資料庫設計邏輯設計

㈠ 什麼是資料庫的概念設計、邏輯設計、物理設計，以及三者的關系

1、概念設計：

對用戶要求描述的現實世界(可能是一個工廠、一個商場或者一個學校等)，通過對其中住處的分類、聚集和概括，建立抽象的概念數據模型。這個概念模型應反映現實世界各部門的信息結構、信息流動情況、信息間的互相制約關系以及各部門對信息儲存、查詢和加工的要求等。

所建立的模型應避開資料庫在計算機上的具體實現細節，用一種抽象的形式表示出來。以擴充的實體—（E-R模型）聯系模型方法為例，第一步先明確現實世界各部門所含的各種實體及其屬性、實體間的聯系以及對信息的制約條件等，從而給出各部門內所用信息的局部描述。第二步再將前面得到的多個用戶的局部視圖集成為一個全局視圖，即用戶要描述的現實世界的概念數據模型。

2、邏輯設計：

主要工作是將現實世界的概念數據模型設計成資料庫的一種邏輯模式，即適應於某種特定資料庫管理系統所支持的邏輯數據模式。與此同時，可能還需為各種數據處理應用領域產生相應的邏輯子模式。這一步設計的結果就是所謂「邏輯資料庫」。

3、物理設計：

根據特定資料庫管理系統所提供的多種存儲結構和存取方法等依賴於具體計算機結構的各項物理設計措施，對具體的應用任務選定最合適的物理存儲結構(包括文件類型、索引結構和數據的存放次序與位邏輯等)、存取方法和存取路徑等。這一步設計的結果就是所謂「物理資料庫」。

4、三者關系：

由上到下，先要概念設計，接著邏輯設計，再是物理設計，一級一級設計。三者一環扣住一環，缺一不可，概念設計是前提，邏輯設計是紐扣，將概念設計和物理設計緊密聯系起來，物理設計的結果就是傳說中的「物理資料庫」也就是最後的結果。三者密不可分，缺一不可。

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資料庫設計的基本步驟：

1、需求分析階段：准確了解與分析用戶需求（包括數據與處理），是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗費時間的一步。

2、概念結構設計階段：是整個資料庫設計的關鍵,通過對用戶的需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念模型。從實際到理論。

3、邏輯結構設計階段：將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型,對其進行優化。優化理論。

4、資料庫物理設計階段：為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。選擇理論落腳點。

5、資料庫實施階段：運用DBMS提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果,建立資料庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行。理論應用於實踐。

6、資料庫運行和維護階段：資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行。在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價、調整與修改。理論指導實踐，反過來實踐修正理論。

主要特點：

1、 實現數據共享：資料庫伺服器數據共享包含所有用戶可同時存取資料庫中的數據，也包括用戶可以用各種方式通過介面使用資料庫，並提供數據共享。

2、 減少數據的冗餘度：同文件系統相比，由於資料庫實現了數據共享，從而避免了用戶各自建立應用文件。減少了大量重復數據，減少了數據冗餘，維護了數據的一致性。

3、數據的獨立性：數據的獨立性包括邏輯獨立性（資料庫中資料庫的 邏輯結構和 應用程序相互獨立）和物理獨立性（數據物理結構的變化不影響數據的邏輯結構）。

4、數據實現集中控制：文件管理方式中，數據處於一種分散的狀態，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關系。利用資料庫可對數據進行集中控制和管理，並通過 數據模型表示各種數據的組織以及數據間的聯系。

5、數據一致性和可維護性，以確保數據的安全性和可靠性主要包括：安全性控制：以防止數據丟失、錯誤更新和越權使用；完整性控制：保證數據的正確性、有效性和相容性；並發控制：使在同一時間 周期內，允許對數據實現多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用。

6、故障恢復：由資料庫管理系統提供一套方法，可及時發現故障和修復故障，從而防止數據被破壞。資料庫系統能盡快恢復資料庫系統運行時出現的故障，可能是物理上或是邏輯上的錯誤。比如對系統的誤操作造成的數據錯誤等。