谈谈与数据库设计步骤相关的话题( 1 ) 同学们已学习完“项目一-需求分析”模

设计一个数据库需要我们耐心收集和分析数据，仔细理清数据间的关系，消除对数据库应用不利的隐患等等。在整个设计过程中，我们必须按步骤认真完成。一个数据库的设计好坏将直接影响将来基于该数据库的应用。

另外，数据库也不是独立存在的，它总是与具体的应用相关的，为具体的应用而建立的。因此在设计数据库之前我们必须明确应用的目的，在设计数据库的时候也应时刻考虑用户需求，数据库与具体应用之间是相辅相成的关系。

数据库的设计过程一般包括以下几个步骤：

确定建立数据库的目的和收集数据；

建立概念模型；

建立数据模型；

实施与维护数据库；

1．确定建立数据库的目的和收集数据

数据库设计过程的第一个阶段是确定建立数据库的目的和收集数据。通常，我们也把确定建立数据库的目的称为需求分析。需求分析的任务就是通过详细调查要处理的对象来明确用户的各种需求。并且通过调查、收集和分析信息，以了解在数据库中需要存储哪些数据，要完成什么样的数据处理功能。这一过程是数据库设计的起点，它将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实用。

确定目的之后就需要根据目的收集有用的数据。在着手收集数据之前最重要的就是要调查用户的实际需求，然后分析与表达这些需求。调查用户需求的方法有很多，如查阅记录、访谈、开调查会、设计调查表请用户填写或回答相关问题等。其中比较有效的方法是访谈，我们可以借助一些设计合理的调查表来与用户直接交流。通过充分交流，可以了解他们平时是如何使用数据库的，以及对当前信息的要求，进而设计满足用户需求的字段，并根据设计的字段收集数据。

2．建立概念模型

确定建立数据库的目的以及完成数据收集后，就进入数据库设计过程的第二阶段——建立概念模型。这一阶段是整个数据库设计的关键。设计时，一般先根据应用的需求，画出能反映每个应用需求的E-R图，其中包括确定实体、属性和联系的类型。然后优化初始的E-R图，消除冗余和可能存在的矛盾。概念模型是对用户需求的客观反映，并不涉及具体的计算机软、硬件环境。因此，在这一阶段中我们必须将注意力集中在怎样表达出用户对信息的需求，而不考虑具体实现问题。

3．建立数据模型

完成上一阶段后，我们得到了一个与具体计算机软、硬件无关的概念模型。接着我们就可以着手建立数据库模型了，这是数据库设计过程的第三个阶段。在这一阶段中我们要将概念模型中得到的E-R图转换成具体的数据模型。通过前面的学习，我们已经了解到数据模型一般分为层次、网状、关系和面向对象模型等。目前比较常用的是关系数据模型，我们通常将E-R图转换成关系数据模型，实际上就是要将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。

4．实施与维护数据库

最后一个阶段是实施与维护数据库。完成数据模型的建立后，我们就必须对字段进行命名，确定字段的类型和宽度，并利用数据库管理系统或数据库语言创建数据库结构、输入数据和运行等，因此数据库的实施是数据库设计过程的“最终实现”。如果数据库运行很成功，则表明数据库设计任务基本结束，以后的重点就是数据库的维护工作，包括做好备份工作、数据库的安全性和完整性调整、改善数据库性能等。

数据库的设计在数据库应用系统的开发中占有很重要的地位。只有设计出合理的数据库，才能为建立在数据库上的应用提供方便。不过数据库的设计过程从来都不会有真正的结束，因为随着用户需求和具体应用的变化和扩大，数据库的结构也可能会随之变化。

数据库基本的功能：

信息浏览和查询；

信息的修改、添加和删除；

信息的统计、汇总等。

设计数据库时要注意保留以下内容：

设计文档、内容 *** 作说明，实例数据库、帮助及过程性文件（如下载的资源、工作日志）等。

开发文档

1 《功能要求》 -- 来源于客户要求和市场调查，是软件开发中最早期的一个环节。客户提出一个模糊的功能概念，或者要求解决一个实际问题，或者参照同类软件的一个功能。有软件经验的客户还会提供比较详细的技术规范书，把他们的要求全部列表书写在文档中，必要时加以图表解说。这份文档是需求分析的基础。

2 《投标方案》 -- 根据用户的功能要求，经过与招标方沟通和确认，技术人员开始书写《投标方案》，方案书一般包括以下几个重要的章节： 前言 -- 项目背景、公司背景和业务、技术人员结构、公司的成功案例介绍等。 需求分析 -- 项目要求、软件结构、功能列表、功能描述、注意事项等。 技术方案 -- 总体要求和指导思想、技术解决方案、软件开发平台、网络结构体系等。 项目管理 -- 描述公司的软件开发流程、工程实施服务、组织和人员分工、开发进度控制、软件质量保证、项目验收和人员培训、软件资料文档等。 技术支持 -- 公司的技术支持和服务介绍、服务宗旨和目标、服务级别和响应时间、技术服务区域、技术服务期限、授权用户联系人等。 系统报价 -- 软、硬件平台报价列表、软件开发费用、系统维护费用等。 项目进度 -- 整个项目的进度计划，包括签署合同、项目启动、需求分析、系统分析、程序开发、测试维护、系统集成、用户验收、用户培训等步骤的时间规划。

3 《需求分析》 -- 包括产品概述、主要概念、 *** 作流程、功能列表和解说、注意事项、系统环境等。以《功能要求》为基础，进行详细的功能分析 ( 包括客户提出的要求和根据开发经验建议的功能 ) ，列出本产品是什么，有什么特殊的概念，包括哪些功能分类，需要具备什么功能，该功能的 *** 作如何，实现的时候该注意什么细节，客户有什么要求，系统运行环境的要求等。这里的功能描述跟以后的使用手册是一致的。

4 《技术分析》 -- 包括技术选型、技术比较、开发人员、关键技术问题的解决、技术风险、技术升级方向、技术方案评价，竞争对手技术分析等。以《需求分析》为基础，进行详细的技术分析 ( 产品的性能和实现方法 ) ，列出本项目需要使用什么技术方案，为什么，有哪些技术问题要解决 ，估计开发期间会碰到什么困难，技术方案以后如何升级，对本项目的技术有什么评价等。

5 《系统分析》 -- 包括功能实现、模块组成、功能流程图、函数接口、数据字典、软件开发需要考虑的各种问题等。以《需求分析》为基础，进行详细的系统分析 ( 产品的开发和实现方法 ) ，估计开发期间需要把什么问题说明白，程序员根据《系统分析》，开始在项目主管的带领下进行编码。

6 《数据库文档》 -- 包括数据库名称、表名、字段名、字段类型、字段说明、备注、字段数值计算公式等。以《系统分析》为基础，进行详细的数据库设计。必要时可以用图表解说，特别是关系数据库。

7 《功能函数文档》 -- 包括变量名、变量初植、功能，函数名，参数，如何调用、备注、注意事项等。以《系统分析》为基础，进行详细的说明，列出哪个功能涉及多少个函数，以便以后程序员修改、接手和扩展。

8 《界面文档》 -- 包括软件外观、界面素材、编辑工具、文件名、菜单、按钮和其它界面部件的要求，这里与软件完成后的运行界面是一致的。

9 《编译手册》 -- 包括服务器编译环境、 *** 作系统、编译工具、 GNU 的 C++ 编译器版本信息、目录说明、程序生成、源程序文件列表、 Makefile 配置及其相关程序的对应关系列表。客户端的编译过程、编译结果、编译示例、编译环境、 *** 作系统、编译工具、源文件列表和制作安装程序的过程。

10 《 QA 文档》 -- 包括产品简介、产品原理、产品功能列表、功能描述、功能流程、执行结果、数据库结构、测试要求等，提供给软件测试人员使用。

11 《项目总结》 -- 包括项目简介、项目参与人员和开发时间、项目风险管理过程、项目功能列表、项目结构特点、技术特点、对项目的升级建议、对以后的项目的建议、人员素质情况等。

在大多数软件项目中，要末不作详细设计，要么开发完成后再补详细设计文档，质量也不容乐观，文档与系统往往不能同步，使详细设计文档完全流于形式，对工作没有起到实际的帮助。

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详细设计是相对概要设计而言的，是瀑布开发流程的一个重要环节，在概要设计的高层设计的基础上，从逻辑上实现了每一模块的功能，是编码阶段的主要参考资料，是从高层到低层、逐步精化思想的具体实现。

详细设计文档的内容包括各个模块的算法设计，

接口设计，

数据结构设计，交互设计等。必须写清楚各个模块/接口/公共对象的定义，列明各个模块程序的

各种执行条件与期望的运行效果，还要正确处理各种可能的异常。

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在开发过程中，由需求及设计不正确、不完整所导致的问题是项目进度拖延、失败的一个主要因素，而软件系统的一个重要特性就是需求和设计的不断构建和改进，在写详细设计文档过程中，

详细设计实际上是对系统的一次逻辑构建，可以有效验证需求的完整性及正确性。

如果不写详细设计文档，一般就从概设直接进入编码阶段，这时开发人员所能参考的资料就是需求规格说明书及页面原型、数据库设计等，不能直接进行开发，需要进行信息的沟通，把页面原型不能体现的设计讲清楚，这样既容易遗忘，也容易发生问题，详细设计文档可以作为需求人员、总体设计人员与开发人员的沟通工具，把静态页面无法体现的设计体现出来，包含整体设计对模块设计的规范，体现对设计上的一些决策，例如选用的算法，对一些关键问题的设计考虑等等，使开发人员能快速进入开发，提高沟通效率，减少沟通问题。

对于系统功能的调整，后期的维护，详设文档提供了模块设计上的考虑、决策，包括模块与整体设计的关系、模块所引用的数据库设计、重要 *** 作的处理流程、重要的业务规则实现设计等等信息，提供了对模块设计的概述性信息，阐明了模块设计上的决策，配合代码注释，可以相对轻松读懂原有设计。

·存在的问题要由专门的人写，是比较麻烦的，也是很需要时间的，会对进度造成压力，也容易形成工作瓶颈，使设计人员负担过重，而开发人员无事可作。对于现在一般的以数据库为中心的管理系统而言，这个工作始终是要作的，区别只不过是不是形成专门文档，形成文档可能会多花一两周时间，但相对于规避的风险和问题来说，也是值得的，另外由于现在高级语言的流行，所以更详细的设计应该直接体现在代码的设计上，而文档则只体现设计上的一些决策，协调整体设计与模块设计的关系，把页面原型所不能体现的设计情况文档化，所以所花费的时间是有限的。

设计内容容易过细，但设计阶段是不能考虑特别清楚地，时间也不允许。

对于这个问题，一个对策是上边所提到的，文档只体现设计上的决策，页面原型所不能反映的信息，详细设计只体现总体设计对模块设计的一些考虑，例如对功能的数据库设计等等，而具体的实现实现，则到代码中再去实现，相关的设计也仅体现在代码中。

需求、设计需要不断的被更新、构建，则设计文档需要不断的重新调整，文档的维护需要跟上，否则文档和系统的同步就很难得到保障了，且造成多余的工作量。文档的内容易流于形势，质量糟糕，不能成为开发人员的参考手册，一是要建立起相关制度，如有修改，先改文档，后作开发，从工作流程上切实保障文档与系统的同步，二是要规范文档质量，对文档该写什么，不该写什么，标准是什么，粒度是什么，语法应该如何组织，有明确的标准和考虑，同时，建立审计文档评审、审核制度，充分保障系统的使用。·

首先是文档的内容，根据项目和团队的不同，详细设计文档的内容也有所不同，一般说来，粒度不宜过细，不能代替开发人员的设计和思考，但要把有关设计的决策考虑进去，包括与其他模块、整体设计的关系、 *** 作的处理流程，对业务规则的设计考虑等，有一个标准为，凡是页面原型、需求规格说明书所不能反映的设计决策，而开发人员又需要了解的，都要写入文档。

其次是文档所面向的读者，主要为模块开发人员、后期维护人员，模块开发人员通过详细设计文档和页面原型来了解所开发的功能，后期维护人员通过实际系统、模块代码、详细设计文档来了解一个功能。

再有就是谁来写文档，因为文档主要考虑的是设计上的决策，所以写文档的人应该为负责、参加设计的技术经理、资深程序员，根据团队情况和项目规模、复杂度的不同，也有所不同。

还需要保证文档的可读性、准确性、一致性，要建立严格的文档模板及标准，保证文档的可读性及准确性，同时建立审核及设计评审制度，来保障设计及文档的质量，另外在工作流程中要强调，要先设计、先写文档，再进行开发。

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