数据库设计各阶段对应所产生的文档

第一步，需求分析。需求分析阶段应该对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能够接受的需求分析报告。这一阶段的工作只要有，分析用户活动，产生业务流程图；确定系统范围，产生体统范围图；分析用户活动涉及的数据，产生数据流程图；分析系统数据，产生数据字典。

第二步，概念设计。概念设计的目标是产生反应企业组织信息需求的数据库概念结构,即设计出独立与计算机硬件和DBMS（数据库管理系统）的概念模式。E-R模型是主要设计工具。

第三步，逻辑结构设计。其目的是把概念设计阶段设计好的全局E-R模式转换成与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构（包括数据库模式和外模式）。

第四步，数据库的物理设计。对于给定的数据模型选取一个最适合应用应用环境的物理结构的过程。数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法，完全依赖于给定的硬件环境赫尔数据库产品。

第五步，数据库的实现。该阶段主要有3项工作：1建立实际数据库结构 2装入试验数据对应用程序进行调试 3装入实际数据，进入试运行状态。

第六步，数据库的运行与维护。数据库系统的正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始，该阶段有4项任务：1维护数据库的安全性与完整性 2监测并改善数据库运行性能 3根据用户要求对数据库现有功能进行扩充 4及时改正运行中发现的系统错误。

PowerDesign：PowerDesign是Sybase推出的主打数据库设计工具。PowerDesign致力于采用基于Entiry- Relation的数据模型，分别从概念数据模型(Conceptual Data Model)和物理数据模型(Physical Data Model)两个层次对数据库进行设计。概念数据模型描述的是独立于数据库管理系统(DBMS)的实体定义和实体关系定义。物理数据模型是在概念数据模型 的基础上针对目标数据库管理系统的具体化。

如何一次性将表结构的脚本导出来？

Database --->Generate Database ---> Genarate Script 就可实现。

Name用中文英文以便查询、写程序的时候方便， Code才是最终产生的Table Name

PowerDesigner中建了模型，如何把它作为文档导出？

利用REPORT。选择一个模板，然后就生成了RTF或是HTM格式的文档

如何将已经存在的数据库所有表，导入到PowerDesign中？

用PD里的反向工程file--->reverse engineering ===> and go on

概念数据模型(CDM)

CDM表现数据库的全部逻辑的结构,与任何的软件或数据储藏结构无关。一个概念模型经常包括在物理数据库中仍然不实现的数据对象。它给运行计划或业务活动的数据一个正式表现方式。不考虑物理实现细节，只考虑实体之间的关系。

物理数据模型 (PDM)

PDM叙述数据库的物理实现。主要目的是把CDM中建立的现实世界模型生成特定的DBMS脚本，产生数据库中保存信息的储存结构，保证数据在数据库中的完整性和一致性。

面向对象模型 (OOM)

一个OOM包含一系列包，类，接口和他们的关系。这些对象一起形成所有的(或部份)一个软件系统的逻辑的设计视图的类结构。一个OOM本质上是软件系统的一个静态的概念模型。

业务程序模型(BPM)

BPM描述业务的各种不同内在任务和内在流程，而且客户如何以这些任务和流程互相影响。BPM是从业务合伙人的观点来看业务逻辑和规则的概念模型，使用一个图表描述程序，流程，信息和合作协议之间的交互作用。

正向工程

你能直接地从PDM产生一个数据库, 或产生一个能在你的数据库管理系统环境中运行的数据库脚本。可以生成数据库脚本,如果选择ODBC方式,则可以直接连接到数据库,从而直接产生数据库表以及其他数据库对象。

逆向工程

将已存在的数据库产生进新的PDM 之内。数据来源可能是从脚本文件或一个开放数据库连接数据来源。

并不是每个设计都需要用到Power Designer。 例如：小的系统，或Table数比较少的情况下就没有必要采用Power Designer了。

设计步骤

CDM PDM OOM三者转换关系

PowerDesigner仅仅是实现的工具

不要以为Power能帮你把关系什么的全部建立好，很多数据库理论只是还是需要的，设计数据库的时候，那些范式什么的，一定要掌握。

设计一个好的数据库，最好的工具不是必须的，但是基础理论是一定要的。

PowerDesigner用途不局限于数据建模

还可以用PowerDweigner设计web service

并不是每个设计都需要用到PD

用Powerdesigner对付比较大型的项目，是很好的，对于短平快类型的项目，如果时间要求你1个星期完成一个程序，那么完全没有必要用 PowerDesigner，直接维护数据库就可以了，当表的数量超过10个（一个小系统的表在10个左右）的时候，建议还是用用 Powerdesigner 。

我的看法：如果想做成一个比较规范的数据库，小项目也可以用。毕竟生成报表和正反向工程很有用。

零碎

PD中的CDM设计时，可以将所有需要的字段都定义好。然后在设计实体是直接取出来。PD提供了这样的统一管理的工具。在PD菜单栏-Model-Data Item下。

为了使自己设计的CDM看起来象样一点，可以从工具栏中，拖动一个Title。其显示的信息，是当前CDM的属性值。

为了使实体等Symbol看起来显眼和舒服。可以根据个人喜好进行外观上的调整。当前设计界面中，右键-Display Perferences中进行设置。还可以增加shadow效果。选中Symbol后，Ctrl+W。或者右键菜单。

为了使布局整齐。选中需要调整的Symbol后，菜单-Symbol-Align进行设置。快捷键：ctrl+UP,ctrl+Down,ctrl+Left,ctrl+Right即为上下左右对齐。

设计实体属性时注意的细节：M：表示强制非空；P：是否为主键；D：是否在模型中显示。gerenate：表示是否作为表生成。

默认情况下，CDM的实体会显示Identifier一栏。如果不想其显示出来，在右键-Display Perferences中ObjectView-Entity中设置。

关系的命名方法是：实体名1 实体名2。

关系中的角色（Role）表示联系线上一个方向上的含义。用一个动词来描述。Role只是起一个描述作用。

依赖(Dependency)：表示在联系中一个实体的存在是否依赖于另一个实体。寄生实体（Dependent Entity）是一种部分地被另一实体确定的实体。在依赖联系中，一个实体与另一实体通过标识符相联系，当一个实体的存在没有另一个实体的存在作为参考就 不能唯一确定时，两个实体间就存在依赖联系。

主从表就是典型的依赖关系。

中间实体（Associative Entity）：是为了解决多对多联系而产生的一个人工实体，能够为中间实体定义属性。用鼠标右键单击多对多联系线，在d出的菜单中选择“Change to entity”，能够把这个联系转换成连接两个实体的中间实体。

善于利用自动生成的中间实体，可以简化设计工作，提高数据库设计的正确性。

中间实体一般不用再加入新的字段。

牢记：外键是通过关系Relationship自动来建立的，不需要手动建立。不然会产生多余的键。所以设计时，关注实体本身的字段，以及实体间的关系，特别是多对多和依赖关系。

从CDM到PDM的转换需要注意：

不能改变Diagram的名称

在树状图中，如果钩选红色标出的Symbol表示覆盖修改，不钩选表示保护修改。

数据库为了保证数据完整性和一致性，提出了约束。即表约束，列约束以及参照完整性约束。通常数据库设计和程序开发不是绝对的分离的。所以前两者在实际开发过程中逐渐的完善。需要注意的还是参照完整性约束。

在PD中前两者的设定是对字段，后者是对关系。

参照完整性约束

限制（Restrict）。不允许进行修改或删除 *** 作。若修改或删除主表的主键时，如果子表中存在子记录，系统将产生一个错误提示。这是缺省的参照完整性设置。

置空(Set Null)。如果外键列允许为空，若修改或删除主表的主键时，把子表中参照的外键列设置为空值（NULL）。

置为缺省(Set Default)。如果指定了缺省值，若修改或删除主表的主键时，把子表中参照的外键设置为缺省值（Default）。

级联(Cascade)。把主表中主键修改为一个新的值时，相应修改子表中外键的值；或者删除主表中主键的记录时，要相应删除子表中外键的记录。

注意理解以上的约束时，抓住 *** 作的都是主表。子表的 *** 作都是相对主表来说的。 *** 作方式就是Update和Delete。

引用基础数据表的数据时，可以建立对应的视图。选中需要作为视图的表，菜单栏-Tools-Create View

PD支持对已有数据的表更新表结构。不过需要谨慎 *** 作，检查生成的SQL脚本。

PD也可以生成随机的测试数据。

触发器就是DBMS中提供的事件驱动机制。发生在表的Insert,Update和Delete。执行SQL语句或存储过程。

在PD中可以完成存储过程的编写，也便于管理。

逆向工程可以通过数据库脚本或者通过ODBC数据源来实现。

数据库设计(Database Design)是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。

在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。

一、数据库和信息系统

(1)数据库是信息系统的核心和基础，把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来，提供存储、维护、检索数据的

功能，使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。

(2)数据库是信息系统的各个部分能否紧密地结合在一起以及如何结合的关键所在。

(3)数据库设计是信息系统开发和建设的重要组成部分。

(4)数据库设计人员应该具备的技术和知识：

数据库的基本知识和数据库设计技术

计算机科学的基础知识和程序设计的方法和技巧

软件工程的原理和方法

应用领域的知识

二、数据库设计的特点

数据库建设是硬件、软件和干件的结合

三分技术，七分管理，十二分基础数据

技术与管理的界面称之为“干件”

数据库设计应该与应用系统设计相结合

结构（数据）设计：设计数据库框架或数据库结构

行为（处理）设计：设计应用程序、事务处理等

结构和行为分离的设计

传统的软件工程忽视对应用中数据语义的分析和抽象，只要有可能就尽量推迟数据结构设计的决策早期的数据库设计致力于数据模型和建模方法研究，忽视了对行为的设计

如图：

三、数据库设计方法简述

手工试凑法

设计质量与设计人员的经验和水平有直接关系

缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证

数据库运行一段时间后常常又不同程度地发现各种问题，增加了维护代价

规范设计法

手工设计方

基本思想

过程迭代和逐步求精

规范设计法(续)

典型方法：

(1)新奥尔良（New Orleans）方法：将数据库设计分为四个阶段

SBYao方法：将数据库设计分为五个步骤

IRPalmer方法：把数据库设计当成一步接一步的过程

(2)计算机辅助设计

ORACLE Designer 2000

SYBASE PowerDesigner

四、数据库设计的基本步骤

数据库设计的过程(六个阶段)

1需求分析阶段

准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）

是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步

2概念结构设计阶段

是整个数据库设计的关键

通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型

3逻辑结构设计阶段

将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型

对其进行优化

4数据库物理设计阶段

为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）

5数据库实施阶段

运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果

建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行

6数据库运行和维护阶段

数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。

在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改

设计特点:

在设计过程中把数据库的设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来将这两个方面的需求分析、抽象、设计、实现在各个阶段同时进行，相互参照，相互补充，以完善两方面的设计

设计过程各个阶段的设计描述：

如图：

五、数据库各级模式的形成过程

1需求分析阶段：综合各个用户的应用需求

2概念设计阶段：形成独立于机器特点，独立于各个DBMS产品的概念模式(E-R图)

3逻辑设计阶段：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；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

4物理设计阶段：根据DBMS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

六、数据库设计技巧

1 设计数据库之前（需求分析阶段）

1) 理解客户需求，询问用户如何看待未来需求变化。让客户解释其需求，而且随着开发的继续，还要经常询问客户保证其需求仍然在开发的目的之中。

2) 了解企业业务可以在以后的开发阶段节约大量的时间。

3) 重视输入输出。

在定义数据库表和字段需求（输入）时，首先应检查现有的或者已经设计出的报表、查询和视图（输出）以决定为了支持这些输出哪些是必要的表和字段。

举例：假如客户需要一个报表按照邮政编码排序、分段和求和，你要保证其中包括了单独的邮政编码字段而不要把邮政编码糅进地址字段里。

4) 创建数据字典和ER 图表

ER 图表和数据字典可以让任何了解数据库的人都明确如何从数据库中获得数据。ER图对表明表之间关系很有用，而数据字典则说明了每个字段的用途以及任何可能存在的别名。对SQL 表达式的文档化来说这是完全必要的。

5) 定义标准的对象命名规范

数据库各种对象的命名必须规范。

2 表和字段的设计（数据库逻辑设计）

表设计原则

1) 标准化和规范化

数据的标准化有助于消除数据库中的数据冗余。标准化有好几种形式，但Third Normal Form（3NF）通常被认为在性能、扩展性和数据完整性方面达到了最好平衡。简单来说，遵守3NF 标准的数据库的表设计原则是：“One Fact in One Place”即某个表只包括其本身基本的属性，当不是它们本身所具有的属性时需进行分解。表之间的关系通过外键相连接。它具有以下特点：有一组表专门存放通过键连接起来的关联数据。

举例：某个存放客户及其有关定单的3NF 数据库就可能有两个表：Customer 和Order。Order 表不包含定单关联客户的任何信息，但表内会存放一个键值，该键指向Customer 表里包含该客户信息的那一行。

事实上，为了效率的缘故，对表不进行标准化有时也是必要的。

2) 数据驱动

采用数据驱动而非硬编码的方式，许多策略变更和维护都会方便得多，大大增强系统的灵活性和扩展性。

举例，假如用户界面要访问外部数据源（文件、XML 文档、其他数据库等），不妨把相应的连接和路径信息存储在用户界面支持表里。还有，如果用户界面执行工作流之类的任务（发送邮件、打印信笺、修改记录状态等），那么产生工作流的数据也可以存放在数据库里。角色权限管理也可以通过数据驱动来完成。事实上，如果过程是数据驱动的，你就可以把相当大的责任推给用户，由用户来维护自己的工作流过程。

3) 考虑各种变化

在设计数据库的时候考虑到哪些数据字段将来可能会发生变更。

举例，姓氏就是如此（注意是西方人的姓氏，比如女性结婚后从夫姓等）。所以，在建立系统存储客户信息时，在单独的一个数据表里存储姓氏字段，而且还附加起始日和终止日等字段，这样就可以跟踪这一数据条目的变化。

字段设计原则

4) 每个表中都应该添加的3 个有用的字段

dRecordCreationDate，在VB 下默认是Now()，而在SQL Server • 下默认为GETDATE()

sRecordCreator，在SQL Server 下默认为NOT NULL DEFAULT • USER

nRecordVersion，记录的版本标记；有助于准确说明记录中出现null 数据或者丢失数据的原因 •

5) 对地址和电话采用多个字段

描述街道地址就短短一行记录是不够的。Address_Line1、Address_Line2 和Address_Line3 可以提供更大的灵活性。还有，电话号码和邮件地址最好拥有自己的数据表，其间具有自身的类型和标记类别。

6) 使用角色实体定义属于某类别的列

在需要对属于特定类别或者具有特定角色的事物做定义时，可以用角色实体来创建特定的时间关联关系，从而可以实现自我文档化。

举例：用PERSON 实体和PERSON_TYPE 实体来描述人员。比方说，当John Smith, Engineer 提升为John Smith, Director 乃至最后爬到John Smith, CIO 的高位，而所有你要做的不过是改变两个表PERSON 和PERSON_TYPE 之间关系的键值，同时增加一个日期/时间字段来知道变化是何时发生的。这样，你的PERSON_TYPE 表就包含了所有PERSON 的可能类型，比如Associate、Engineer、Director、CIO 或者CEO 等。还有个替代办法就是改变PERSON 记录来反映新头衔的变化，不过这样一来在时间上无法跟踪个人所处位置的具体时间。

7) 选择数字类型和文本类型尽量充足

在SQL 中使用smallint 和tinyint 类型要特别小心。比如，假如想看看月销售总额，总额字段类型是smallint，那么，如果总额超过了$32,767 就不能进行计算 *** 作了。

而ID 类型的文本字段，比如客户ID 或定单号等等都应该设置得比一般想象更大。假设客户ID 为10 位数长。那你应该把数据库表字段的长度设为12 或者13 个字符长。但这额外占据的空间却无需将来重构整个数据库就可以实现数据库规模的增长了。

8) 增加删除标记字段

在表中包含一个“删除标记”字段，这样就可以把行标记为删除。在关系数据库里不要单独删除某一行；最好采用清除数据程序而且要仔细维护索引整体性。

3 选择键和索引（数据库逻辑设计）

键选择原则：

1) 键设计4 原则

为关联字段创建外键。 •

所有的键都必须唯一。 •

避免使用复合键。 •

外键总是关联唯一的键字段。 •

2) 使用系统生成的主键

设计数据库的时候采用系统生成的键作为主键，那么实际控制了数据库的索引完整性。这样，数据库和非人工机制就有效地控制了对存储数据中每一行的访问。采用系统生成键作为主键还有一个优点：当拥有一致的键结构时，找到逻辑缺陷很容易。

3) 不要用用户的键(不让主键具有可更新性)

在确定采用什么字段作为表的键的时候，可一定要小心用户将要编辑的字段。通常的情况下不要选择用户可编辑的字段作为键。

4) 可选键有时可做主键

把可选键进一步用做主键，可以拥有建立强大索引的能力。

索引使用原则：

索引是从数据库中获取数据的最高效方式之一。95%的数据库性能问题都可以采用索引技术得到解决。

1) 逻辑主键使用唯一的成组索引，对系统键（作为存储过程）采用唯一的非成组索引，对任何外键列采用非成组索引。考虑数据库的空间有多大，表如何进行访问，还有这些访问是否主要用作读写。

2) 大多数数据库都索引自动创建的主键字段，但是可别忘了索引外键，它们也是经常使用的键，比如运行查询显示主表和所有关联表的某条记录就用得上。

3) 不要索引memo/note 字段，不要索引大型字段（有很多字符），这样作会让索引占用太多的存储空间。

4) 不要索引常用的小型表

不要为小型数据表设置任何键，假如它们经常有插入和删除 *** 作就更别这样作了。对这些插入和删除 *** 作的索引维护可能比扫描表空间消耗更多的时间。

4 数据完整性设计（数据库逻辑设计）

1) 完整性实现机制：

实体完整性：主键

参照完整性：

父表中删除数据：级联删除；受限删除；置空值

父表中插入数据：受限插入；递归插入

父表中更新数据：级联更新；受限更新；置空值

DBMS对参照完整性可以有两种方法实现：外键实现机制（约束规则）和触发器实现机制

用户定义完整性：

NOT NULL；CHECK；触发器

2) 用约束而非商务规则强制数据完整性

采用数据库系统实现数据的完整性。这不但包括通过标准化实现的完整性而且还包括数据的功能性。在写数据的时候还可以增加触发器来保证数据的正确性。不要依赖于商务层保证数据完整性；它不能保证表之间（外键）的完整性所以不能强加于其他完整性规则之上。

3) 强制指示完整性

在有害数据进入数据库之前将其剔除。激活数据库系统的指示完整性特性。这样可以保持数据的清洁而能迫使开发人员投入更多的时间处理错误条件。

4) 使用查找控制数据完整性

控制数据完整性的最佳方式就是限制用户的选择。只要有可能都应该提供给用户一个清晰的价值列表供其选择。这样将减少键入代码的错误和误解同时提供数据的一致性。某些公共数据特别适合查找：国家代码、状态代码等。

5) 采用视图

为了在数据库和应用程序代码之间提供另一层抽象，可以为应用程序建立专门的视图而不必非要应用程序直接访问数据表。这样做还等于在处理数据库变更时给你提供了更多的自由。

5 其他设计技巧

1) 避免使用触发器

触发器的功能通常可以用其他方式实现。在调试程序时触发器可能成为干扰。假如你确实需要采用触发器，你最好集中对它文档化。

2) 使用常用英语（或者其他任何语言）而不要使用编码

在创建下拉菜单、列表、报表时最好按照英语名排序。假如需要编码，可以在编码旁附上用户知道的英语。

3) 保存常用信息

让一个表专门存放一般数据库信息非常有用。在这个表里存放数据库当前版本、最近检查/修复（对Access）、关联设计文档的名称、客户等信息。这样可以实现一种简单机制跟踪数据库，当客户抱怨他们的数据库没有达到希望的要求而与你联系时，这样做对非客户机/服务器环境特别有用。

4) 包含版本机制

在数据库中引入版本控制机制来确定使用中的数据库的版本。时间一长，用户的需求总是会改变的。最终可能会要求修改数据库结构。把版本信息直接存放到数据库中更为方便。

5) 编制文档

对所有的快捷方式、命名规范、限制和函数都要编制文档。

采用给表、列、触发器等加注释的数据库工具。对开发、支持和跟踪修改非常有用。

对数据库文档化，或者在数据库自身的内部或者单独建立文档。这样，当过了一年多时间后再回过头来做第2 个版本，犯错的机会将大大减少。

6) 测试、测试、反复测试

建立或者修订数据库之后，必须用用户新输入的数据测试数据字段。最重要的是，让用户进行测试并且同用户一道保证选择的数据类型满足商业要求。测试需要在把新数据库投入实际服务之前完成。

7) 检查设计

在开发期间检查数据库设计的常用技术是通过其所支持的应用程序原型检查数据库。换句话说，针对每一种最终表达数据的原型应用，保证你检查了数据模型并且查看如何取出数据。

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