数据库设计与管理的公共基础学习教程数据库设计与管理的公共基础学习教程（四）数据库设计与管理1．数据库设计概述数据库设计的基本任务是根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库的支持环境（包括硬件、操作系统与DBMS）设计出数据模式。数据库设计的两种方法：面向数据的方法：以信息需求为主，兼顾处理需求。面向过程的方法：以处理需求为主，兼顾信息需求。目前，面向数据的设计方法是数据库设计的主流方法。数据库设计一般采用生命周期法，分为如下几个阶段：需求分析阶段概念设计阶段逻辑设计阶段物理设计阶段编码阶段测试阶段运行阶段进一步修改阶段前四个阶段是数据库设计的主要阶段，重点以数据结构与模型的设计为主线。2．数据库设计的需求分析第一阶段：需求收集和分析，收集基本数据和数据流图。主要的任务是：通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统的工作概况，明确用户的各种需求，在此基础上确定新系统的功能。对数据库的要求：信息要求处理要求安全性和完整性的要求数据字典是各类数据的集合，它包括五个部分：数据项，即数据的最小单位数据结构，是若干数据项有意义的集合数据流，可以是数据项，也可以是数据结构，用来表示某一处理过程的输入或输出数据存储，处理过程中存取的数据，通常是手工凭证、手工文档或计算机文件处理过程3．数据库概念设计1）概念设计概述（1）集中式模式设计法根据需求由一个统一的机构或人员设计一个综合的全局模式。适合于小型或并不复杂的单位或部门。（2）视图集成设计法将系统分解成若干个部分，对每个部分进行局部模式设计，建立各个部分的视图，再以各视图为基础进行集成。比较适合于大型与复杂的单位，是现在使用较多的方法。2）数据库概念设计的过程（1）选择局部应用根据系统情况，在多层的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，将这组图中每一部分对应一个局部应用，以该层数据流图为出发点，设计各自的E-R图。（2）视图设计视图设计的三种次序：自顶向下：先从抽象级别高且普遍性强的对象开始逐步细化、具体化和特殊化。由底向上：先从具体的对象开始，逐步抽象，普遍化和一般化，最后形成一个完整的视图设计由内向外：先从最基本与最明显的对象开始，逐步扩充至非基本、不明显的对象。例：某大学由一名校长主管，学校下设多个学院，每个学院又的多个系；每个系有一名系主任，负责聘任教师；每个教师可以承担多门课，同一门课又可由多个教师承担；每个系有多个班级，每个班级有一定数量的学生；学生在校期间要学习多门课程，学习结束后，每门课程对应一个成绩。要求设计该大学的教学管理系统。需求分析阶段，得到该学校的机构组织结构图如下图所示：E-R图设计首先，设计“院长”、“学院”和“系”之间的联系。一个学院有一个院长，一个院长主管一个学校；一个系属于一个学院，一个学院有多个系。院长与学院的.关系是一对一的联系，学院和系之间是一对多的联系。在系里在，一个系会聘用多个教师，而一个教师只属于一个系，所以，系和教师之间的关系是一对多的联系；一门课可由多个教师讲授，同时，一个教师可讲授多门课，课程和教师之间的关系是多对多的联系。在系里，学生和课程之间的联系有，一个系有多个班，一个班只能属于一个系，它们之间的联系是一对多的联系；一个班有多个学生，同时，一个学生只属于一个班，所以，班级和学生之间的联系是一对多的联系；系和课程之间的联系，一个系可开设多门课，同时，一门课可被多个系开设，因此，课程和系之间的关系是多对多的联系；学生与课程之间，一个学生会选多门课，同时，一门课可被多个学生选取，因此，课程和学生之间的关系是多对多的联系。逻辑设计学院（学院编号，学院名，学院地址，院长编号）院长（院长编号，院长姓名，联系电话，办公地址）系（系编号，系名，联系电话，系地址，学院编号，系主任职工号）教师（职工号，姓名，性别，学历，职称，工资，联系电话，系编号）班级（班级编号，班级名称，学生人数，系名）学生（学号，身份证号，姓名，性别，出生日期，民族，籍贯，班级名）课程（课程编号，课程名称，学分）开课（系编号，课程号）授课（职工号，课程号）选课（学号，课程号，成绩）（3）视图集成视图集成是将所有局部视图统一与合并成一个完整的数据模式。视图集成的重点是解决局部设计中的冲突，常见的冲突主要有如下几种：命名冲突：有同名异义或同义异名概念冲突：同一概念在一处为实体而在另一处为属性或联系域冲突：相同的属性在不同视图中有不同的域约束冲突：不同的视图可能有不同的约束视图经过合并生成E-R图时，其中还可能存在冗余的数据和冗余的实体间联系。