計(jì)算思維-09-數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)

第9章數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)9.1數(shù)據(jù)庫概述9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)本章首先對(duì)數(shù)據(jù)庫做了整體概述，介紹了數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念，數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)模型的描述，常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，介紹了數(shù)據(jù)管理技術(shù)、查詢語言SQL，闡述了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的詳細(xì)步驟。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念1．信息（information）

是客觀事物存在方式或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映和表述，它存在于我們的周圍。簡單地說，信息就是新的、有用的事實(shí)和知識(shí)。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)（data）

是用來記錄信息的可識(shí)別的符號(hào)，是信息的載體和具體表現(xiàn)形式?？捎枚喾N不同的數(shù)據(jù)形式表示同一信息，而信息不隨數(shù)據(jù)形式的不同而改變。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念3．?dāng)?shù)據(jù)庫（DataBase，DB）

是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織、可共享的數(shù)據(jù)集合，它將數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，可被多個(gè)不同的用戶共享。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念4．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（簡稱DBMS）

是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，它能夠?yàn)閿?shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護(hù)、查詢、統(tǒng)計(jì)等操作功能，并具有對(duì)數(shù)據(jù)的完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.1數(shù)據(jù)庫的基本概念5．?dāng)?shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)

是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，它能夠?yàn)閿?shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的定義、建立、維護(hù)、查詢、統(tǒng)計(jì)等操作功能，并具有對(duì)數(shù)據(jù)的完整性、安全性進(jìn)行控制的功能。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.2數(shù)據(jù)庫的基本概念1．?dāng)?shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史

按照數(shù)據(jù)模型的發(fā)展演變過程，數(shù)據(jù)庫主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：第一代是網(wǎng)狀和層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，第二代是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，第三代是以面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型為主要特征的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.2數(shù)據(jù)庫的發(fā)展2．?dāng)?shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢

從最早用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)算起，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展經(jīng)歷了20世紀(jì)60年代的層次數(shù)據(jù)庫（IBM的IMS）和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫（GE的IDS）的并存，20世紀(jì)70年到到80年代關(guān)系數(shù)據(jù)庫的異軍突起，20世紀(jì)90年代對(duì)象技術(shù)的影響。如今，關(guān)系數(shù)據(jù)庫依然處于主流地位。

一些主流企業(yè)數(shù)據(jù)庫廠商包括甲骨文、IBM、Microsoft、Sybase目前認(rèn)為，關(guān)系技術(shù)之后，對(duì)XML的支持、網(wǎng)格技術(shù)、開源數(shù)據(jù)庫、整合數(shù)據(jù)倉庫和BI應(yīng)用以及管理自動(dòng)化已成為下一代數(shù)據(jù)庫在功能上角逐的焦點(diǎn)。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.2數(shù)據(jù)庫的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢（1）XML數(shù)據(jù)庫

XML全稱是“可擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語言”，是一種簡單、與平臺(tái)無關(guān)并被廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)，是用來定義其他語言的一種元語言，其前身是SGML（標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言）。簡單地說，XML是提供一種描述結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的方法，是為互聯(lián)網(wǎng)世界提供了定義各行各業(yè)的“專業(yè)術(shù)語”的工具。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.2數(shù)據(jù)庫的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢（2）網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫

是數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)格技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。

網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫當(dāng)前的主要研究內(nèi)容包括3個(gè)方面：網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫集成和支持新的網(wǎng)格應(yīng)用。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.2數(shù)據(jù)庫的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢（3）整合數(shù)據(jù)倉庫和BI應(yīng)用

商業(yè)智能（BusinessIntelligence，BI）：是指以幫助企業(yè)決策為目的，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、分析、訪問等處理的一大類技術(shù)及其應(yīng)用，9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.2數(shù)據(jù)庫的基本概念2．?dāng)?shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢（4）管理自動(dòng)化

企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品目前已經(jīng)進(jìn)入同質(zhì)化競爭時(shí)代，在功能、性能、可靠性等方面差別已經(jīng)不是很大。所以，應(yīng)該以最低的成本同時(shí)又高質(zhì)量地管理其IT架構(gòu)。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)（data）——是描述事物的符號(hào)記錄，數(shù)據(jù)只有通過加工才能成為有用的信息。模型（model）——是現(xiàn)實(shí)世界的抽象。數(shù)據(jù)模型（datamodel）——是數(shù)據(jù)特征的抽象，它不是描述個(gè)別的數(shù)據(jù)，而是描述數(shù)據(jù)的共性。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型所描述的內(nèi)容包括3個(gè)部分：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：包括數(shù)據(jù)的內(nèi)部組成和對(duì)外聯(lián)系。數(shù)據(jù)操作和約束都建立在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有不同的操作和約束。數(shù)據(jù)操作：是指對(duì)數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對(duì)象允許執(zhí)行的操作集合，數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)操作主要描述在相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作類型和操作方式兩部分內(nèi)容。數(shù)據(jù)約束：是一組數(shù)據(jù)完整性規(guī)則的集合，它是數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型按不同的應(yīng)用層次分成3種類型：（1）概念數(shù)據(jù)模型

簡稱概念模型，是面向數(shù)據(jù)庫用戶的實(shí)現(xiàn)世界的模型，主要用來描述世界的概念化結(jié)構(gòu)，與具體的DBMS無關(guān)。

概念數(shù)據(jù)模型必須換成邏輯數(shù)據(jù)模型，才能在DBMS中實(shí)現(xiàn)。在概念數(shù)據(jù)模型中最常用的是E-R模型、擴(kuò)充的E-R模型、面向?qū)ο竽Ｐ图爸^詞模型。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.3數(shù)據(jù)模型（2）邏輯數(shù)據(jù)模型

簡稱數(shù)據(jù)模型，這是用戶從數(shù)據(jù)庫所看到的模型，是具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型.此模型既要面向用戶，又要面向系統(tǒng)，主要用于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的實(shí)現(xiàn)。在邏輯數(shù)據(jù)類型中最常用的是層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型。9.1數(shù)據(jù)庫概述9.1.3數(shù)據(jù)模型（3）物理數(shù)據(jù)模型

簡稱物理模型，是面向計(jì)算機(jī)物理表示的模型，描述了數(shù)據(jù)在儲(chǔ)存介質(zhì)上的組織結(jié)構(gòu)，它不但與具體的DBMS有關(guān)，而且還與操作系統(tǒng)和硬件有關(guān)。每一種邏輯數(shù)據(jù)模型在實(shí)現(xiàn)時(shí)都有其對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)模型。DBMS為了保證其獨(dú)立性與可移植性，大部分物理數(shù)據(jù)模型的實(shí)現(xiàn)工作由系統(tǒng)自動(dòng)完成，而設(shè)計(jì)者只設(shè)計(jì)索引、聚集等特殊結(jié)構(gòu)。9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)9.2.1概述數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem），是由數(shù)據(jù)庫及其管理軟件組成的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是為適應(yīng)數(shù)據(jù)處理的需要而發(fā)展起來的一種較為理想的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，也是一個(gè)為實(shí)際可運(yùn)行的存儲(chǔ)、維護(hù)和應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)，是存儲(chǔ)介質(zhì)、處理對(duì)象和管理系統(tǒng)的集合體。9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS（DataBaseSystem，簡稱DBS）通常由軟件、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理員組成。其軟件主要包括操作系統(tǒng)、各種宿主語言、實(shí)用程序以及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)的插入、修改和檢索均要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的個(gè)體含義是指一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件和用它建立起來的數(shù)據(jù)庫；它的學(xué)科含義是指研究、開發(fā)、建立、維護(hù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所涉及的理論、方法、技術(shù)所構(gòu)成的學(xué)科。9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)9.2.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般由4個(gè)部分組成：（1）數(shù)據(jù)庫（database，DB）是指長期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的，有組織，可共享的數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)學(xué)模型組織、描述和存儲(chǔ)，具有較小的冗余，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。（2）硬件：構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種物理設(shè)備，包括存儲(chǔ)所需的外部設(shè)備。硬件的配置應(yīng)滿足整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需要。9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（3）軟件：包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（databasemanagementsystem，DBMS）是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件，是在操作系統(tǒng)的支持下工作，解決如何科學(xué)地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如何高效獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)軟件。其主要功能包括：數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)。9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（4）人員：主要有4類。第一類為系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員：系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明，他們和用戶及數(shù)據(jù)庫管理員一起確定系統(tǒng)的硬件配置，并參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級(jí)模式的設(shè)計(jì)。第二類為應(yīng)用程序員，負(fù)責(zé)編寫使用數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、建立、刪除或修改。第三類為最終用戶，他們利用系統(tǒng)的接口或查詢語言訪問數(shù)據(jù)庫。第四類用戶是數(shù)據(jù)庫管理員（DBA），負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的總體信息控制。DBA的具體職責(zé)包括：具體數(shù)據(jù)庫中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，決定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略，定義數(shù)據(jù)庫的安全性要求和完整性約束條件，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫的使用和運(yùn)行，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的性能改進(jìn)、數(shù)據(jù)庫的重組和重構(gòu)，以提高系統(tǒng)的性能。9.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)9.2.3常用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹

流行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有許多種，大致可分為：文件、小型桌面數(shù)據(jù)庫、大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫、開源數(shù)據(jù)庫等。文件多以文本字符型方式出現(xiàn)，用來保存論文、公文、電子書等。小型桌面數(shù)據(jù)庫主要是運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)下的桌面數(shù)據(jù)庫，如MicrosoftAccess、VisualFoxPro等，適合于初學(xué)者學(xué)習(xí)和管理小規(guī)模數(shù)據(jù)用。以O(shè)racle為代表的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫，更適合大型中央集中式數(shù)據(jù)管理場合，這些數(shù)據(jù)庫可存放幾十GB至上百GB的大量數(shù)據(jù)，并且支持多客戶端訪問。開源數(shù)據(jù)庫即“開放源代碼”的數(shù)據(jù)庫，如MySQL，其在WWW網(wǎng)站建設(shè)中應(yīng)用較廣。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究和解決了計(jì)算機(jī)信息處理過程中大量數(shù)據(jù)有效地組織和存儲(chǔ)的問題，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)冗余、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、保障數(shù)據(jù)安全以及高效地檢索數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標(biāo)是要解決數(shù)據(jù)的共享問題。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)涉及到許多基本概念，主要包括：信息，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)9.3.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)

數(shù)據(jù)管理技術(shù)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，組織，編碼，輸入，存儲(chǔ)，檢索，維護(hù)和輸出的技術(shù).數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)過了以下三個(gè)階段：人工管理階段；文件系統(tǒng)階段；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)9.3.2數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，是管理數(shù)據(jù)庫的軟件。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)把用戶意義下抽象的邏輯數(shù)據(jù)處理，轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)中具體的物理數(shù)據(jù)處理的軟件。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)1．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要功能（1）數(shù)據(jù)定義（2）數(shù)據(jù)操作（3）數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理（4）數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)與管理（5）數(shù)據(jù)庫的保護(hù)（6）數(shù)據(jù)庫的維護(hù)（7）通信9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)2．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成根據(jù)其功能和應(yīng)用需求，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通常由以下幾部分組成。（1）數(shù)據(jù)庫語言①數(shù)據(jù)定義子語言②數(shù)據(jù)操縱子語言（2）例行程序①語言翻譯處理程序②系統(tǒng)運(yùn)行控制程序③公用程序9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)3．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)處理對(duì)象的不同，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由高級(jí)到低級(jí)依次為應(yīng)用層、語言翻譯處理層、數(shù)據(jù)存取層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、操作系統(tǒng)。（1）應(yīng)用層（2）語言翻譯處理層（3）數(shù)據(jù)存取層（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層（5）操作系統(tǒng)9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)9.3.3查詢語言SQLSQL（StructuredQueryLanguage）的含義是結(jié)構(gòu)化查詢語言，是一種介于關(guān)系代數(shù)與關(guān)系演算之間的語言，其功能包括查詢、操縱、定義和控制4個(gè)方面，是一個(gè)通用的功能極強(qiáng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言。

各種流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如Access、MySQL、Oracle、SQLServer等，都支持SQL。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)SQL的常用語句（1）創(chuàng)建基本表，即定義基本表的結(jié)構(gòu)?；颈斫Y(jié)構(gòu)的定義可用CREATE語句實(shí)現(xiàn)。（2）創(chuàng)建索引，索引是數(shù)據(jù)庫中關(guān)系的一種順序（升序或降序）的表示，利用索引可以提高數(shù)據(jù)庫的查詢速度。創(chuàng)建索引使用CREATEINDEX語句。（3）創(chuàng)建查詢，數(shù)據(jù)庫查詢是數(shù)據(jù)庫中最常用的操作，也是核心操作。SQL語言提供了SELECT語句進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的查詢。（4）插入元組，可用INSERTINTO實(shí)現(xiàn)。（5）刪除元組，可用DELETEFROM實(shí)現(xiàn)。（6）修改元組，可用UPDATE實(shí)現(xiàn)。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)9.3.4設(shè)計(jì)和創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成部分，開發(fā)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)一般都會(huì)需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與一般軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，既有共同的問題和解決的方法，又有自己特定的問題和解決方法。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的質(zhì)量將極大地影響未來軟件系統(tǒng)的功能和性能。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)（DBD）是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，針對(duì)現(xiàn)實(shí)問題，構(gòu)造較優(yōu)的數(shù)據(jù)模型，建立數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及其數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求（信息要求和處理要求）。

現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為設(shè)計(jì)相結(jié)合，是一種“反復(fù)探尋，逐步求精”的過程，也就是規(guī)劃和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象以及這些數(shù)據(jù)對(duì)象之間關(guān)系的過程。首先從數(shù)據(jù)模型開始設(shè)計(jì)，以數(shù)據(jù)模型為核心進(jìn)行展開，將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，建立一個(gè)完整、獨(dú)立、共享、冗余小和安全有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)

常用的規(guī)范設(shè)計(jì)方法大多起源于新奧爾良法（即運(yùn)用軟件工程的思想和方法，提出的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的規(guī)范），并在設(shè)計(jì)的每一階段采用一些輔助方法來具體實(shí)現(xiàn)。主要有：基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法基于3NF的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法基于視圖的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟

按照規(guī)范設(shè)計(jì)的方法，同時(shí)考慮數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的全過程，可以將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為需求分析階段（分析用戶需求）、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（信息分析和定義）、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)）、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（物理數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)）、行為設(shè)計(jì)階段、數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段。每完成一個(gè)階段，都要進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，對(duì)各階段產(chǎn)生的文檔進(jìn)行評(píng)審，并于用戶進(jìn)行交流。如果有不符合要求的地方需進(jìn)行修改，這個(gè)分析和修改的過程可能需要反復(fù)多次，以求最后實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)能準(zhǔn)確地滿足用戶的需求。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)系統(tǒng)分析報(bào)告

是對(duì)需求分析的總結(jié)，編寫系統(tǒng)分析報(bào)告是一個(gè)不斷反復(fù)、逐步深入和逐步完善的過程，該報(bào)告應(yīng)包含如下內(nèi)容：系統(tǒng)概括（系統(tǒng)的目標(biāo)、范圍、背景、歷史和現(xiàn)狀）；對(duì)原系統(tǒng)或現(xiàn)狀的改善；系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明；系統(tǒng)功能說明；數(shù)據(jù)處理概要及各個(gè)處理階段劃分；系統(tǒng)方案及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、功能和操作上的可行性.9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于信息結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)及概念層數(shù)據(jù)模型。

通過對(duì)用戶要求描述的現(xiàn)實(shí)世界諸處的分類、聚集和概括，建立抽象的概念數(shù)據(jù)模型。這個(gè)概念模型應(yīng)反映現(xiàn)實(shí)世界各部門的信息結(jié)構(gòu)、信息流動(dòng)情況、信息間的互相制約關(guān)系以及各部門對(duì)信息儲(chǔ)存、查詢和加工的要求等。所建立的模型應(yīng)避開數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)上的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，用一種抽象的形式表示出來，形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)，獨(dú)立于具體DBMS的概念模式（E-R圖）。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

主要工作是將現(xiàn)實(shí)世界的概念數(shù)據(jù)模型（E-R圖）設(shè)計(jì)成數(shù)據(jù)庫的一種邏輯模式，即適應(yīng)于某種特定數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS所支持的邏輯數(shù)據(jù)模式，如關(guān)系模型。然后根據(jù)用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖（View），形成數(shù)據(jù)的外模式，即需要為各種數(shù)據(jù)處理應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生相應(yīng)的邏輯子模式。這一步設(shè)計(jì)的結(jié)果就是所謂“邏輯數(shù)據(jù)庫”。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是已經(jīng)確定的數(shù)據(jù)庫模型，利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的方法、技術(shù)，以較優(yōu)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存取路徑、合理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置以及存儲(chǔ)分配，設(shè)計(jì)出一個(gè)高效的、可實(shí)現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

由于不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的硬件環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法不同，提供給數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者的系統(tǒng)參數(shù)以及變化范圍不同，因此，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般沒有一個(gè)通用的準(zhǔn)則，它只能提供一個(gè)技術(shù)和方法供參考。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫行為設(shè)計(jì)階段

數(shù)據(jù)庫行為設(shè)計(jì)與一般的傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)區(qū)別不大，軟件工程的所有工具和手段幾乎都可以用到數(shù)據(jù)庫行為設(shè)計(jì)中。數(shù)據(jù)庫行為設(shè)計(jì)一般分為功能分析、功能設(shè)計(jì)、事務(wù)設(shè)計(jì)等步驟。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段

運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語言、工具及宿主語言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫（也就是在具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)庫、關(guān)系表、視圖等），編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行。9.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)運(yùn)行與維護(hù)階段

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行結(jié)果符合設(shè)計(jì)目標(biāo)后，即可投入正式運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫投入運(yùn)行標(biāo)志著開發(fā)任務(wù)的基本完成和維護(hù)工作的開始，但并不意味著設(shè)計(jì)過程的終結(jié)。由于應(yīng)用環(huán)境在不斷變化，數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中物理存儲(chǔ)也會(huì)不斷變化，對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整、修改等維護(hù)工作