数据库设计的三个阶段
数据库的设计⼀共分多少个阶段呢,严格来说,不⽌三个阶段,今天我们仅讨论其中的三个阶段。概念设计、逻辑设计和物理设计阶段。
⾸先要搞清楚⼏个问题,数据库为什么要分阶段设计?三个阶段有什么联系?要说清楚这⼏个问题,只有理论是说不清的,我们还是来举个例⼦吧。
现在有⼀个图书馆,需要为读者信息、图书信息、借阅信息建⽴⼀个数据库,读者信息包括姓名、学号、性别、办卡⽇期、家庭住址、、类别等,图书信息包括编号、作者、出版信息、页数、登记⽇期等,借阅信息包括借书证号、图书编号、书名、借还⽇期等,这么多的信息,如果在没有进⾏分析之前就开始设计数据库是不现实的。所以,⾸先要把这些数据进⾏分类、整理(概念模型),然后画出图表或者表格,最后画出这些数据信息的关系结构(逻辑模型),甚⾄制定数据库的存储记录格式、存储记录安排、和存取⽅法(物理模型)使⽤户能简单、⽅便、容易的存取数据。所以,数据库设计必须经过这三个设计阶段,下⾯我们来详细讨论这三个设计阶段。
⼀从上⾯的例⼦,我们可以得出以总结出三个阶段(模型)各⾃的特点:
1 概念模型:⾸先,概念模型是⼀个⼯具,是数据库设计⼈员和客户进⾏交流的平台;它独⽴于硬件和
软件;概念模型表达了数据的整体逻辑结构,它是系统⽤户对整个应⽤项⽬设计的数据的全⾯描述;概念模型是从⽤户的观点出发,对数据建模。
2 逻辑模型:逻辑模型⾸先也是⼀个⼯具,它是数据库设计⼈员和应⽤程序员进⾏交流的平台;逻辑模型独⽴于硬件,但是却依赖于软件(数据库系统);逻辑模型表达了数据库的整体逻辑结构,但它是设计⼈员对整个项⽬数据库的全⾯描述;逻辑模型是从数据库实现的观点出发,对数据建模。
3 物理模型:物理模型(内部模型)是数据库最底层的抽象,它描述数据在磁盘或磁带上的存储⽅式(⽂件的结构)、存取设备(外存的空间分配)和存取⽅法(主索引和辅助索引)。
概念模型和逻辑模型各有不同,⽤⼀个表格对⽐⼀下。
特点功能出发点独⽴性⽤户
概念模型表达了数据的整体逻
辑结构
⽤户需求独⽴于硬件和软件设计⼈员和⽤户
逻辑模型表达了数据库的整体
逻辑结构数据库实现独⽴于硬件但是依赖于软件
(数据库系统)
设计⼈员和应⽤程序
⼆咱们再从数据描述来探讨他们的区别于联系。
1 数据库的概念设计是根据⽤户的需求设计数据库的概念结构,他以规范的形式,表达了⽤户需求所涉及事物的理解。这⼀阶段⽤到四个术语:
实体:客观存在,可以相互区别的事物就是实体,它可以是具体的对象,⼀个⼈,⼀个房⼦等等,也可以是⼀个抽象的对象,马克思主义,⽑泽东思想等等;
实体集:简单来说就是同类实体的集合,我们都学过集合,这个概念就不深究了;属性:实体的特性就是属性,这个概念可以对⽐vb控件来学习,每⼀个属性都有⼀个值域,它的类型也是各种各样。
实体标识符:能唯⼀标识实体的属性或属性集,也称关键码(key)。
2 数据库的逻辑设计是根据概念设计的结果设计数据库的逻辑结构,及表达⽅式和实现⽅法。逻辑设计有许多⽅法,每个⽅法都有⼀套术语,下⾯列举最常⽤的⼀套术语:数据库属性的概念
字段:标记实体属性的命名单位,它是可以命名的最⼩实体单位,⼜称为数据元素或初等项,它的命名旺旺和属性名相同。
记录:字段的有序集合成为记录,⼀般⽤⼀个记录来描述⼀个实体。
⽂件:同⼀类记录的集合。
关键码:能唯⼀标识⽂件中每个记录的字段或字段集。
⽤⼀个表格来对⽐概念和逻辑设计中数据的联系:
概念设计实体属性实体集实体标识符
……………………
逻辑设计记录字段⽂件关键码
3 数据库物理设计,它涉及到了硬件知识,咱们这⾥只做介绍,不做讨论了。⾼速缓冲存储器(Cach
e):访问速度最快,最贵的存储器;主存储器:也就是内存;快擦科协存储器:介于内存和硬盘之间的⼀种存储器;磁盘存储器:俗称硬盘;光存储器:光盘;磁带等。下⾯⽤⼀张图来描述他们的存储层次关系:
三理论性的东西没有直观性,我们还以上⾯图书馆的例⼦为基础,继续讨论三个设计阶段的特点和联系。
⾸先应该分析数据信息,画出他们的联系,下⾯是读者和图书之间的简单关系图(ER图)
这个简单的ER图直观的表达除了读者和图书之间的关系,根据这个图,我们可以列出五个相互联系的表格,联系如下:
这五个表格就是数据库逻辑设计的表格的内容了。具体数据库表格就不画了。
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