2023年7月27日发(作者：)

数据库设计工作流程及各个阶段成果以及具体要求

数据库设计一般包含6个阶段：需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，物理设计，数据库实施以及数据库运行和维护。数据库设计分为数据库结构设计和数据库行为设计。数据库结构设计包括概念结构设计，逻辑结构设计和物理结构设计。行为设计包括设计数据库的功能组织和流程控制。数据库结构设计过程是在数据库需求分析的基础上，逐步形成对数据库概念、逻辑、物理结构的描述。

概念结构设计的结果是形成数据库的概念模式，用语义层模型描述，如E-R模型。

逻辑结构设计的结果是形成数据库的逻辑模式与外模式，用结构层模型描述，如基本表、视图等。物理结构设计的结果是形成数据库的内模式，用文件级术语描述。如数据库文件或目录、索引等。

第一个阶段：需求分析阶段

需求分析阶段的设计目标是：弄清现实世界要处理的对象及相互关系，清楚原系统的概况和发展前景，明确用户对系统的各种需求，得到系统的基础数据及其处理方法，确定新系统的功能和边界。

需求分析调查的具体内容有3方面：

①数据库中的信息内容：数据库中需存储哪些数据，它包括用户将从数据库中直接获得或者间接导出的信息的内容和性质。

②数据处理内容：用户要完成什么数据处理功能；用户对数据处理响应时间的要求；数据处理的工作方式。

③数据安全性和完整性要求：数据的保密措施和存取控制要求；数据自身的或数据间的约束限制。

1、引言

（分析目前管理中存在的问题，提出提高管理质量和水平的必要性和重要性，引入系统开发的价值）

2、任务

（1）简单阐述需求分析阶段的目标

（2）任务

针对具体的研究项目，描述清楚如下问题  处理对象：涉及哪些方面的数据、数据之间的关系（计算、格式转换等）；

 处理功能要求：完成的具体功能；

 安全性和完整性要求。

3、参加人员

系统分析员、数据库设计人员、用户代表

4、结果

（1）用户调查的方式，即以何种形式进行需求调查，有哪些体会和收获；

（2）业务流程图，需要画出中层业务流图；

（3）数据图（DFD图），需要画出中层以上数据流图；

表1-1 (××××系统) 数据项说明（汇总统计）

示例

数据项编号

DI-1

DI-2

DI-3

数据项名

StuNo

DepName

StuName

数据项含义

学生编号

学生所在学院

学生姓名

与其它数据项的关系

存储结构

char(9)

char(20)

char(10)

别名

学号

学院

姓名

（4）数据字典 （重点在数据项和数据结构，可另做附录，示例如表1-1、1-2）。

表1-2 (××××系统) 数据结构（汇总统计）

示例

数据结

构编号

DS-1

数据结构名

数据结构

含义

宿舍学生信息

组成

StuNo,DepName,StuName,StuSex,StuHome,

StuBorth,StuETime,StuPerfect,StuClass

WorTime,WorName,WorType,

WorWage,WorSex,WorPhNo,WorNo

Student

DS-2 Worker 宿舍楼工作人员信息

（5）处理逻辑描述，对DD中的复杂处理需要用判定树或判定表描述处理过程；

数据字典建立，表1-3 表1-3 （*****系统）处理逻辑描述（示例）

处理编号

PR-1

处理功能 处理过程

宿舍基本信息模块、宿舍楼基本信息模块、学生基本信息模块、宿舍楼配备物品基本信息模块、宿舍事故基本信息模块、宿舍楼物品出入基本信息模块、宿舍楼保卫处基本信息模块、楼道工人基本信息模块：先确定查询所涉及的功能模块；然后，确定要查询的内容，确定查询数据流向；最后显示查询结果。

判断用户查询涉及的功能模块

PR-2

判断用户修改要涉及的模块，同时把相应的修改数据传到相应的模块之中

宿舍基本信息模块、宿舍楼基本信息模块、学生基本信息模块、宿舍楼配备物品基本信息模块、宿舍事故基本信息模块、宿舍楼物品出入基本信息模块、宿舍楼保卫处基本信息模块、楼道工人基本信息模块：先确定更新所涉及的功能模块；然后，把更新信息传送到相应的模块中；最后，进行相应的更新操作。

注意：业务流程图、数据图要画的规范、整齐，注意两者的区别和联系。

第二个阶段：概念设计阶段

概念结构设计是将系统需求分析得到的用户需求抽象为信息结构过程。概念结构设计的结果是数据库的概念模型。概念结构独立于数据库逻辑结构和支持数据库的DBMS．

其主要特点是：

①概念模型是现实世界的一个真实模型：概念模型应能真实、充分地反映现实世界能满足用户对数据的处理要求。

②概念模型应当易于理解：概念模型只有被用户理解后 才可以与设计者交换意见参与数据库的设计。

③概念模型应当易于更改：由于现实世界（应用环境和应用要求）会发生变化，这就需要改变概念模型，易于更改的概念模型有利于修改和扩充。

④概念模型应易于向数据模型转换：概念模型最终要转换为数据模型。设计概念模型时应当注意．使其有利于向特定的数据模型转换。

1、目标

简单说明该阶段的目标和特点，根据需求分析阶段得到的用户需求抽象为信息结构的过程，

2、具体任务

（1）选择中层数据流为切入点，通常选择实际系统中的子系统； （2）设计分E-R图，即各子模块的E-R图；

（3）生成初步E-R图，通过合并方法，做到各子系统实体、属性、联系统一；

（4）生成全局E-R图，通过消除冲突等方面。

注意：实体E-R图要画的规范、整齐；实体之间的联系方式标出；实体的属性、联系属性既可在图中标记也可另行说明，实体的码要标记清楚。

3、参加人员

系统分析员、

数据库设计人员、用户代表

4、阶段结果

（1） 分E-R图

（2） 全局E-R图

（3）

第三个阶段：逻辑设计阶段

1、 目标

描述阶段的目标。

2、任务

 数据组织

（1）将E-R模型转换为关系模型 (描述转换的原则、转换的结果)。

（2）模型优化（分析各关系模式是否存在操作异常现象，如果有，请采用范式理论将其规范，做到3范式）。

（1）和（2）重在用利用直到实践，要体现应用知识的过程。

（3）完成数据库模式定义描述，包括各模式的逻辑结构定义、关系的完整性和安全性等内容。以表格的形式表现出来。

（4）设计用户子模式—视图设计，完成适合不同用户的子模式设计。以表格的形式表示设计了哪些用户子模式、其作用是什么？。  数据处理方面

画出系统的功能模块图（层次结构形式）。

3、参加人员

系统分析员、数据库设计人员

4、结果

（1） 将ER图转化为关系模式

表1-3 （*****系统）关系模式汇总

编号

T－１

T－2

……

T－12

关系名称

Worker（详见附录1－1）

Dormitory（详见附录1－2）

……

AccidentCompensate（详见附录1－12）

模式说明

（详见附录1－1）

（详见附录1－2）

……

（详见附录1－12）

（2） 外模式汇总

表1-4 （*****系统）关系外模式汇总

序号 视图名称 视图定义（外模作用

式，但不是SQL语句）

备注（如有其他说明请写在备注栏）

（3） 功能模块图

系统 能模块图

第四个阶段：物理设计阶段

1、 目标

描述阶段的目标。

2、任务

 数据存取方面

本次设计存取方式、数据存放位置等按照SQL 2000系统的默认，如需要建立索引，请说明理由和采用的索引方式。（简单些）如果索引较多，可以表格形式展示。

 功能模块

粗略描述各模块处理过程及具体要求，重点放在数据更新和查询等方面，应建立存储过程，对有参考完整性要求的数据更新，建议最好采用触发器实现。

3、参加人员

系统分析员、

数据库设计人员

4、结果

表4-1 存储过程汇总

编号

P-1

P-2

……

存储过程名称

p1_Worker_Insert

p2_Dormitory_Insert

……

定义

详见附录2-*

详见附录2-*

……

作用

在Worker中插入一元组

在Dormitory中插入一元组

……

表4-2 触发器汇总

编号

T-1

T-2

……

触发器名称

T1_Worker_Update

T2_Dormitory_ Update

……

定义

详见附录2-*

详见附录2-*

……

作用

……

第五个阶段：数据库实施阶段（注意，这个里面没有写应用程序编制部分）

1、目标

描述阶段的任务与目标。

2、任务

（1）建立数据库、数据表、视图、索引等存储过程等DDL定义，并完成完整性、安全性等要求定义；可用DDL语言或SQL脚本任意一种形式表现。具体的语句见附录2。

（2）数据入库。（每个基本表数据不少于10条记录） （3）完成处理过程、系统主要功能（查询、更新、简单统计等），均需要使用存储过程完成。

3、参加人员

系统分析员、数据库设计人员，高级程序员，程序员，数据库操作员（管理员）

4、结果

（1） 关系模式说明

（2） 数据定义语句（表、视图和存储过程）

第六个阶段：调试与测试

参加人员

数据库操作员（管理员），用户

测试结果见附录3和4。

要求：（1）要常翻阅数据库教材，进一步明确上述各阶段的主要任务；

（2）文字描述简单明了，要用专业术语表达，杜绝口语化；

（3）技术文档排版要规范，流程图、ER图要整齐有序。

附录1 关系模式说明

1－1 ××××关系模式说明

属性名

WorNo

WorName

WorType

WorWage

WorSex

WorPhNo

WorTime

DorNo

DorCampus

DorLocation

数据类型

char(5)

char(10)

char(8)

Int

char(2)

char(12)

char(30)

smallint

char(4)

char(4)

取值范围

00000～99999

大于500（元/月）

男、女

00～99

四面八方其中之一

四面八方其中之一

是否为主属性

是否为外键

完整性要求

Not null

Not null

Not null

Not null

Not null

Null

Null

Not null

Not null

Not null 附录2 数据定义语句

主要是表、视图和存储过程。请分类说明。

1、基本表

2、视图

3、存储过程

附录3 数据操纵验证

分为数据插入、数据删除、数据更新和数据查询四类，在查询分析器下进行验证，将验证的图截下来，插入文档中。图的编号分别为附录图3-1、附录图3-2……等。

附录4 存储过程功能的验证

查询分析器下进行验证，将验证的图截下来，插入文档中。图的编号分别为附录图4-1、附录图4-2……等。