标签：数据库物理设计的目标及其重要性 (数据库的物理设计目标)

随着信息化的快速发展，数据库已经成为了企业管理及决策的重要工具。因此，数据库的设计变得至关重要。数据库的物理设计是数据库设计的一个重要方面，它是指如何把逻辑设计转换成一种适合物理存储的结构。数据库物理设计的目标是为了确保数据的安全性、完整性和一致性，提高数据库的性能和可靠性，使经济和技术指标达到更佳状态。本文将探讨。 数据库物理设计的目标 数据安全性 数据的安全性是数据库物理设计的最基本目标。在设计时，需要采取一系列的措施来保证数据库的安全性。如合理选择数据库管理系统及其版本，对数据库进行分区、备份等操作，对敏感数据进行加密等。此外，数据库管理员应该加强对数据库的监控和维护，定期检查数据库的安全性，及时处理漏洞，确保数据库不会被黑客攻击，从而避免数据库泄露的情况。 数据完整性 在数据库物理设计中，保证数据的完整性也是一个重要目标。数据完整性是指数据库中数据的准确性和一致性。在数据库物理设计中需要保证数据不会因为人为或其他因素的操作而出现失误和缺陷。具体来说，应该建立足够的约束和校验规则，通过事务控制技术，保证数据的一致性。在实际运用中，对数据的完整性进行监控和定期检查是必要的。 数据一致性 数据一致性是数据库物理设计的另一个目标。数据一致性是指数据库中多个数据项之间的相互关系。例如，如果在两个表之间有外键关系，则在更新或删除数据时，必须保证数据的一致性。要实现这个目标，需要采用一些技术手段，如采用事务控制技术、采用触发器等。 数据库性能 数据库物理设计的目标之一是提高数据库的性能。要实现这个目标，需要在数据库的物理设计中充分考虑到存储结构、索引和查询优化等因素，优化数据库的存储结构，并为数据的访问和管理提高效率。例如，建立索引、分区、缓存等技术手段可以有效提高数据库的性能。 可靠性 数据库物理设计的另一个目标是提高数据库的可靠性。要实现这个目标，需要在物理设计中采用多种技术手段，如备份、恢复、故障转移等。备份可以在数据库出现故障时保证数据的完整性，恢复技术可以让数据库在出现错误时快速恢复，故障转移则是通过双机热备等技术使得数据库在硬件故障时快速转移。 数据库物理设计的重要性 随着企业信息量的迅速增长，数据库管理已经成为企业决策和运营的关键资源。好的数据库设计可以提高数据库的效率和可靠性，同时也可以保证数据的安全性和完整性。因此，数据库物理设计的重要性不容忽视。 数据库物理设计可以提高管理效率。在数据库物理设计中，合理的存储结构、索引和查询优化技术等，可以使数据库更高效地管理数据，从而降低数据库处理数据的时间，提高数据的处理效率。 数据库物理设计可以保证数据的可靠性。数据库物理设计中采用的备份、恢复、故障转移等技术，可以保障数据的完整性和稳定性。在数据出现故障时，这些技术可以更大限度地保护数据。 数据库物理设计在维护数据的安全性和完整性方面也有重要作用。数据库物理设计中加密、部署多级访问控制、定期检查漏洞等，可以更大限度地保护数据库，防止数据的泄露和损坏。 数据库物理设计是数据管理中不可或缺的部分，它直接影响到数据库的可靠性、安全性和效率。在数据库物理设计中应该充分考虑到数据的安全性、完整性、一致性、性能和可靠性等因素，制定合适的方案，保证数据库的高可用性和可靠性。 相关问题拓展阅读： 求一份SQL server数据库课程设计报告 具体的数据库设计与实现过程 求一份SQL server数据库课程设计报告 10$的报告。 2.2需求分析 （1）需求分析的任务 需求分析的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等），充分了解原系统（手工系统或计算机系统）工作概况，明确用户的各种需求，用通俗的话来讲，就是分析了解用户关心什么，用户需要什么样的结果，然后在此基础上分析和设计新系统的数据库。 需求分析的重点是调查、收集与分析用户在数据管理中的信息要求、处理要求、安全性与完整性要求。  信息要求 是指用户需要从数据库中获得信息的内容与性质。由用户的信息要求可以导出数据要求，即在数据库中需要存储哪些数据。  处理要求 是指用户要求完成什么处理功能，对处理的响应时间有什么要求，处理方式是批处理还是联机处理。  安全性与完整性要求 一是指用户对系统和数据有什么安全性要求，如不同级别的用户具有什么操作权限和使用哪些数据；二是对数据的输入和存储的什么要求，如数据的长度和范围、数据的有效性、一致性和唯一性等。 确定用户的最终需求其实是一件很困难的事，这是因为一方面用户缺少计算机知识，开始时无法确定计算机究竟能为自己做什么，不能做什么，因此无法一下子准确地表达自己的需求，他们所提出的需求往往不断地变化。另一方面设计人员缺少用户的专业知识，不易理解用户的真正需求，甚至误解用户的需求。因此设计人员必须与用户不断深入地进行沟通和交流，才能逐步得以确定用户的实际需求。 （2）需求分析的基本步骤 1．调查与初步分析用户的需求，确定系统的功能边界 ⑴首先调查组织机构情况 ⑵然后调查各部门的业务活动情况 ⑶协助用户明确对新系统的各种要求 ⑷确定新系统的结构和功能边界，确定哪些功能由计算机完成或将来由计算机完成，哪些活动由人工完成。 常用的调查方法有： ⑴跟班作业 ⑵开调档运查会 ⑶请专人介绍 ⑷询问 ⑸问卷调查 ⑹查阅记录 2．生成数据字典 1）数据项条目：数据项是不可再分的数据单位，它直接反映事物的某一特征。 2）数据结构条目：反映了数据之间的组合关系。 3）数据流条目：数据流是数据结构在系统内传输的路径。 4）数据文件条目：数据文件是数据项停留或保存的地方，也是数据流的来源和去向之一。 5）处理过程条目。 (3) 案例分析：教学管理系统数据库的需求分析 用户的需求具体体现在各种信息的提供、保存、更新和查询上，这就要求数据库的结构能充分满足各种信息的输出和输入。需求分析阶段主要是收集基本数据，确定数据结构及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，以便为后面的概念设计和逻辑设计打下基础。 2．3概念结构设计 概念结构设计是对收集来的信息和数据进行分析整理，确定实体、属性及联系，形成独立于计算机的反映用户观点的概念模型。概念设计的重点在于信息结构的设计，它是整个数据库系统设计的关键。 （1）概念结构设计的目标和任务 概念结构设计的目标是产生反映系统信息需求的数据库概念结构，即概念模式。概念结构是独立于DBMS和使用的硬件环境的。在这一阶段，设计人员要从用户的角度看待数据以及数据处理的要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，然后再把概念模式转换为逻辑模式。 概念模型的表示方法很多，其中最著名、最常用的表示方法为实体-联系方法，这种方法也称为E-R模型方法，该方法采用E-R图描述概念模型。 E-R图提供了表示实体、属性和联系的方法，它由以下三个组件构成：  实体—用矩形表示，矩形框内写明实体名。  属性—用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。  联系—用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）。 例如教学管理系统中的学生实体与课程实体的E-R图如下图表示： （2）概念结构设计的过程 ●数据抽象 概念结构是对现实世界的一种抽象，所谓抽象就是对实际的人、事、物和概念进行加工处理，抽取所关心的共同特性，用各种概念精确的加以描述，组成某种模型。 在需求分析中，已初步得到了有关各类实体、实体间的联系以及描述它们性质的数据元素，统称数据对象。 在这一阶段中，首先要从以上数据对象中找出：系统有哪些实体？每个实体有哪些属性？哪些实体间存在联系？每一种联系有哪些属性？然后就可以做出系统的局部E-R模型和全局E-R模型。 ● 局部E-R模型设计 局部E-R模型设计是从数据流图出发确定实体和属性，并根据数据流图行扰梁中表示的对数据的处理、确定实体之间的联李纯系。 设计局部E-R图的步骤是： 1．确定实体类型和属性 实体和属性之间没有严格的区别界限，但对于属性来讲，可以用下面的两条准则作为依据： 1）作为属性必须是不可再分的数据项，也就是属性中不能再包含其他的属性。 2）属性不能与其他实体之间具有联系。 2．确定实体间的联系 依据需求分析结果，考察任意两个实体类型之间是否存在联系，若有，则确定其类型（一对一，一对多或多对多）。 3．画出局部E-R图 确定了实体及实体间的联系后，可用E-R图描述出来。形成局部E-R图之后，还必须返回去征求用户意见，使之如实地反映现实世界，同时还要进一步规范化，以求改进和完善。每个局部E-R图必须满足： （1）对用户需求是完整的。 （2）所有实体、属性、联系都有惟一的名字。 （3）不允许有异名同义、同名异义的现象。 ● 全局E-R模型的设计 各个局部E-R模型建立好后，还需要对它们进行合并，集成为一个整体的数据概念结构，即总E-R图。在合并全局E-R模型时，应注意检查和消除属性、命名的冲突及数据冗余。 （3）案例分析：教学管理系统数据库的概念结构设计 通过上面的需求分析，就可以进行数据库的概念结构设计，先对现实当中的人、事、物和概念进行抽象的加工处理，抽取所关心的共同特性，用各种概念进行描述，从中找出能够满足用户需求的各种实体，以及它们之间的关系，并用实体-联系图表示出来(即画出E-R图)，为后面的逻辑结构设计打下基础。 1、确定实体及其属性 经过对人工进行的教学管理系统的业务调查，得知系统主要涉及以下几个实体： ● 学生实体：属性主要包括班级名称、学号、姓名、性别、出生日期、民族、政治面貌、来源地、入学成绩、学生类别、、备注等。 ● 教师实体：属性主要包括教师号、教师姓名、性别、出生日期、所在系、职称 ● 班级实体：属性主要包括系部名称、班级号、班级名称、班主任、学生人数、备注等。 ● 系部实体：属性主要包括系号、系部名称、班级数等。 ● 课程实体：属性主要包括课程号、课程名、考核方式、学分、学时数等。 2、确定实体之间的联系 2．4 逻辑结构设计 （1）逻辑结构设计的目标和任务 逻辑结构设计的目标就是把概念结构设计阶段设计好的E-R图转换为特定的DBMS所支持的数据模型(即层次、网状、关系模型之一)，并对其进行优化。 概念模型向逻辑模型的转换过程分为3步进行： （1）把概念模型转换为一般的数据模型。 （2）将一般的数据模型转换成特定的DBMS所支持的数据模型。 （3）通过优化方法将其转化为优化的数据模型。...