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數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本要求：你需要知道什么？
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隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)變得越來越重要。無論是大型企業(yè)還是小型公司，都需要使用數(shù)據(jù)庫來存儲和管理數(shù)據(jù)。然而，設(shè)計(jì)一個(gè)高效、可靠的數(shù)據(jù)庫是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，需要掌握一些基本的要求。本文將介紹數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本要求，以幫助讀者更好地理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)。
1.明確需求
在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫之前，我們必須明確需求，了解我們需要存儲哪些數(shù)據(jù)，以及使用這些數(shù)據(jù)的目的是什么。這些需求將指導(dǎo)我們設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，以確保數(shù)據(jù)的正確性和完整性。如果我們不明確需求，將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)混亂、錯(cuò)誤和不完整，從而影響企業(yè)的業(yè)務(wù)。
2.規(guī)劃數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的核心。我們必須考慮表之間的關(guān)系、數(shù)據(jù)類型、約束、索引等等。正確地設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)可以簡化查詢，提高數(shù)據(jù)庫的性能，減少維護(hù)成本。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的過程中，我們還需要注意數(shù)據(jù)的規(guī)范化，確保數(shù)據(jù)存儲在正確的地方，避免數(shù)據(jù)冗余和不一致。
3.選擇合適的數(shù)據(jù)庫引擎和工具
數(shù)據(jù)庫引擎是一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組件，用于管理數(shù)據(jù)的存儲和檢索。選擇一個(gè)合適的數(shù)據(jù)庫引擎可以滿足特定需求（例如性能、可靠性、擴(kuò)展性等）。此外，我們還需要選擇合適的工具來設(shè)計(jì)、建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫，以提高工作效率和減少錯(cuò)誤。
4.確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性
數(shù)據(jù)的安全性和完整性對于任何數(shù)據(jù)庫都是至關(guān)重要的。我們需要采取措施保護(hù)數(shù)據(jù)庫免受未經(jīng)授權(quán)的訪問、破壞或盜竊。此外，我們還需要確保數(shù)據(jù)的正確性，例如使用數(shù)據(jù)約束、驗(yàn)證和事務(wù)處理等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
5.性能優(yōu)化和調(diào)整
數(shù)據(jù)庫性能的優(yōu)化和調(diào)整也是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的基本要求之一。我們需要配置合適的硬件和軟件環(huán)境，以確保數(shù)據(jù)的高可用性和可擴(kuò)展性。此外，我們還需要優(yōu)化查詢和索引，提高查詢速度，調(diào)整數(shù)據(jù)庫參數(shù)來滿足不同場景下的需求。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而且關(guān)鍵的任務(wù)，需要我們掌握各種技能和知識。了解以上基本要求將有助于我們設(shè)計(jì)一個(gè)高效、可靠、安全的數(shù)據(jù)庫，從而滿足企業(yè)不斷增長的數(shù)據(jù)需求。
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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，考慮數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)全過程，將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為以下6個(gè)階段
1.需求分析
2.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.數(shù)據(jù)庫實(shí)施
6.數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行和維護(hù)
在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中，需求分析和概念設(shè)計(jì)可以獨(dú)立于任何數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行，邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)與選用的DAMS密切相關(guān)。
1.需求分析階段（常用自頂向下）
進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)首先必須準(zhǔn)確了解和分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理）。需求分析是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)，也是最困難，最耗時(shí)的一步。需求分析是否做得充分和準(zhǔn)確，決定了在其上構(gòu)建數(shù)據(jù)庫大廈的速度與質(zhì)量。需求分析做的不好，會導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)返工重做。
需求分析的任務(wù)，是通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對象，充分了解原系統(tǒng)工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新的系統(tǒng)功能，新系統(tǒng)還得充分考慮今后可能的擴(kuò)充與改變，不僅僅能夠按當(dāng)前應(yīng)用需求來設(shè)計(jì)。
調(diào)查的重點(diǎn)是，數(shù)據(jù)與處理。達(dá)到信息要求，處理要求，安全性和完整性要求。
分析方法常用SA(Structured Analysis) 結(jié)構(gòu)化分析方法，SA方法從最上層的系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)入手，采用自頂向下，逐層分解的方式分析系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理過程的關(guān)系，在SA方法中，處理過程的處理邏輯常常借助判定表或判定樹來描述。在處理功能逐步分解的同事，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)也逐級分解，形成若干層次的數(shù)據(jù)流圖。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)則借助數(shù)據(jù)字典（data dictionary，DD）來描述。數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)描述的，數(shù)據(jù)字典通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)存儲，和處理過程5個(gè)階段。
2.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（常用自底向上）
概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它通過對用戶需求進(jìn)行綜合，歸納與抽象，形成了一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型。
設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)通常有四類方法：
自頂向下。即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的桐此握框架，再逐步細(xì)化。
自底向上。即首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后再將他們集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)。
逐步擴(kuò)張。首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)張，以滾雪球的方式逐步生成其他的概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)。
混合策略。即自頂向下和自底向上相結(jié)合。
3.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段（E-R圖）
邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并將扒舉進(jìn)行優(yōu)化。
在這階段，E-R圖顯得異常重要。大家要學(xué)會各個(gè)實(shí)體定義的屬性來畫出總體的E-R圖。
各分E-R圖之間的沖突主要有三類：屬性沖突，命名沖突，和結(jié)構(gòu)沖突。
E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換，要解決的問題是如何將實(shí)體性和實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，如何確定這些關(guān)系模式的屬性和碼。
4.物理設(shè)計(jì)階段
物理設(shè)計(jì)是為邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。
首先要對運(yùn)行的事務(wù)詳細(xì)分析，獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)所需要的參數(shù)，其次，要充分了解所用的RDBMS的內(nèi)部特征，特別是系統(tǒng)提供的存取方法和存儲結(jié)構(gòu)。
常用的存取方法有三類：1.索引方法，目前主要是B+樹索引方法。2.聚簇方法（Clustering）方法。3.是HASH方法。
5.數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段
數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段，設(shè)計(jì)人員運(yùn)營DBMS提供的數(shù)據(jù)庫語言（如sql）及其宿主語言，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，編制和調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行。
6.數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段
數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過試運(yùn)行后，即可投入正式運(yùn)行，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行過程中必須不斷地對其進(jìn)行評價(jià)，調(diào)整，修改。局慶
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