数据库系统设计与应用

❶ 数据库设计的步骤有哪些

数据库设计过程分为以下六个阶段：

1、需求分析阶段

准确理解和分析用户需求（包括数据和处理），它是整个设计过程的基础，也是最困难、最耗时的一步。

2、概念结构设计阶段

是整个数据库设计的关键，通过对用户需求的集成、归纳和抽象，形成了一个独立于特定数据库管理系统的概念模型。

3、逻辑结构设计阶段

将概念结构转换为DBMS支持的数据模型，对其进行优化。

4、数据库物理设计阶段

为逻辑数据模型选择最适合应用程序环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）。

5、数据库实现阶段

根据逻辑设计和物理设计的结果，使用数据库管理系统提供的数据语言、工具和主机语言，建立数据库，编写调试应用程序，组织数据仓库，并进行试运行。

6、数据库运行维护阶段

数据库应用系统经试运行后可投入正式运行，在数据库系统运行过程中，需要不断地对其进行评估、调整和修改。

注：在设计过程中，将数据库的设计与数据库中数据处理的设计紧密结合起来，在每个阶段同时对这两个方面的要求进行分析、抽象、设计和实现，相互借鉴和补充，从而完善这两个方面的设计。

(1)数据库系统设计与应用扩展阅读：

数据库设计技术

1、清晰的用户需求：作为计算机软件开发的重要基础，数据库设计直接反映了用户的需求。数据库必须与用户紧密沟通，紧密结合用户需求。在定义了用户开发需求之后，设计人员还需要反映具体的业务关系和流程。

2、注意数据维护：设计面积过大、数绝迟御据过于复杂是数据库设计中常见的问题，设计人员应注意数据维护。旦碰

3、增加命名规范化：命名数据库程序和文件非常重要，不仅要避免重复的名称，还要确保数据处于平衡状态。为了降低检索信息和资源的复杂度和难度，设计人员应了解数据库程序与文件之并岩间的关系，并灵活使用大小写字母命名。

4、充分考虑数据库的优化和效率：考虑到数据库的优化和效率，设计人员需要对不同表的存储数据采用不同的设计方法。在设计中，还应该使用最少的表和最弱的关系来实现海量数据的存储。

5、不断调整数据之间的关系：不断调整和简化数据之间的关系，可以有效减少设计与数据之间的联系，进而为维护数据之间的平衡和提高数据读取效率提供保障。

6、合理使用索引：数据库索引通常分为聚集索引和非聚集索引，这样可以提高数据搜索的效率。

参考资料来源：网络-数据库设计

❷ 如何设计开发数据库应用系统

第13章 数据库应用系统设计概述
13.1 数据库设计概述
13.1.1 数据库系统设计内容
数据库设计包含两方面的内容。
1. 结构特性设计
结构特性设计通常是指数据库模式或数据库结构设计，它应该具有最小冗余的、能满足不同用户数据需求的、能实现数据共享的系统。数据库结构特性是静态的，应留有扩充余地，使系统容易改变。
2. 行为特性设计
行为特性设计是指应用程序、事物处理的设计。
13.1.2 数据库设计特点
数据库设计是一项综合性技术。“三分技术，七分管理，十二分基础数据”是数据库建设的基本规律。数据库设计的特点是：
硬件、软件和管理界面相结合。
结构设计和行为设计相结合。
13.2 数据库设计步骤
见图。

13.3 数据库结构设计
13.3.1 需求分析
需求分析的目标是准确了解系统的应用环境，了解并分析用户对数据及数据处理的需求。
1. 收集需求信息
一般来讲，用户对数据库的要求如下：
(1)信息需求
(2)处理需求
(3)安全性与完整性要求
2. 分析整理
分析的过程是对所收集到的数据进行抽象的过程。下面是“高校收费管理系统”的用户需求分析：
每年新生入学时学费基本信息的输入
每年老生离校时学生基本信息的删除
查询、打印学生的交费情况
查询、打印降级生的交费情况
进入学费管理系统的安全性条件设计
3. 数据流图
数据库设计中采用数据流图（DFD：Data Flow Diagram）来描述系统的功能。DFD一般由下面图素构成。
：数据及其流动方向，直线上方标明数据流名称

：数据处理，圆圈内标明处理名称

：数据流的终点和源点，方框内标明相应的名称

：文件和数据存储，在其内标明相应名称
例如：高校收费管理系统
4．数据字典
数据字典（DD：Data Dictionary）用于记载系统中的各种数据、数据元素以及它们的名字、性质、意义及各类约束条件，记录系统中用到的常量、变量、数组及其他数据单位，是系统开发与维护中不可缺少的重要文件。数据字典是关于数据库中数据的一种描述，而不是数据本身。数据字典是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实、完善的。
数据字典产生于数据流图，是对数据流图中的四个成分（数据流、数据项、文件和处理）描述的结果。其中：
数据流描述：定义数据流的组成，一般包含若干数据项，通常在数据流图的下方通过“说明”定义。
文件描述：定义文件的组成以及文件的组织方式，如学生交费数据可用下面方法描述：
交费数据＝学号＋姓名＋收费标准＋应交学费＋待交学费＋本次交款
数据项描述：定义数据项，一般包括名称、类型长度、允许范围等。如学生交费数据文件中的数据项。

数据项名称 类型 长度（字节） 范围
学号 字符 8 H、G和数字
姓名 字符 8 任何字母
收费标准 正整数 5 0-99999
应交学费 正整数 5 0-99999
待交学费 正整数 5 0-99999
本次交款 正整数 5 0-99999
数据处理的描述：说明数据处理的逻辑关系，即输入与输出之间的逻辑关系。同时，也要说明数据处理的触发条件、错误处理等问题。
13.3.2 概念结构设计
概念结构的目标是将需求分析得到的用户需求抽象为数据库的概念结构，即概念模式。概念结构设计形成一个独立于具体DBMS的概念模型。描述概念模式的是E―R图。
1. 局部E－R模型设计
局部E―R模型设计是从数据流图出发确定实体和属性，并根据数据流图中表示的对数据的处理、确定实体之间的联系。

2. 总体E－R模型设计
将各个局部E―R图加以综合，使同一个实体只出现一次，便可产生总体E―R图。

13.3.3 逻辑结构设计
数据库的逻辑结构设计的目标就是将概念结构转换成特定的DBMS所支持的数据模型，并对其优化的过程。逻辑设计阶段一般分三个过程进行：
将概念结构转换为一般的关系、网状、层次模型；
将由概念结构转换来的模型向所选用DBMS支持的数据模型转换；
对数据模型进行优化
13.3.4 物理设计
数据库的物理设计目标是在选定的DBMS上建立起逻辑设计结构确立的数据库的结构。这项工作一般由系统程序员完成。数据库的物理设计通常分为两步进行。
1. 确定数据库的物理结构
在关系数据库中，确定数据库的物理结构主要指确定数据存放位置和存储结构，包括确定关系、索引、日志、备份等数据的存储分配合存储结构，确定系统配置等工作。
2. 对所确定的物理结构进行评价
13.4 应用程序设计
数据库的应用程序设计和一般的应用程序设计方法基本相同。
应用程序的设计方法可以采用一般的程序设计方法。
13.5 运行和维护
13.5.1 数据载入数据库
13.5.2 数据库系统试运行
在试运行阶段应当注意：
1. 数据的加载过程应先输入小部分数据进行试运行
2. 应注意数据库的转储和恢复工作
13.5.3 数据库系统的运行和维护
在数据库系统正式运行阶段，对数据库的经常性维护工作是由DBA来实施的，他的工作主要包括：
1. 数据库的转储和恢复
2. 数据库的安全性和完整性控制
3. 数据库性能的监督、分析和改造
4. 数据库的重组与重构
(1)数据库的重组
(2)数据库的重构
13.6 小结
本章通过高校收费管理系统数据库的构建与设计过程的详细描述，学习了数据库设计的基本方法，数据库设计的基本流程，E－R图的建立和到关系模式的转换，学习了软件工程的基本思想，为后续课程数据库开发技术打好基础。

❸ 简述数据库应用系统的设计步骤

数据库设计的基本步骤：

1、系统需求分析与设计。

2、概念结构分析与设计。

3、逻辑结构分析与设计。

4、物理结构分析与设计。

5、系统实施。

6、系统维护。

(3)数据库系统设计与应用扩展阅读：

数据库设计技巧：

1、原始文件与实体的关系

它可以是一对一，一对多，多对多的关系。一般来说，它们是一对一的关系：一个原始文档只对应于一个实体。在特殊情况下，它们可以是一对多或多对一关系，即一个原始文档对应于多个实体，或者多个原始文档对应于一个实体。

这里的实体可以理解为基本表。在对应关系明确后，对输入接口的设计非常有利。

2、主键和外键

一般来说，实体不能既没有主键也没有外键。在E－R图中，叶中的实体可以定义主键或不定义主键（因为它没有子代），但它必须有外键（因为它有父项）。

主键和外键的设计在全局数据库的设计中起着重要的作用。当全球数据库的设计完成后，一位美国数据库设计专家说：“钥匙无处不在，只有钥匙。”。这是他数据库设计的经验，也体现了他对信息系统核心（数据模型）高度抽象的理念。

因为：主键是一个高度抽象的实体。主键和外键的配对表示实体之间的连接。

3、基本表的属性

基本表不同于中间表和临时表，因为它具有以下四个特点：

原子性。基本表中的字段不可分解。

原始主义。基本表中的记录是原始数据（基本数据）的记录。

演绎的。所有输出数据都可以从基本表和代码表中的数据导出。

稳定。基本表的结构比较稳定，表中的记录要长期保存。

在了解基本表的性质之后，在设计数据库时，可以将基本表与中间表和临时表区分开来。

❹ 数据库应用系统设计包括哪些内容

数据库设计包括六个主要步骤：
1、需求分析：了解用户的数据需求、处理需求、安全性及完整性要求；
2、概念设计：通过数据抽象，设计系统概念模型，一般为e-r模型；
3、逻辑结构设计：设计系统的模式和外模式，对于关系模型主要是基本表和视图；
4、物理结构设计：设计数据的存储结构和存取方法，如索引的设计；
5、系统实施：组织数据入库、编制应用程序、试运行；
6、运行维护：系统投入运行，长期的维护工作。

❺ 数据库系统的应用领域有哪些

数据库的应用领域

1、多媒体数据库： 这类数据库主要存储与多媒体相关的数据，如声音、图像和视频等数据。多媒体数据最大的特点是数据连续，而且数据量比较大，存储需要的空间较大。

2、移动数据库： 该类数据库是在移动计算机系统上发展起来的，如笔记本电脑、掌上计算机等。该皮缺数据库最大的特点是通过无线数字通信网络传输蠢备的。移动数据库可以随时随地地获取和访问数据，为一些商务应用和一些紧急情况带来了很大的便利。

3、空间数据库： 这类数据库目前发展比较迅速。它主要包括地理信息数据库（又称为地理信息系统，即GIS）和计算机辅助设计（CAD）数据库。其中地理信息数据库一般存储与地图相关的信息数据；计算机辅助设计数据库一般存储设计信息的空间数据库，如机械、集成电路以及电子设备设计图等。

4、信息检索系统： 信息检索就是根据用户输入的信息，从数据库中查找相关的文档或信息，并把查找的信息反馈给用户。信息检索领域和数据库是同步发展的，它是一种典型的联机文档管理系统或者联机图书目录。

5、分布式信息检索： 这类数据库是随着Internet的发展而产生的数据库。它一般用于因特网及远距离计算机网络系统中。特别是随着电子商务的发展，这类数据库发展更加迅猛。

许多网络用户（如个人、公司或企业等）在自己的计算机中存储信息，同时希望通过网络使用发送电子邮件、文件传输、远程登录方式和别人共享这些信息。分布式信息检索满足了这一要求。

6、专家决策系统： 专家决策系统也是数据库应用的一部分。由于越来越多的数据可以联机获取带握毁，特别是企业通过这些数据可以对企业的发展作出更好的决策，以使企业更好地运行。由于人工智能的发展，使得专家决策系统的应用更加广泛。

(5)数据库系统设计与应用扩展阅读

对数据库系统的基本要求是：

①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度，节省开发费用。

②冗余数据少，数据共享程度高。

③系统的用户接口简单，用户容易掌握，使用方便。

④能够确保系统运行可靠，出现故障时能迅速排除；能够保护数据不受非受权者访问或破坏；能够防止错误数据的产生，一旦产生也能及时发现。

⑤有重新组织数据的能力，能改变数据的存储结构或数据存储位置，以适应用户操作特性的变化，改善由于频繁插入、删除操作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。

⑥具有可修改性和可扩充性。

⑦能够充分描述数据间的内在联系。

❻ Oracle11g数据库系统设计、开发、管理与应用的前 言

本书主要内容
本书共有19章，分4个部分，其中第1、2章属于基础篇，主要介绍数据库设计方面的内容；第3～11章属于开发篇，主要介绍Oracle数据库的开发；第12～15章属于管理篇，主要介绍Oracle 11g数据库的管理；第16～19章属于应用篇，主要介绍Oracle 11g数据库应用系统的开发知识。各个章节的具体内容安排如下：
篇名 章 名 主 要 内 容
基础篇 第1章 数据库技术基础 介绍了数据库技术的基本概念、数据模型、E-R模型、数据库的规范化和高级数据库技术
第2章 进入Oracle世界 介绍了Oracle产品的发展变迁、Oracle 11g的新特性、体系结构、安装过程、基本组件和Oracle服务的启动、关闭
开发篇 第3章 SQL语言与PL/SQL 介绍了SQL和PL/SQL的基本知识，以及PL/SQL运算符、控制结构和常用函数
第4章 数据库 介绍了数据库和数据库实例的基本知识、创建数据库、修改数据库、删除数据库和管理表空间的操作
第5章 数据表、约束和数据记录 介绍了管理数据表、数据库完整性的约束实现、数据记录操作、管理序列、管理同义词和管理评注等操作
第6章 数据查询 介绍了查询的基本语法、简单查询、连接查询、子查询和联合查询等操作
第7章 索引 介绍了索引的基本知识、管理索引和管理聚集等操作
第8章 视图 介绍了视图的基本知识、管理视图和使用视图等操作
第9章 存储过程、函数和包 介绍了存储过程的基本知识、管理存储过程、嵌套存储过程、管理函数和管理包等操作
第10章 触发器 介绍了触发器的基本知识、管理触发器和使用触发器的操作
第11章 游标、事务和锁 介绍了游标的基础知识和基本操作、事务和锁的基本知识
续表
篇名 章 名 主 要 内 容
管理篇 第12章 Oracle 11g企业管理器 介绍了OEM的基本环境和使用OEM监视Oracle 11g环境、管理数据库、管理部署和管理作业系统等操作
第13章 数据库安全性 介绍了数据库安全性基本知识、管理用户、管理角色、授权和数据库审计等操作
第14章 备份与恢复 介绍了数据库备份、恢复、数据导入、导出等操作
第15章 Oracle配置和管理工具 介绍了Oracle 11g配置和管理工具概况、配置和管理网络服务、配置本地规则和安装、配置客户端等操作
应用篇 第16章 Java访问Oracle数据库 介绍了JDBC的基本结构、ODBC连接数据库、JDBC连接数据库和访问数据库等操作
第17章 .NET访问Oracle数据库 介绍了ADO.NET模型、绑定连接数据库、ODBC连接数据库、手动连接数据库和调用存储过程等操作
第18章 开发J2EE应用 介绍了J2EE开发和部署环境、开发JSP程序、开发Servlet和开发EJB等内容
第19章 Oracle XML DB 介绍了Oracle XML DB的基本体系结构、XML模式、二进制XML表和XQuery查询等内容
本书特点
（1）本书内容根据数据库开发的一般特点进行讲解，内容通俗易懂。
（2）结合实际开发案例的大量例题，使读者可以直观感受Oracle 11g的内容。
（3）对每种Oracle技术均通过GUI方式和命令方式进行讲解，既方便初学者快速入门，也方便对Oracle有一定了解的读者更上一层楼。
本书既适合高职高专、本科院校或计算机培训机构作为Oracle数据库课程的教材或参考用书，也可以作为计算机爱好者和数据库管理员的参考用书。
本书由来自湖南铁道职业技术学院的希赛顾问团顾问冯向科（国家认证软件设计师、系统分析师）和邓莹担任主编。
由于作者水平有限，书中的错误和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。有关本书的反馈和咨询，读者可以发送邮件至（请见扩展阅读），也可以从（请见扩展阅读）免费下载书中所用到的软件、工具和源代码。
编 者
2009年3月

❼ 具体的数据库设计与实现过程

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。

❽ 数据库设计的基本步骤

数据库设计的基本步骤

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）。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难和最耗费时间的一步。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。需求分析做的不好，可能会导致整个数据库设计返工重做。

2、概念结构设计阶段

概念结构设计阶段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数据库管理系统的概念模型。

3、逻辑结构设计阶段

逻辑结构设计是将概念结构转换为某个数据库管理系统所支持的数据模型，并对其进行优化。

4、物理设计阶段

物理结构设计师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式）。

5、数据库实施阶段

在数据库实施阶段，设计人员运用数据库管理系统提供数据库语言及其宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编写与调试应用程序，组织数据入库，并进行测试运行。

6、数据库运行和维护阶段

数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行，在数据库系统运行过程中必须不断对其进行评估、调整与修改。

数据库设计的基本原则

1、一致性原则：对数据来源进行统一、系统的分析与设计，协调好各种数据源，保证数据的一致性和有效性。

2、完整性原则：数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。要防止合法用户使用数据库时向数据库加入不合语义的数据。对输入到数据库中的数据要有审核和约束机制。

3、安全性原则：数据库的安全性是指保护数据，防止非法用户使用数据库或合法用户非法使用数据库造成数据泄露、更改或破坏。要有认证和授权机制。

4、可伸缩性与可扩展性原则：数据库结构的设计应充分考虑发展的需要、移植的需要，具有良好的扩展性、伸缩性和适度冗余。

5、规范化原则：数据库的设计应遵循规范化理论。规范化的数据库设计，可以减少数据库插入、删除、修改等操作时的异常和错误，降低数据冗余度等。