数据库系统---数据库设计
前期规划
外模式：各类Application
逻辑模式：各类数据库管理系统
内模式：各类操作系统与电脑硬件开发
需求分析
综合各个用户的应用需求
数据流图（DFD）
数据字典
内容：
数据项
数据结构
数据流
数据存储
处理过程
数据项
数据项是不可再分的数据单位
对数据项的描述
数据项描述={数据项名,数据项含义说明,别名,数据类型,长度,取值范围,取值含义,与其他数据项的逻辑关系,数据项之间的联系}
“取值范围”、“与其他数据项的逻辑关系”定义了数据的完整性约束条件，是设计 数据检验功能的依据
可以用关系规范化理论为指导，用数据依赖的概念分析和表示数据项之间的联系
数据结构
数据结构反映了数据之间的组合关系。
一个数据结构可以由若干个数据项组成，也可以由若干个数据结构组成，或由若干个数据项和数据结构混合组成。
对数据结构的描述
数据结构描述={数据结构名，含义说明，组成:{数据项或数据结构}}
数据流
数据流是数据结构在系统内传输的路径。
对数据流的描述
数据流描述={数据流名,说明,数据流来源,数据流去向,组成:{数据结构},平均流量,高峰期流量}
数据流来源：说明该数据流来自哪个过程
数据流去向：说明该数据流将到哪个过程去
平均流量：在单位时间（每天、每周、每月等）里的传输次数
高峰期流量：在高峰时期的数据流量
数据存储
数据存储是数据结构停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。
对数据存储的描述
数据存储描述={数据存储名,说明,编号,输入的数据流 ,输出的数据流,组成:{数据结构},数据量,存取频度,存取方式}
存取频度：每小时、每天或每周存取次数，每次存取的数据量等信息
存取方法：批处理 / 联机处理；检索 / 更新；顺序检索 / 随机检索
输入的数据流：数据来源
输出的数据流：数据去向
处理过程
处理过程的具体处理逻辑一般用判定表或判定树来描述。数据字典中只需要描述处理过程的说明性信息
处理过程说明性信息的描述
处理过程描述={处理过程名,说明,输入:{数据流}, 输出:{数据流},处理:{简要说明}}
简要说明：说明该处理过程的功能及处理要求
功能：该处理过程用来做什么
处理要求：处理频度要求，如单位时间里处理多少事务，多少数据量、响应时间要求等
处理要求是后面物理设计的输入及性能评价的标准
概念结构设计
形成独立于机器特点，独立于各个数据库管理系统产品的概念模式（E-R图）
三种联系
两个实体型之间的联系：
一对一联系（1∶1）
一对多联系（1∶n）
多对多联系（m∶n）
E-R图
实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。
属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体型连接起来。
联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1∶1，1∶n或m∶n）。
联系可以具有属性
实体属性图
分E-R图
整体E-R图
逻辑结构设计
1. 首先将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式
2. 然后根据用户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图（View），形成数据的外模式
E-R图向关系模型的转换
转换原则：
1. 一个实体型转换为一个关系模式
2. 实体型间的联系有以下不同情况
（1）一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。可拆可不拆
① 转换为一个独立的关系模式
关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性
关系的候选码：每个实体的码均是该关系的候选码
R（左实体主码，右实体主码，关系属性）
主码：左实体主码或右实体主码，二选一
②与某一端实体对应的关系模式合并
合并后关系的属性：加入对应关系的码和联系本身的属性
合并后关系的码：不变
左实体（左实体主码，左实体属性，右实体主码，关系属性）
多两列
主码：左实体主码
（2）一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。可拆可不拆
①转换为一个独立的关系模式
关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性
关系的码：n端实体的码
R（1端实体主码，N端实体主码，关系属性）
主码：N端实体当主码
②与n端对应的关系模式合并
合并后关系的属性：在n端关系中加入1端关系的码和联系本身的属性
合并后关系的码：不变
可以减少系统中的关系个数，一般情况下更倾向于采用这种方法
把1端往N端合并
R（N端实体主码，N端实体属性，1端实体主码，关系属性）
主码：N端实体当主码
（3）一个m:n联系转换为一个关系模式必须拆
关系的属性：与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性
关系的码：各实体码的组合
R（左实体主码，右实体主码，关系属性）
主码：左实体主码和右实体主码，共同主码
（4）三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。
关系的属性：与该多元联系相连的各实体的码以及联系本身的属性
关系的码：各实体码的组合
有就拆，1对1二选一，1对N选多的，N对M共同主码
关系模式设计
图书Books（图书ID, ISBN, 书名, 作者, 出版社, 馆藏数量, 在馆数量）
读者Readers（读者ID, 姓名, 联系方式, 可借数量上限, 当前借书量, 逾期状态）
借阅记录Records（借阅ID, 读者ID, 图书ID, 借出日期, 应还日期, 实际归还日期, 逾期天数, 罚款金额）
借阅Borrow（图书ID, 读者ID,借阅ID）
数据类型定义
实体表：
关系表：
物理结构设计
根据数据库管理系统特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式
选择存储方法
数据库文件的存储技术，常用的存取方法有三类：
B+树索引存取方法
Hash索引存取方法
聚簇存取方法
选择索引存取方法的一般规则
如果一个（或一组）属性经常在查询条件中出现，则考虑在这个（或这组）属性上建立索引（或组合索引）
如果一个属性经常作为最大值和最小值等聚集函数的参数，则考虑在这个属性上建立索引
如果一个（或一组）属性经常在连接操作的连接条件中 出现，则考虑在这个（或这组）属性上建立索引