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软考高级系统架构师-数据库设计方法及基本步骤

数据库设想的过程是数据库系统和现实世界亲近地、无机地、协调分歧地连系起来的过程。数据库的设想质量与设想者的学问、经验和程度亲近相关。作为数据库系统的主要构成部门,数据库设想的成败往往间接关系到整个使用的成败。以数据库为根本的数据库使用系统与其他计较机使用系统比拟往往具无数据量复杂、数据关系复杂、数据保留时间长、用户要求多样化等特点。

同时具备数据库学问与使用营业学问的人太少。懂得计较机与数据库的人一般都缺乏使用营业学问和现实经验,而熟悉使用营业的人又往往不懂计较机和数据库的学问;项目初期往往不克不及确定使用系统的数据库系统的方针;缺乏完美的设想东西和设想方式;需求的不确定性。用户总会在系统的开辟过程中不竭提出新的要求,以至在数据库成立之后还会要求点窜数据库布局或者添加新的使用;使用营业系统的千差万别,很难找到一种合适所有营业的东西和方式,这就添加了研究数据库主动生成东西的难度。

目前已有的数据库设想方式可分为四类!直观设想法、主动化设想法、规范化设想法和计较机辅助设想法。直观设想法又称单步逻辑设想法,它依赖于设想者的学问、经验和技巧,缺乏工程规范的支撑和科学根据,设想的质量也不不变,因而越来越不顺应消息办理系统成长的需要。为了改变这种情况,由来自30多个欧美国度的次要数据库专家在美国特地会商了数据库设想问题,1978年10月提出了数据库设想规范,把数据库设想分为需求阐发、概念布局设想、逻辑布局设想和物理布局设想4个阶段。目前,常用的规范设想方式大多发源于美国新奥尔良方式,如基于3NF的设想方式、LRA方式、面向对象的数据设想方式及基于视图概念的数据库谁方式等。

基于3NF的数据库设想方式是由S。Atre提出的数据库设想的布局化设想方,其根基思惟是在需求阐发的根本上,识别并确认数据库模式中的全数属性和属性间的依赖,将它们组织成一个单一的关系模子,然后再阐发模式中不合适3NF的束缚前提,用投影和毗连的方式将其分化,使其达到3NF的前提。具体步调分为5个阶段,如下图!

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1、设想企业概念模式,操纵上述获得的3NF关系模子画出的企业模式。具体包罗!

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2、设想数据库逻辑模式,按照上一步获得企业概念模式选定命据模式,从而获得合用于某个DBMS的逻辑模式。按照逻辑模式导出各类报表和事务处置所利用的外模式。

3、设想数据库物理模式(存储模式),按照数据库的逻辑模式和给定的计较机系统设想物理模式。

4、评价物理模式,对物理模式估算空间操纵环境,并推算输入输出的概率。需要时按照物理模式调整各类报表和事务处置的外模式。对外模式进行存取时间的估算。

分布设想法遵照自顶向下、逐渐求精的准绳,将数据库设想过程分化为若干彼此独立又彼此依存的阶段,每一个阶段采用分歧的手艺和东西,用来处理分歧的问题,从而将问题局部化,削减局部问题对全体设想的影响。目前,此方式曾经在数据库设想中获得了普遍的使用,并获得了较好的结果。

在分布设想法中,凡是将数据库设想分为需求阐发、概念布局设想、逻辑布局设想和物理布局设想4个阶段,如下图所示!

1、需求阐发。是指收集和阐发用户对系统的消息需乞降处置需求,获得系统设想所必需的需求消息,成立系统申明文档。其方针是通过查询拜访研究,领会用户的数据要乞降处置要求,并按必然拾掇构成需求仿单。需求仿单是需求阐发阶段的功效,也是此后设想的根据,它包罗数据库所涉及的数据、数据的特征、利用频次和数据量的估量,如数据名、属性及其类型、主环节字属性、完整性束缚、保密要求、更改要求、数据量评估、利用频次等。这些关于数据的数据称为元数据。在设想大型数据库时,这些数据凡是用数据字典来办理。用数据字典办理元数据有益于避免数据的反复和重名,以连结数据的分歧性及供给各类统计数据,因此有益于提高数据设想的质量,同时减轻设想者的承担。

2、概念布局设想。它是数据设想的第二阶段,其方针是对需求仿单供给的所无数据和处置要求进行笼统和分析处置,按必然的方式机关反映用户情况的数据及其相关的概念模子,即用户的数据模子或企业模子。这种概念数据库模子与DBMS无关,是面向现实世界的、极易被用户所理解的数据模子。为包管设想概念模子能准确、完整的反映用户的数据及其彼此之间的关系,便于所要求的各类处置,在本阶段设想中可接收用户参与和评价设想。在进行概念设想时,可先设想各个使用的视图(view),即各个使用所看到的数据及其布局,然后再进行视图集成,构成一个单一的概念数据模子。如许构成的初步数据模子还要颠末数据库设想者和用户的审查和点窜,最初构成所需要的概念模子。

3、逻辑布局设想。这一阶段的方针是把上一阶段获得的与DBMS无关的概念数据模子转换为等价的,并为某个特定的DBMS所接管的逻辑模子所暗示的概念模式,同时将概念模式设想获得的使用视图转换为外部模式,即特定的DBMS下的使用视图。在转换过程中需要进一步落实需求申明,并满足DBMS的各类限制。该阶段的成果是用DBMS所供给的数据定义言语(DDL)写成的数据模式。逻辑设想的具体方式与DBMS的逻辑数据模子相关。逻辑数据模子应满够数据库存取、分歧性及运转等各方面的用户要求。

4、数据库物理设想。该阶段的使命是逻辑设想阶段获得的满足用户需求的已确定的逻辑模子在物理上加以实现,其次要内容是按照DBMS供给的各类手段,设想数据存储形式和存取路径,如文件布局、索引设想等,即设想数据库的内模式或存储模式。

现实上,数据库设想的根基过程与任何复杂系统开辟一样,在每一个阶段设想根基完成后,都需要进行当真的查抄,看能否满足使用需求,能否合适前面已施行步调的要乞降满足后续步调的需要,并阐发设想成果的合理性。在每一个阶段设想中,都可能发觉前面步调的脱漏或处置不妥之处,此时,往往需要返归去从头处置并点窜设想和相关文档。所以数据库设想过程凡是是一个频频点窜、频频设想的迭代过程。

下一篇将会细致申明需求阐发、概念布局设想、逻辑布局设想以及物理布局设想。

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