内容）。在整个七十年代，关系数据库系统无论从理论上还是实践上都去的了丰硕的成果。在理论上，确立了完整的关系模型理论、数据依赖理论和关系数据库的设计理论（在后面将重点讲述这些关系数据库的基本理论）；在实践上，世界上出现了很多著名的关系数据库系统，比较著名的如System R，INGRES，Oracle等。和文件系统相比，数据库系统有一系列的特点，具体表现在以下几个方面：数据库系统向用户提供高级的接口。在文件系统中，用户要访问数据，必须了解文件的存储格式、记录的结构等。而在数据库系统中，这一切都不需要了。数据库系统为用户处理了这些具体的细节，向用户提供非过程化的数据库语言（即通常所说的SQL语言），用户只要提出需要什么数据，而不必关心如何获得这些数据。对数据的管理完全由数据库管理系统（DBMS: Database Management System）来实现。　查询的处理和优化。查询通常指用户向数据库系统提交的一些对数据操作的请求。由于数据库系统向用户提供了非过程化的数据操纵语言，因此对于用户的查询请求就由DBMS来完成，查询的优化处理就成了DBMS的重要任务。　并发控制。前面曾经提到，文件系统一般不支持并发操作，这样大大的限制了系统资源的有效利用。在数据库系统中，情况就不一样了。现代的数据库系统都有很强的并发操作机制，多个用户可以同时访问数据库，甚至可以同时访问同一个表中的不同记录。这样极大的提高了计算机系统资源的使用效率。　数据的完整性约束。凡是数据都要遵守一定的约束，最简单的一个例子就是数据类型，例如定义成整型的数据就不能是浮点数。由于数据库中的数据是持久的和共享的，因此对于使用这些数据的单位来说，数据的正确行显得非常重要。在关系数据库系统中，比较重要的完整性约束有实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义的完整性等，在后面的文章中将有重点讲述。　　进入二十世纪八十年代之后，计算机硬件技术有了飞速的提高。计算机技术的提高促使计算机应用不断深入，产生了许多新的应用领域，例如计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教学、办公自动化、智能信息处理、决策支持等。这些新的领域对数据库系统提出了新的要求。但是由于应用的多元化，不能设计出一个统一的数据模型来表示这些新型的数据及其相互关系，因而出现了百家争鸣的局面，产生了演绎数据库、面向对象数据库、分布式数据库、工程数据库、时态数据库、模糊数据库等新型数据库的研究和应用。　　不过到目前为止，在世界范围内得到主流应用的还是经典的关系数据库系统，比较知名的如Sybase，Oracle，Informix，SQL Server，DB2等。在本系列专题文章中，我们也将根据数据库系统的实际应用情况，重点介绍关系数据库系统。其他的数据库系统，也将作简单的介绍。

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如何得到一个数据库中每个表格的数据数目？作者：参考下列方法可以获得每个表格的数据数目。 USE pubs -- 可改成您的数据库名称 SET NOCOUNT ONDECLARE tables_cursor CURSOR FOR SELECT name FROM sysobjects WHERE type = 'U' OPEN tables_cursor DECLARE @tablename varchar(30), @quote char(1) SELECT @quote = '"' FETCH NEXT FROM tables_cursor INTO @tablename WHILE (@@fetch_status <> -1) BEGIN EXEC ("Select " + @quote+"Rows in " + @tablename + " = "+ @quote + ", count(*) from "+ @tablename) FETCH NEXT FROM tables_cursor INTO @tablename END DEALLOCATE tables_cursor SET NOCOUNT OFF

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数据库设计生命周期主要涉及四个主题： 1、系统开发过程 2、基本设计过程 3、数据库的二次开发 4、数据库的生命周期第一主题：系统开发过程 1、设计数据库遵循的一些原则 a.确定系统需求 b.定义系统目标 c.收集业务需求 d.将业务需求转化为系统需求 e.设计数据库和应用软件接口 f.构造、测试以及实现数据库和应用软件 2.传统的设计方法 a. 需求分析阶段：任何设计方法的第一步，包含业务的数据、处理以及规则，数据库的目标是什么？在开始设计之前，这个问题是必须搞清楚的。同时在设计过程中，它也是值得关注的问题，因为它涉及到是否能满足系统最初的设计目标。需求分析阶段最重要的工作是绘制表示业务模型的实体关系图(ERD)，另一项是业务处理模型(Prooecss model)的定义。还必要考虑系统性能，业务的未来需求是什么？经过一段时间后，数据库是否需要扩展？如果扩展是构成日常运作的所有处理过程，业务方案是否可以支持其他业务？就访问数据库而言，最终用户变更周期是多长？业务需求是不断变化的，因此设计数据库时应充分考虑以后的系统修改。还有多少并发用户等 b. 数据建模阶段：通过可视化的方式表示业务需求信息，把业务模型转化为数据模型，用表和列来表示。 c. 规范化阶段：减少存储的冗余数据改善表和数据之间的一直性。最大的缺点是数据库的性能可能受到影响。数据库的性能同时还受其他因素的影响，但是数据库设计是最重要的 3、 arker方法 a. 制定策略：对业务需求的分析，创造2种类型的图：策略ERD图和业务处理流程图 b. 分析：重点是最终用户的需求和业务需求，而不是系统本身的需求：分析ERD图、功能层次图、数据流程图、需求文档。在分析评估阶段注意：业务需求是否完整？是否定义了所有的规则？ERD图是否完整？是否完整地定义了所有的业务处理？ c. 构建阶段:在数据库的物理环境中创建数据库，注意：表的大小，索引的大小，可供使用的硬件设备，在硬件上分布与数据库相关的文件，使用现有的可供使用的数据库环境 d. 编写文档阶段: e. 转换阶段:对数据库实现转换，将所实现和测试的物理数据库系统实现为最终产品。必须完成产品的测试、数据的载入和转换以及最终用户的使用培训。完整的产品包含完善的后台数据库和前台数据库应用软件 f. 产品实现阶段:将测试环境中的内容到产品环境 4、改进的设计方法

racle designer a. 制定策略 b. 预分析 c. 分析 d. 预设计 e. 设计 f. 构建 g. 测试 h. 实现 i. 维护加个2条预分析和预设计：提高分析阶段的效率第二主题：基本设计过程 1、定义数据 2、创建数据结构 3、定义数据关系 4、定义视图第三主题：数据库的二次开发包含业务处理的二次工程（BPR）:为了改善现有业务处理和数据存储方法，对现在的系统进行改进。当前的业务处理是什么？存在那些缺陷？性能怎样？硬件和软件是否符合要求？数据库需要怎样的修改？是否有新的用户？新的业务流程怎样？第四主题：数据库的生命周期从业务需求信息开始的。开发环境：初始数据库结构可以进行修改，修改后可以测试测试环境：在实现为产品前，系统工作应先被确认，使用DB测试应用软件测试应用软件，寻找其缺陷，准备实现修改产品环境：系统实现可供终端用户使用的新特性考察一个数据库是否可以进行测试的因素： a. 应用软件是否全部实现了所有的处理过程？ b. 数据库系统中是否实现了所有的业务实体？ c. 所有定义的数据元素和处理过程是否支持新记录的添加？ d. 所有定义的数据元素和处理过程是否支持新记录的修改？ e. 所有定义的数据元素和处理过程是否支持新记录的删除？ f. 所有定义的数据元素和处理过程是否支持新记录的查询？ g. 所有表的关联元素是否正确？ h. 是否应用了引用完整性？ i. 是否创建了必须的索引？ j. 是否创建了必须的视图？ k. 数据库是否需要进行规范化处理？ l. 创建新对象时，是否能创建进行错误处理并改正错误？考察一个数据库系统和应用软件是否经过了严格的测试 a. 安排了多长的时间进行系统测试？ b. 何时将系统转化到产品环境？ c. 是否有需要修改的数据关系？ d. 是否遵循了所有业务处理的规则？ e. 数据库应用软件接口性能如何？ f. 系统是否经过了真实数据的测试？ g. 系统是否经过了大量真实数据的测试？ h. 测试是否影响了数据的完整性？ i. 是否测试了所有的系统修改？ j. 通过应用接口对数据进行修改后，是否查询了数据库？ k. 系统的所有需求是否经过了多次检测？评估修改的缺陷是否能修改进行性能 a. 在修改的过程中是否出现错误？ b. 最终用户是否有任何不满？ c. 修改后的系统性能如何？ d. 载入的真实数据是否可以成功的转化为数据库对象？ e. 并发用户的平均数？ f. 数据库功能和性能是否有明显的改善 g. 应用软件功能和性能是否有明显的改善

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