依照学校教学安排，第四章为数据库设计与实现

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使用软件 pgAdmin4, Power Designer

（更新中）

4.1 数据库设计概述

4.1.1 数据库设计方案

数据库设计是数据库应用系统开发的重要内容。在实现数据库之前，必须有明确的设计方案。数据库设计方案主要体现为数据库设计报告及其设计模型。在数据库设计报告中，需要明确：

• 数据库设计目标
• 数据库设计思路
• 数据库设计约束
• 数据库命名规则
• 数据库应用结构
• 数据库应用访问方式
• 数据库设计模型
  …

数据库设计方案的核心内容有数据库应用架构设计、数据库结构模型设计、数据库应用访问方法设计

数据库应用架构设计

在不同应用需求场景中，数据库的应用架构方式是不同的。数据库应用架构可分为单用户结构、集中式结构、客户-服务器结构和分布式结构。

数据库结构模型设计

数据库结构模型设计一般分为概念层设计、逻辑层设计、物理层设计，它们的设计模型分别为概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型。

数据库应用访问方法设计

数据库应用对数据库访问可以有多种方式，如直接本地接口连接访问、基于标准结构连接访问、基于数据访问层框架连接访问

4.1.2 数据库结构模型

• 概念数据模型是一种面向用户的系统数据模型，它用来描述现实世界的系统概念化数据结构。使数据库设计人员在系统设计的初始阶段摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题，集中精力分析业务数据以及数据之间的联系等，描述系统的数据对象及其组成关系。
• 逻辑数据模型是在概念数据模型的基础上，从系统设计角度描述系统的数据对象组成及其关联结构，并考虑这些数据对象符合数据库对象的逻辑表示。
• 物理数据模型是在逻辑数据模型基础上，针对具体DBMS所设计的数据模型。它用于描述系统数据模型在具体DBMS中的数据对象组织、存储方式、索引方式、访问路径等实现信息。

  4.1.3 数据库开发过程及设计策略

  数据库开发过程

• 数据需求分析阶段
  • 从现实业务获取数据表单、报表、查询、业务规则、数据更新的说明
  • 分析系统的数据特征、数据类型、数据取值约束
  • 描述系统的数据关系、数据处理要求
  • 建立系统的数据字典
• 数据库设计阶段
  • 数据库模型结构设计（概念数据模型、逻辑数据模型、物理数据模型）
  • 数据库索引、视图、查询设计
  • 数据库表约束设计
  • 数据库触发器、存储过程设计
• 数据库实现阶段
  • 数据库创建
  • 数据模型物理实现
• 数据库测试阶段
  • 数据库数据上线
  • 数据库系统测试

设计策略

• 自底向上设计：首先具体分析各业务数据需求，并抽象各业务的数据实体及其关系，然后设计各个业务的数据模型。在设计过程中，不断地概括、分类与规范数据模型，并建立反应整个组织的全局数据模型。
• 自顶向下设计：首先从组织机构全局角度规划设计组织机构顶层的数据模型，然后分别对各部门所涉及的业务数据进行实体联系建模。在设计过程中，自顶向下逐步细化数据模型设计。
• 自内向外设计策略：首先确定组织机构的核心业务，对核心业务数据进行建模设计，然后逐步扩散到其它外围业务的数据模型设计。
• 混合策略设计：融合以上设计策略，对组织机构数据库进行建模设计，同时应用多种设计策略进行数据建模，避免单一设计策略导致的数据库建模设计局限。

4.1.4 主流数据库建模工具Power Designer

当今，数据库设计都必须借助系统建模工具来实现模型设计，此处介绍Power Designer。
Power Designer 是一种面向软件开发生命周期的建模工具，它提供软件需求模型、业务流程模型、数据库模型、面向对象模型、自定义模型的开发支持。

4.1.5 Power Designer各个数据模型之间的关系

在通常数据库设计中，首先设计概念数据模型，然后将其转换设计为逻辑数据模型，最后针对选型的数据库DBMS将逻辑数据模型转化为支持该DBMS的物理数据模型。若设计中不考虑规范化问题，可以将概念数据模型直接转换设计为物理数据模型。当完成PDM物理数据模型设计后，便可将其在DBMS系统中进行数据库实现。

4.2 E-R模型方法

4.3 数据库建模设计

4.4 数据库规范化设计

4.5 数据库设计模型SQL实现

4.6 基于Power Designer的数据库设计建模实践（略）