DB-06 数据库设计

一、数据库设计的六个阶段

数据库设计是一个系统的工程，通常分为六个阶段：

1. 需求分析阶段：了解用户需要存储什么数据、支持什么操作。这是最困难、最耗费时间的一步。输出结果是需求说明书和数据字典。数据字典包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五部分。

2. 概念结构设计阶段：将需求分析的结果抽象为概念模型（通常用E-R图表示）。这个阶段独立于任何具体的DBMS，是最能体现设计水平的一步。

3. 逻辑结构设计阶段：将E-R图转换为DBMS支持的关系模式（即表结构）。在这个阶段开始需要考虑具体的DBMS特性。

4. 物理设计阶段：确定数据的存储结构和存取方法，如选择索引类型、决定文件的存放位置等。

5. 数据库实施阶段：使用DDL语句创建数据库和表，编写应用程序，加载初始数据。

6. 数据库运行与维护阶段：对数据库进行日常维护，包括性能优化、备份恢复、结构修改等。

二、E-R图向关系模式的转换规则

这是考试中极易出大题的部分，五条转换规则必须熟记：

规则1：一个实体型转换为一个关系模式。实体的属性成为关系的属性，实体的码成为关系的码。

规则2：一个1:n联系不转换为独立的关系模式，而是将"1端"的主码加入"n端"作为外码。

规则3：一个1:1联系的处理方式与1:n类似，可以选择任一端的主码加入另一端作为外码。

规则4：一个m:n联系必须转换为一个独立的关系模式。该关系模式的属性包括两端实体的码和联系本身的属性，码是两端码的组合。

规则5：三个或三个以上实体的多元联系也转换为一个独立的关系模式。

三、综合举例

仓库管理系统 E-R 图 仓库 零件 职工 供应商 存放 m:n 工作 1:n 领导 1:n 供应 m:n:p 零件号, 名称, 规格, 单价 仓库号, 面积, 电话 供应商号, 姓名, 地址, 电话 职工号, 姓名, 年龄, 职称

题目：为仓库管理系统设计E-R图并转换为关系模式。

实体：仓库（仓库号，面积，电话）、零件（零件号，名称，规格，单价）、供应商（供应商号，姓名，地址，电话）、项目（项目号，预算，开工日期）、职工（职工号，姓名，年龄，职称）

联系：

  1. 仓库和零件之间的"存放"联系，m:n，有属性"库存量"
  2. 仓库和职工之间的"工作"联系，1:n
  3. 职工之间的"领导"联系，1:n（自联系）
  4. 供应商、项目、零件之间的"供应"联系，三元m:n联系，有属性"供应量"

转换结果：

仓库(仓库号, 面积, 电话) → PK: 仓库号
零件(零件号, 名称, 规格, 单价) → PK: 零件号
供应商(供应商号, 姓名, 地址, 电话) → PK: 供应商号
项目(项目号, 预算, 开工日期) → PK: 项目号
职工(职工号, 姓名, 年龄, 职称, 仓库号, 领导工号)
  → PK: 职工号, FK: 仓库号→仓库, FK: 领导工号→职工
存放(仓库号, 零件号, 库存量)
  → PK: (仓库号, 零件号), FK: 仓库号→仓库, FK: 零件号→零件
供应(供应商号, 项目号, 零件号, 供应量)
  → PK: (供应商号, 项目号, 零件号), FK: 供应商号→供应商, FK: 项目号→项目, FK: 零件号→零件

这个例子涵盖了E-R图转换的所有典型情况：普通实体、1:n联系、m:n联系、自联系和多元联系。