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序論：在您撰寫概念結構設計的方法和步驟時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
數據庫設計屬于系統設計的范疇，通常把使用數據的系統稱為數據庫應用系統，把數據庫應用系統的設計簡稱為數據庫設計。數據庫設計把數據庫應用系統分為需求分析階段、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施階段、數據庫運行與維護六個階段。下面簡要介紹各個步驟的主要任務及方法。
1.需求分析階段
需求分析是在項目確定之后，用戶和設計人員通過詳細的調查研究，充分了解用戶的組織機構、業務規則、數據需求等等。所謂需求是指用戶對軟件的功能和性能的要求，就是用戶希望軟件能做什么事情，完成什么樣的功能，達到什么性能。需求分析是數據庫設計最基礎的工作，如果這個階段的工作不準確或有誤，那么后面幾個階段的任務就會有偏差，如果到測試階段才發現錯誤再去更改必然會付出很大的代價，因此必須高度重視這個階段的人任務。需求分析階段的后期編寫系統分析報告，主要包括：系統的概況、目標、范圍、現狀等；系統及子系統的結構說明；系統的功能劃分；系統的組織機構聯系圖；數據流程圖；功能模塊圖及數據字典等內容。然后將此需求分析報告提交給用戶的決策部門討論審查，通過審查以后的需求分析報告作為今后各階段設計和工作的依據。
例如：公司職工人事檔案資料繁多，查詢、統計、更新等各方面工作都不能更快更好進行，急需一管理系統實現人事資料的錄入、維護、統計、查詢等工作，明確要求后將具體事項形成書面報告審查后作為今后設計的依據。
2.概念結構設計
概念結構設計的目標是產生出一個能反映組織信息需求的概念模型，其特點有簡單明確表示用戶業務數據需求、數據之間的聯系、數據約束條件等。概念結構的策略有四種自頂向下、自底向上、逐步擴張、混合策略。概念結構設計的最著名、最常用的方法是實體-聯系方法，簡稱E-R方法。它雖然只有幾個基本元素（實體、屬性、聯系），但能夠表達現實世界復雜的數據、數據之間的關系和約束條件。
E-R圖設計是對需求分析階段所得到的數據進行分類、聚集、概括，確定實體、屬性和聯系，具體步驟如下：
2.1選擇局部應用
數據流圖是對業務處理過程從高層到底層的一級級抽象，高層抽象流圖一般反映系統的概貌，對數據的引用較為籠統，選擇適當層次的數據流圖，讓這一層的每一部分對應一個局部應用，實現某一項功能。
2.2逐一設計局部E-R圖
規劃好各個局部應用之后，對每一個局部應用設計局部E-R圖，按照局部應用的數據流圖，從數據字典中提取數據，使用抽象機制，確定局部應用中的實體、實體的屬性、實體標示符、實體間的聯系和類型，但是許多實物是實體還是屬性沒有明確的界定，要根據具體情況判斷，一般來說，屬性不能再分，屬性也不能和其他實體發生聯系，因為聯系是實體和實體間的聯系。
2.3 E-R圖合并
根據局部應用設計好的局部E-R圖之后，就可以對各局部E-R圖進行合并，合并的目的是在合并過程中解決局部E-R圖之間存在的沖突，消除存在的信息冗余，使之成為供用戶理解的統一的、精練的全局概念模型。對所有的局部E-R圖合并之后，就形成了全局E-R圖，從而完成了概念結構設計。
3.邏輯結構設計
邏輯結構設計是在概念結構設計的基礎上進行的數據模型設計，一般有層次、網狀模型和關系模型，現在絕大多數DBMS都是基于關系模型的，此階段的主要任務有確定數據模型、將E-R圖轉換為指定的數據模型、確定完整性約束、確定用戶視圖。
例如：部門（1）————職工（M）。
4.物理結構設計
在實現數據庫邏輯結構設計之后，就要確定數據庫在計算機中的具體存儲。數據庫在計算機物理設備上的存儲結構與存取方法稱為數據庫的物理結構。數據庫的物理設計完全依賴于給定的數據庫軟件和硬件設備。層次和網狀模型物理設計比較復雜，而關系DBMS對物理設計要求很少，由DBA來實現。物理結構設計需要確定數據分布、確定存儲結構、確定存取方式。
5.數據庫實施階段
確定了數據庫的邏輯結構和物理結構以后，可以利用DBMS提供的數據定義語言建立數據庫的結構。
例如：CREATE TABLE 職工庫。
（職工編號 CHAR（6） NOT NULL，
姓名 CHAR（8） NOT NULL，
性別 CHAR（2），
所屬部門 CHAR（10），
PRIMARYKEY KEY （職工編號））；
當數據庫的結構建成之后，就可向數據庫中加載數據，由于數據庫中的數據量非常大，為了避免浪費大量人力財力時間等，通常專門設計一個錄入子系統來提高效率，滿足用戶的要求。該子系統一般包括數據錄入、錄入過程的數據校驗、代碼轉換、數據完整性約束、安全性檢查等功能。
6.數據庫的運行與維護
數據庫設計與應用開發工作完成之后系統便進入運行與維護階段。為保證數據庫系統的安全穩定運行，需要綜合考慮可能遇到的各種問題，指定詳盡的運行計劃和應對措施。任何因素導致系統初選問題，都可能給用戶帶來損失。
數據庫的運行與維護階段主要任務有：
6.1維護數據的安全性和數據完整性
為保障系統的穩定運行，必須制定運行策略。數據庫的運行離不開用戶的訪問和操作，安全性策略包括網絡安全、用戶的權限管理、設備的安全及數據的安全等方面。按照設計階段提供的安全和故障規范。實施授權和設定密碼，并經常檢查系統的安全性和可靠性，實施備份、恢復和數據重組的任務。
6.2監測并改變數據庫性能
經常對數據庫存儲空間的狀況和響應速度進行評價分析，確定優化和改善的措施，及時調整系統的運行狀況。
6.3數據庫的維護
在數據庫系統的運行過程中，可能會由于某些原因需要修改數據庫的結構，稱為數據庫的重構，重構包括表結構的修改和視圖的修改。還要根據用戶環境的擴大，適時的向數據庫增加一些新的數據和功能。
6.4及時修改錯誤
1分析動機
1.1教學內容分析
學習《數據庫技術》課程前學習者已經學習了《計算機技術基礎》、《C語言》和《數據結構》等先行課程，“概念結構設計”教學內容安排上是在數據庫基本概念、關系數據庫、SQL語言和關系數據理論之后，“概念結構設計”部分包括概念結構設計的概念、方法與步驟、數據抽象和視圖的集成。本部分內容的重點是概念結構設計的方法。難點是根據具體系統內容的描述設計基本E-R圖。
1.2學習者動機分析
“概念結構設計”較抽象，學習者需要從復雜的實際應用中找出數據庫設計中的關鍵因素，學習者尚不知該內容在整個數據庫設計中的重要作用，鑒于此內容的難度較大，易使學習者知難而退，對學習者學習的積極性產生負面影響。
2動機策略設計及實施
2.1課程導入
2.1.1教學內容
將49名學習者分為5個小組，利用課前時間每組分別分析淘寶、京東、當當網、1號店、天貓的網上購物流程，并分組進行調查匯報。提出問題：你分析系統中的商品有哪些屬性？訂單包括哪些內容？訂單與客戶和商品之間的聯系及涉及的實體有哪些？訂單有哪些狀態？知識回顧：實體、屬性和聯系的概念，選課E-R模型實例。
2.1.2動機策略應用
注意策略：通過問題引入，讓學習者主動思考，引起學習者有意注意。相關策略：通過知識回顧，幫助學習者建立已有的E-R模型與概念結構模型設計之間的聯系，建立腳手架從而降低新知識學習難度。自信策略：選取學習者們熟知的購物網站為例，增強學習者信心。
2.2課堂教學
2.2.1教學內容
基礎任務：定義購物網站生成訂單的事件，通過E-R模型進行概念結構設計。匯總各小組提交的設計結果，總結學習者的概念結構模型設計，如圖1所示。來源：黑龍江省哲學社會科學研究規劃項目（16EDE07）和哈爾濱師范大學深化教育教學綜合改革項目（X2015-2-003）的研究成果。提高任務：上述模型中當客戶提交訂單但未購買商品將減少商品的庫存，如何解決這一問題呢？請學習者思考并提出問題解決辦法。教師提示可將多對多的聯系拆分為兩個一對多的聯系，根據訂單的狀態通過程序確定是否實際減少庫存。按照之前分配的小組安排學習者討論并提出新的設計方案，學習者討論是教師到各組進行引導和巡視[2]。討論：經過學習者討論，分析新概念模型設計的合理性。小組匯報并由教師匯總修改后如圖2所示。
2.2.2動機策略
注意策略：教師播放課前錄制的網上購物過程的動畫，引起學習者注意。自信策略：教師按照基礎和提高兩類任務進行分層布置，利于搭建腳手架、激發學習者自主思考，增強自信。
3評價
學習者對各自小組設計的E-R模型進行評價，小組間進行設計結果互評，教師對每個模型的設計過程、小組合作情況和設計結果進行總結性評價。滿意和自信策略：學習者經過深入思考進行互評，體驗設計被認可和逐步求精帶來的喜悅。教師的點評認可其設計結果提高學習者信心。
4結論
通過該方法的學習，學習者在練習和期末考試中能夠熟練準確的對復雜的需求通過E-R模型進行概念結構設計，因此，ARCS模型應用于《數據庫技術》教學有助于激發學習者學習動機，提高學習效果。
作者:韓玲玲 單位:哈爾濱師范大學
參考文獻
[關鍵詞]數據庫；關系模式；結構設計
中圖分類號：TP312 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）42-0319-01
1 數據庫概述
數據庫是數據管理的最新技術。數據管理先后經過了人工管理階段、文件系統階段、數據庫系統階段。在數據庫領域中最常用的數據模型有層次模型、網狀模型、關系模型、面向對象模型等。關系型數據庫系統是建立在關系模型基礎上的。
關系數據庫系統遵循嚴格的數學基礎，它應用數學方法，主要是集合代數的概念和方法來處理數據庫中的數據。關系數據庫的數據結構簡單，它的邏輯結構可以看做是一張二維表。
2 數據庫設計方法及流程
大型數據庫的設計是涉及多學科的綜合性技術。數據庫設計是指對于一個給定的應用環境，構造優化的數據庫邏輯模式和物理結構，并據此建立數據庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲和管理數據，滿足各種用戶的應用需求。數據庫的設計應符合“三分技術、七分管理、十二分基礎數據”的基本原則。其基本設計步驟分為：需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施、數據庫運行和維護六個階段。
2.1 需求分析
需求分析是數據庫設計的起點，簡單地說就是分析用戶的需求。該階段的任務是通過詳細調查現實世界要處理的對象，充分了解原系統工作狀況，明確用戶的各種需求（包括信息要求、安全性與完整性要求），然后在此基礎上確定新系統的功能。注意新系統必須充分考慮今后可能的擴充和改變，以預留出足夠的可擴展空間等。例如：對于一個教務管理系統的設計，設計之初首先應了解其工作需求，確定要實現哪些功能、應包含哪些屬性以及未來可能的擴展需求等。
2.2 概念結構設計
概念結構設計是將需求分析階段所得到的用戶需求抽象為信息結構的過程，它是整個數據庫設計的關鍵。概念結構的主要特點包括：能真實充分的反應現實世界，易于理解，易于改正，易于向關系、網狀、層次等各種數據模型轉換。
概念結構設計通常有自頂向下、自底向上、逐步擴張、混合策略四種方法。概念結構是對現實世界的一種抽象，一般包括分類、聚集和概括三種抽象。利用抽象機制對數據進行分類、聚集，形成實體、實體的屬性，標識實體的碼，確定實體之間的聯系類型，設計分E-R圖是概念結構設計的第一步。具體做法包括：選擇局部應用，一般以中層數據流圖作為設計分E-R圖的依據；逐一設計分E-R圖，即對每個局部應用設計分E-R圖。最后，將得到的各分E-R圖綜合形成一個系統的總E-R圖。在教務管理系統中有學生、教師、主任等實體，學生實體有包含姓名、學號、班級、成績等屬性，應對其逐一設計E-R圖。
注意在形成總E-R圖的過程中并不是將各個分E-R圖進行簡單的合并，因為在合并過程中分E-R圖之間會因為各種原因導致許多不一致的地方，即會產生沖突現象。應先通過討論、協商并根據應用的語義解決各類沖突。
2.3 邏輯結構設計
邏輯結構設計是指將概念結構設計階段設計好的E-R圖轉換為與選用DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。設計邏輯結構首先將概念結構轉換為關系、網狀、層次模型。例如，設計關系模型就要根據E-R圖設計二維表，二維表中包括字段名、數據類型、長度、描述等。最后設計符合用戶習慣的外模式。
實現E-R圖向關系模型的轉換實際是就是將實體型、實體的屬性和實體之間的聯系轉換為關系模式。實體的屬性就是關系的屬性，實體的碼就是關系的碼，實體之間的聯系應注意它是一對一、一對多還是多對多的聯系。形成初步的關系模型后，然后就是對模型的優化。關系數據模型的優化通常以規范化理論為指導。在對外模式的設計上，關系數據庫管理系統一般都使用視圖這一功能設計更符合局部用戶需要的用戶外模式。
2.4 物理設計
物理結構設計就是為邏輯結構設計階段所得到的數據模型選取一個最適合應用要求的物理結構。在關系數據庫中主要是先指定存取方法和存儲結構，然后主要對時間和空間效率進行評價。
考慮到數據庫系統是多用戶的共享系統，所以應建立多條存取路徑以滿足多用戶的多種應用要求。常用的存取方法有索引方法、聚簇方法、HASH方法。
2.5 數據庫的實施和維護
在數據庫實施階段，設計人員要用RDBMS提供的數據定義語言和其他實用程序將數據庫邏輯設計和物理設計結果嚴格描述出來，成為DBMS可以接受的源代碼，再經過調試產生目標模式，最后就可以組織數據入庫了。
在數據庫試運行后，由于應用環境、物理存儲等不斷的變化，所以應對數據庫進行長期的維護工作。對數據庫的維護包括：數據庫的轉儲和恢復，數據庫的安全性、完整性控制，數據庫性能的監督、分析和改造，數據庫的重組織與重構造等。
3 數據庫的規范化及約束條件
由于邏輯結構設計并不唯一，對于任何一種數據庫應用系統如何構造出合適的邏輯結構，這就涉及到規范化問題。對于關系模式最基本的要求是應滿足第一范式，即每一個分量必須是不可分割的數據項。此外，為了消除關系模式中存在的插入刪除異常，修改復雜，數據冗余等毛病，應使關系模式逐步滿足第二、第三范式、BC范式等。
關系的完整性規則是對關系的某種約束條件。它包括實體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性三種完整性約束。其中，實體完整性要求關系中的主屬性不能為空；參照完整性是用來描述實體與實體之間聯系的完整性約束，這兩個是必不可少的完整性約束條件。此外，數據庫系統根據應用環境的不同可能會有某些特殊的約束條件，這就需要用戶自定義完整性。
完整性約束和規范化是數據庫系統設計中必不可少的約束條件。只有滿足這些約束條件才能設計出完整、高效、可靠的數據庫系統。
總之，在信息化社會，能充分有效地管理和利用各類信息資源，是進行科學研究和決策管理的前提條件。數據庫技術是管理信息系統、辦公自動化系統、決策支持系統等各類信息系統的核心部分。
高思，1993年9月，漢族，河北省石家莊，本科，學生，計算機科學與技術。
趙博，1992年6月，漢族，河北省張家口市，本科，學生，計算機科學與技術。
參考文獻
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[3] 勝，趙會東，《SQL Server入門經典》，機械工業出版社，2103.4.
[4] 李巧君，劉春茂，淺析數據庫設計的一般流程和原則.技術與市場.2010.
基金項目
【關鍵詞】 企業信息化 數據庫設計 結構設計
當今社會，激烈的市場競爭給各個企業帶來了前所未有的生存壓力，信息化建設逐漸成為了企業發展的重中之重。在這個信息技術高度發達的時代，企業應當對其原有的經營模式進行相應的改進，將企業管理與信息化技術進行有機結合，更好的降低企業的生產成本，提高企業的效率，有效提高企業的效益。企業的信息化建設也就是企業數據庫的設計，是根據數據結構對企業的有關信息進行匯總、儲存，可以看作是一個數據的集合。本文對企業信息化建設中的數據庫設計進行了詳細分析，希望為有關企業的信息化發展提供一定的幫助。
1 數據庫的組織結構
美國有關部門對數據庫的組織結構制定了劃分標準，將數據庫分成內模式、概念模式和外模式三級。內模式主要是對數據的物理結構以及儲存方式進行描述，因此也可以稱為存儲模式。它是數據庫中所有數據的表達方式，主要體現了數據在數據庫內部的記錄類型、數據的組織以及索引和控制方式，是程序設計人員組織文件和聯系的一種方法；概念模式主要描述的是數據庫的整體邏輯，面向所有的數據庫用戶。概念模式與數據的物理存儲和數據庫的硬件設備之間沒有相互的影響，同時也與數據庫的開發工具、設計語言等沒有關系；外模式也就是外部數據，它是用戶能夠直接看到的實際數據結構，一個數據庫不一定只有一個外模式，它可以有很多個，但是在應用程序中必須只有一個外模式，它的職責就是保障數據庫的安全。
2 數據庫的設計步驟
設計數據庫其實也就是設計數據庫的三種模式，主要的設計流程有需求分析、概念設計以及邏輯、物理等方面的設計。以下我們針對企業信息化發展下的數據庫設計進行簡單分析。
2.1 企業的需求分析
用戶的需求作為數據庫的設計基礎來說十分重要，設計者首先要對此有一個很好的把握。顧名思義，需求分析也就是分析客戶群所需要的是什么，對這方面的要求有了明確的了解后，企業就可以進行有目的的工作，而不是浪費大量的人力、物力以及時間，最后還不能保證客戶的滿意度?？蛻魧祿斓臐M意程度直接取決于能否滿足他們的要求，這就需要需求分析人員在工作中能夠做到全面、準確，為數據庫的后續設計工作奠定一個良好的基礎。此階段會獲得相應的需求說明書，這是數據庫設計人員進行概念設計的依據。
2.2 企業數據庫概念結構設計
概念結構的設計是基于需求分析之上的設計，它作為整個數據庫的關鍵因素，直接影響著數據庫的實現效果。對于數據庫的設計人員來說，直接進行邏輯結構的設計十分困難，在這里我們主要探討具體的概念結構的設計。數據庫的設計工作在經過需求分析階段以后會形成一個具體的概念結構模型，概念結構的設計直接影響著數據庫能夠滿足客戶的要求，它最主要的工具就是E-R圖，通過不斷的總結歸納以及不斷優化，最終完成概念結構設計。
2.3 數據庫邏輯結構設計
邏輯結構設計是將概念結構進行具體化設計，讓其由抽象轉為具體的數據模型，其實也就是對概念結構的優化。由于各種概念結構設計的環境和工具都不盡相同，所以在邏輯結構進行設計時也要不斷的調整，以保證其能夠完善。邏輯結構的具體設計步驟：首先將概念模型轉換為關系、層次模型；然后再轉換成制定的數據模型；最后進行調整。目前，在概念結構設計中基本都采用關系模型，所以相應的邏輯結構設計也就變的簡單了，其中E-R圖是由實體、屬性以及關系組成的，其轉換成關系模型，其實也就是將其三個組成部分轉換成相應的模型。轉換過程根據關系類型不同，分為以下三種情況：
（1）一對一的關系，轉換方式有以下兩種：轉換為一個獨立的關系模型。聯系名為關系模型名，與該聯系相連的兩個實體的關鍵字及聯系本身的屬性為關系模型的屬性，其中每個實體的關鍵字均是該關系模型的候選鍵。
與任意一端的關系模型合并。可將相關的兩個實體分別轉換為兩個關系，并在任意一個關系的屬性中加入另一個關系的主關鍵字。
（2）一對多關系，也有兩種轉換方式：將1：n關系轉換為一個獨立的關系模型。聯系名為關系模型名，與該聯系相連的各實體的關鍵字及聯系本身的屬性為關系模型的屬性，關系模型的關鍵字為n端實體的關鍵字。將1：n聯系與n端關系合并。1端的關鍵字及聯系的屬性并入n端的關系模型即可。
（3）多對多的關系：關系模型名為關系名，與該關系相連的各實體的關鍵字及關系本身的屬性為關系模型的屬性，關系模型的關鍵字為關系中各實體關鍵字的并集。
2.4 數據庫的物理設計
數據庫物理設計也就是對數據在屋里設備上的存儲結構及方法進行設計，它結合前面的步驟采用較為科學合理的數據存儲方案，對數據庫的物理結構進行構建。通常采用的存取方法有：索引法、順序存放、聚簇存放等等。其主要步驟包括：數據庫邏輯模式調整；文件組織與存取設計；數據分布設計；安全模式設計；確定系統配置；物理模式評估。物理結構設計階段實現的是數據庫系統的內模式，它的質量直接決定了整個系統的性能。因此在確定數據庫的存儲結構和存取方法之前，對數據庫系統所支持的事務要進行仔細分析，獲得優化數據庫物理設計的參數。對于數據庫查詢事務，需要得到如下信息：（1）要查詢的關系。（2）查詢條件（即選擇條件）所涉及的屬性。（3）連接條件所涉及的屬性。（4）查詢的投影屬性。
對于數據更新事務，需要得到如下信息：（1）要更新的關系。（2）每個關系上的更新操作的類型。（3）刪除和修改操作所涉及的屬性。（4）修改操作要更改的屬性值。
上述這些信息是確定關系存取方法的依據。除此之外，還需要知道每個事務在各關系上運行的頻率，某些事務可能具有嚴格的性能要求。例如，某個事務必須在20秒內結束。這種時間約束對于存取方法的選擇有重大的影響。需要了解每個事務的時間約束。
2.5 企業數據庫的運行及維護
數據庫在投入運行之前，工作人員要對其進行調試運行，對其中出現的一些問題進行改進，以保證數據庫的完善性。在確認其能夠正常運行的情況下，才能夠在企業中投入使用，這樣能夠保證企業的正常運作，避免出現意外情況。此外運行過程中，數據庫要進行不斷的優化，保證其設計能夠更好的滿足客戶的需求。這主要包括：
（1）數據庫的轉儲和恢復：數據庫的轉儲和恢復是系統正式運行后最重要的維護工作之一。DBA要針對不同的應用要求制定不同的轉儲計劃，以保證一旦發生故障能盡快將數據庫恢復到某種一致的狀態，并盡可能減少對數據庫的破壞。
（2）數據庫的安全性、完整性控制：在數據庫運行過程中，由于應用環境的變化，對安全性的要求也會發生變化，比如有的數據原來是機密的，現在是可以公開查詢的了，而新加入的數據又可能是機密的了。系統中用戶的密級也會改變。這些都需要DBA根據實際情況修改原有的安全性控制。
（3）數據庫性能的監督、分析和改造：在數據庫運行過程中，監督系統運行，對監測數據進行分析，找出改進系統性能的方法是DBA的又一重要任務。目前有些DBMS產品提供了監測系統性能參數的工具，DBA可以利用這些工具方便地得到系統運行過程中一系列性能參數的值。
（4）數據庫的重組織與重構造：數據庫運行一段時間后，由于記錄不斷增、刪、改，會使數據庫的物理存儲情況變壞，降低了數據的存取效率，數據庫性能下降，這時DBA就要對數據庫進行重組織，或部分重組織（只對頻繁增、刪的表進行重組織）。
3 結語
信息化建設已經成為企業發展壯大的必要途徑，在市場競爭日益激勵的環境中，企業要想獲得更大的提升空間，就必須要加強信息化建設的力度，而企業的數據庫的建設就成為了企業發展的重中之重。企業在信息化建設過程當中應當結合數據庫內模式、概念模式和外模式的設計以及企業的具體情況進行企業數據庫的建設，嚴格遵循數據庫設計的基本流程，從設計到構建再到運行及維護都要進行完善。企業數據庫應從基礎著手建立，然后管理層通過數據庫平臺對企業進行信息化建設和管理。
參考文獻：
[1]宋翔，劉新強.基于B/S的學生信息數據庫設計與研究，《電子設計工程》2012年5期.
[2]袁玲玲.Oracle數據庫在企業信息化建設中的應用，《硅谷》2012年21期.
【關鍵詞】數據庫設計;數據庫應用;分析初探
一、數據庫的設計任務、特點及方法
1.數據庫的設計任務
數據庫的設計，是做到對用戶信息需求、處理需求及支撐環境的滿足，做到對數據模式及典型應用程序的設計。信息需求是指用戶對數據及數據結構的需要，處理需求是指用戶經常需要對數據進行處理。信息需求是內容性結構要求，是靜態需求的一種，而處理需求是對數據庫的處理需求，是動態需求的一種。在數據庫設計時，操作系統及硬件設備既是數據庫的軟件及硬件基礎，同時也是設計的制約因素。數據庫在設計時，會產生兩項成果：一是數據模式;二是數據庫為基礎的典型應用程序。
對于應用程序來說，其是在應用過程中發展而來的，比如在一些檢索類的數據系統中，需要在設計時做到對檢索程序的編寫。由此可見，數據庫的設計是數據模式的體現，并能夠對數據進行快速、方便、有效的處理。
2.數據庫的設計特點
數據庫的設計，是技術與管理相互融合的過程，在數據設計時，對于技術與管理界面，也就是俗稱的“干件”來說非常關鍵。因為數據庫設計的特點之一就是將軟件、硬件及干件的有效結合。而數據庫的另外一個特點便是將數據庫與應用系統結合起來。對于結構設計與行為設計來說，這兩者緊密聯系、相互促進、相輔相成。結構設計與行為設計示意圖如圖1所示。
圖1 結構設計與行為設計示意圖
3.數據設計的相關方法
在對數據庫進行設計時，一般方法為手工試湊法和規范設計法。規范設計法是在手工設計方法的基礎上采用過程迭代和逐步求精所得到的結果，具有較高的質量，比較常用的方法有新奧爾良方法、S.B.Yao方法I.R.Palmer方法和計算機輔助設計方法等，如：ORACLE公司的ORACLE Designer2000、SYBASE公司的Power Designer、Rational 公司的Rational Rose，CA 公司的Erwin和Bpwin等輔助工具建模工具都可以使用。筆者推薦應用較為廣泛的新奧爾良法，這種方法將數據庫設計分為四個階段來進行，其分別為：需求分析、概念設計、物理設計及邏輯設計。后來在發展中，有人將其改變為五個階段，后經過不斷的優化與改進，添加了一些輔助設計，并在設計時采用一步連著一步的過程來完成。對于E-R模型數據庫設計法、3NF設計法，都是一些較為抽象與理論的語法規范設計法，是對數據庫不同階段的滿足。
二、數據庫有效設計的相關步驟
1.用戶的需求分析
在對數據庫進行設計時，首先要解決的是對用戶的需求進行分析，需求分析是數據庫設計的基礎，同時也是最麻煩及耗費時間的一個過程。需求分析的準確性將直接決定著數據庫在未來構建時的質量及構建速度。需求分析的失誤，可能會造成整個數據庫設計的失敗，具有極為重要的意義。
用戶的需求包括：
軟件需求、易維護性、易擴充性、易升級性、可讀性、空間占用效率及潛在延伸需求;關鍵及重要數據的一致性、冗余性、訪問的時效、可靠性等等。
針對數據庫設計過程中的側重點，是要在數據庫設計的過程里去感受、對比、總結以及分析的。一個優秀的系統與數據庫的設計密不可分，所以數據庫工作者對數據庫的設計要有較為深入的認識以及靈活多變的設計技巧，很大程度上取決于數據庫設計者的經驗和專業水平。
2.概念結構的設計
數據庫及數據庫應用系統的開發整個過程的完成需要設計到六個步驟，這六個步驟分別為：用戶的需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫的實施及數據庫的維護這六大部分。而概念結構設計，即概念模式的設計，是整個系統中用戶所關注的信息結構，因此其在構建時，需要獨立于計算機數據模型之外，并不受到其它數據系統所干擾，同時能夠方便用戶與數據庫的交流。另外還需要在應用需求分析中所得到的數據流圖來對數據運行軌跡進行動態展示。這一過程僅是對應用需求的反映，并不涉及到數據之間的內在聯系。
3.邏輯結構的設計
對邏輯結構設計時，需將概念結構設計中的數據庫概念模式進行轉化，將其變為DBMS邏輯數據模型。邏輯設計的主要目的是做到對客戶要求數據安全性及完整性的有效滿足，并能夠在邏輯上做到對數據運行過程的有效支持。另外，數據庫邏輯設計并不僅僅是對數據模型進行轉換，而是對數據模型中所涉及到的一些技術問題進行處理與解決。
4.物理結構的設計
在對數據庫物理結構進行設計時，需要以數據庫邏輯模式及概念模式主基礎。運用DBMS與計算機所提供的功能及限制，在做到對數據庫文件物理儲存結構、存取路徑、存儲空間分配、記錄格式的有效設計。雖然這種物理結構設計不是直接面向用戶，但就整個系統的運行來說，還是會產生較大的影響，因此在設計時需要做到足夠的重視。
5.數據庫的有效實施
在數據庫的實施階段，設計人員運用DBMS提供的數據語言及其宿主語言。根據邏輯設計和物理設計的結果建立數據庫、編制與調試應用程序、組織數據入庫及進行試運行。
6.數據庫的運行及維護
數據庫在通過試運行之后便可以投入到正常的使用與運行當中。但是在數據庫的運行及使用過程中，必須對數據庫進行定期的評價、調試以及做到對數據庫的修改與維護。
三、數據庫在未來的發展及應用趨勢
1.數據庫在我國的發展現狀及趨勢
目前就一些實際現狀來說，很多基礎設施，比如有線通信設施及交通設施，都沒能做到在技術上的跟進及對數據庫的應用，因此在未來發展過程中，數據庫在此方面應用將會有巨大的優勢及廣闊的前景?，F在，隨著電子商務的快速發展，計算機技術已經得到信息產業部及相關企業用戶的高度重視，并將成為未來信息產業發展的一個重大方向，會在各個行業及領域中得到應用。
2.數據庫在未來的應用趨勢
數據庫的未來發展方向是能夠輕松處理你所需要的有線信息系統上復雜的數據類型，并能方便地進行遠程控制和應用升級。當然，數據庫應用與發展還依賴于應用軟件的推廣，Sybase公司已經為開發人員準備了適合不同行業的應用模板，以提高他們開發移動式電子商務應用的速度。作為電子商務的一個重要組成部分，數據庫的應用與發展已經得到我國行業主管部門、技術與解決方案供應商和用戶的高度重視，正在成為信息產業的重要發展方向，并將不斷滲透到各個領域。
四、總結
如何做好對數據庫的有效設計，關鍵在于對設計方法及步驟的有效掌握。筆者通過對數據庫設計及應用實踐和多方調研，對數據庫設計時各個步驟目標、方法及相關事項進行了研究。認為在對數據庫進行設計時，首先要對用戶需求進行深入的了解，尤其是用戶需要的側重點，重點及關鍵重要數據，并充分挖掘用戶的潛在延伸需求;其次再進行數據庫的概念結構設計及邏輯結構設計，這是數據庫設計的關鍵要素;再次要充分融入以往的設計經驗和成功案例。隨著信息技術及數據庫設計技術的快速發展，相信未來在電子商務及其它領域，數據庫能夠得到有效的利用及發展。
參考文獻
[1]師勝利，董瑞卿，楊彥錫.時態數據庫在電子商務中的應用[J].計算機與信息技術[J].2008（03）.
[2]陳曦.數據庫設計的注意事項[J].中國水運（學術版）， 2007（05）.
關鍵詞：SQL server2008數據庫；網絡應用；數據安全；性能優化
SQL server2008數據庫的使用，更多的還是在網絡應用之中。網絡應用和本地應用程序有很大的差別，網絡應用的運行和訪問受到諸多客觀條件的限制：網速、并發、數據安全……
所以SQL server2008數據庫的網絡應用，必須要考慮到以下幾個方面：
一、數據庫數據的安全性是第一位的
用戶的數據，屬于機密信息。黑客的存在，對于數據的安全性帶來了很大的威脅。相比于SQL server2005，SQL server2008數據庫在安全性上做出了很大的提升――“SQL Server 2008為關鍵任務應用程序提供了強大的安全特性、可靠性和可擴展性?！?/p>
SQL Server 2008可以對整個數據庫、數據文件和日志文件進行簡單加密。用數據加密來保護數據的安全性，是一個比較常規的手段。過去我們都是采用在程序中運行加密算法來保護數據的安全。這種方法有一個很大的缺陷：簡單的加密算法很容易被黑客破解，從而使得用戶的數據被完全地暴露出來，而在程序中添加復雜的加密算法，又會影響程序的運行速度，加大服務器的負荷。SQL Server 2008可以直接在數據庫層面對用戶數據進行加密，從根本上保護了用戶的隱私。在硬件資源比較優越的情況下，我們可以通過使用SQL Server 2008的數據加密這個功能，從根本上加強用戶數據的安全性和隱秘性。
二、數據庫的設計應充分考慮性能問題
數據庫的性能是否足夠好，取決于數據庫結構的設計和表結構的設計。這是任何類型數據庫都必須要認真對待的問題。在網絡應用中，設計良好的數據庫結構和表結構的作用，顯得尤為突出。
數據庫設計（Database Design）是指對于一個給定的應用環境，構造最優的數據庫模式，建立數據庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求。數據庫結構的設計可以劃分為四個步驟：需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計和物理設計。
1.需求分析是做項目之前首先要做的第一件事情
只有明白了用戶需求，我們才能設計并開發出滿足用戶需求的應用來。在需求分析過程中，我們要充分了解用戶需要的數據和對數據進行哪些操作。通過了解組織、人員的構成來創建數據字典，從而做出一個需求分析說明書來。一個完整的需求說明分析書應包含整個項目所需全部信息，具體如下：數據庫系統應用范圍與環境條件、工作流程圖、數據流程圖、數據字典、IPO圖與加工說明、數據庫性能要求、對操作界面的要求、各類約束條件、開發目標與方法、組織機構、系統當前狀況分析、數據庫系統功能設計目標、對系統結構的初步規劃、日程進度、驗收標準。
2.做好需求分析之后，就需要對需求分析做一個概念結構設計
最常用的概念結構設計方法有實體分析法、面向對象設計方法、屬性綜合法和規范化關系方法。我們要通過概念結構設計，設計出不依賴于某種具體DBMS的滿足用戶應用需求的信息結構。
3.邏輯結構設計的任務是把概念模型，例如E-R圖轉換成所選用的具體的DBMS所支持的數據模型
邏輯結構的設計與算法密切相關，在設計邏輯結構的同時，還要考慮應用程序的設計。就拿客戶信息來說，一個客戶對應一個單位，客戶的單位有客戶單位的信息，而客戶本身還有聯系人的信息。由于這兩個信息是一致的，我們就可以把聯系人信息和單位信息放到一個表里，這樣當我們需要查詢客戶信息的時候只需要查詢一個表，而不需要進行并表查詢，在程序設計的時候就能降低數據庫的運算量。這樣不僅使得表維護工作變得簡單便于維護，也提高了運行效率。進行邏輯轉換除了遵循一般的規律之外，還要充分考慮實際需求做一些特殊的設計來簡化問題。最終目的就是提高我們設計的正確率。
4.物理設計就是對一個給定的邏輯數據模型求取與應用需要相適應的物理結構的過程
數據的存儲結構與存取方法是由DBMS決定并自動實現的，所以我們考慮好在網絡環境下數據庫的分布及索引結構就可以了。
SQL server2008數據庫應用，內容博大精深。想要熟練掌握并應用，需要的不僅僅是對數據庫基礎知識的把握，更多的還是要靠我們自己，在使用過程中，結合具體環境，做出合理的分析和判斷。所謂“運用之妙，存乎一心?！倍鄤幽X，多動手實踐，才能把數據庫應用掌握到極致。
參考文獻：
1.“數據庫應用與發展綜述”項目。學生自己查閱資料，并對數據庫技術在某一領域的應用進行探究，撰寫綜述報告。目的是激發學生學習“數據庫原理”課程的興趣，培養其對數據庫應用領域的探究興趣，訓練其文獻綜述的寫作能力，是畢業設計綜述撰寫的一次訓練，即訓練CDIO的C。
2.“基于ER模型的概念設計與邏輯設計”項目。要求學生在提供的項目實例中選擇一個，獨立進行需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計。引導學生領會設計步驟，掌握設計方法，優化各個環節，讓學生在學習過程中體驗到數據庫應用系統設計的工程性、實用性和有趣性，即訓練CDIO的D。
3.“課程設計”項目。要求以團隊形式選擇或自擬一個課題，遵循數據庫系統設計的思想完成一個完整的CDIO項目周期，包括：構思—需求分析、設計—實施方案、實現—編寫代碼、運作—作品測試、展示、最后答辯、驗收文檔等。項目實施過程訓練學生的工程意識和數據庫應用系統開發的基本能力，整個過程體現CDIO。
CDIO能力培養的教學實施
1.課堂教學多樣化。第一，講授教學法。對新的、有一定難度的理論知識來說，講授法是一種好方法。在講授數據庫系統概論、數據庫體系結構、關系運算、關系規范化等內容時，主要采用了講授法。第二，任務驅動教學法。在概念設計、邏輯設計的教學中，先通過一個案例，應用ERwin工具創建概念模型和邏輯模型，并將模型轉化為具體的數據庫腳本。然后給出一個簡單任務，由學生動手完成任務。第三，啟發式案例教學法。在講解數據庫設計時，運用一個案例，詳細講解如何進行需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理設計、程序編碼及調試運行。引導學生領會設計步驟，掌握設計方法，學會評審各個環節，讓學生在學習過程中體驗到數據庫應用系統設計的工程性、實用性和有趣性。啟發式教學，可以幫助學生直觀地理解概念、原理和方法，提高學生的學習興趣，改善學習效果。第四，團隊教學法。以項目為主線、團隊為小組、任務目標為使命，以教師為主導、學生為主體的一種教學方法。在課程設計中采用了團隊教學法，培養學生CDIO能力。
2.實踐教學層次化。第一，課內實驗。主要是基礎性、設計性實驗，以SQL的基本操作為重點，涵蓋了SQLServer的安裝與配置，數據庫、數據表的創建維護，索引、視圖和約束的創建與維護，數據的查詢與更新等10個實驗項目，以及“數據庫應用與發展綜述”項目。第二，開放實驗。主要是設計性實驗。以SQL的高級應用為重點，涵蓋了函數操作、數據轉換、SQL編程、數據庫的恢復與安全、數據庫對象的操作等10個實驗項目，以及“基于ER模型的概念設計與邏輯設計”項目。第三，課程設計。綜合性實驗。學生從項目庫中選擇或自擬一個課題，每個課題應具有一定的綜合性和復合性，訓練學生的工程意識和數據庫應用系統開發的基本能力。
3.課程設計體會“做中學”?！盎陧椖康慕逃蛯W習”和“做中學”是CDIO的核心思想。在課程結束之后，安排數據庫應用課程設計。按照數據庫應用系統開發過程，進行需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、功能設計、數據庫創建、編寫代碼、調試、文檔編寫等，最終基本實現系統的功能。其別強調數據流圖、數據字典、實體聯系模型、基本表的分析與描述和系統基本功能的實現。圖2描述了以CDIO工程教育理念的，以學生為主體、教師為主導的課程設計整體思想。課程設計采用團隊操練的方式進行。一個團隊由4～5名學生組成，在每個項目實施之初，由指導教師指定組長，再由組長組建團隊。在組長的帶領下，每個團隊針對選定的具體課題，展開“用戶”需求分析、研究項目實施方案、進行成員任務分派。項目實施中，團隊成員之間要相互支持、共同討論，學會思考與傾聽別人的意見，學會交流溝通并解決問題，培養團隊整體責任意識。項目完成后，團隊要總結經驗，查找不足，撰寫項目報告，學會提煉成果，并在全班答辯，提高邏輯思維和知識發現的能力。經過課程設計訓練之后，學生的團隊合作能力、組織管理能力、創新探索意識、社會責任感等得到明顯提高。
4.基于CDIO的考核方式。CDIO的教育模式要求培養學生的多種能力，而傳統的筆試只能測試學生對知識的掌握程度，較難體現學生工程、團隊協作、交流等能力。CDIO主張不同的能力用不同的方式進行考核，為此，在“數據庫原理”課程考核評價中，我們從以下六個方面進行考核。（1）理論基礎。通過階段性小測驗、期末考試。（2）技術能力。通過完成15個實驗任務和3個課程級項目。（3）工程素質。通過項目開發生命周期的過程實施。（4）溝通能力。通過課程中的討論和課程級項目、課程設計答辯。（5）協作能力。通過考查項目完成情況、團隊成員的分工和任務完成情況。（6）創新能力。通過考查課程設計中學生在基礎需求上所做的擴展和在基礎功能上做的擴展及其實現情況。這六個方面的考核通過作業、課堂討論、實驗、項目訓練和期末考試四種形式的考核來進行，并按不同的權重計入最終成績。
