網(wǎng)絡(luò)工程師投稿期刊推薦《信息網(wǎng)絡(luò)安全》是公安部主管，公安部第三研究所主辦的綜合性專業(yè)月刊，是公安部公共信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察局及其各級(jí)網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)察部門對(duì)外宣傳的窗口。雜志為部級(jí)B類刊物，是中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)唯一指定信息安全類會(huì)刊。
　　【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子商務(wù)及大數(shù)據(jù)應(yīng)用的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在既定的環(huán)境下，做到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式及應(yīng)用系統(tǒng)做到有效的構(gòu)建與優(yōu)化，從而做到對(duì)數(shù)據(jù)的有效儲(chǔ)存，做到對(duì)各種用戶需求的全面及深層滿足。本文通過(guò)分析與討論，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容及有效設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的未來(lái)應(yīng)用趨勢(shì)進(jìn)行探究。

　　【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用,分析初探

　　一、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)任務(wù)、特點(diǎn)及方法

　　1.數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)任務(wù)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，是做到對(duì)用戶信息需求、處理需求及支撐環(huán)境的滿足，做到對(duì)數(shù)據(jù)模式及典型應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。信息需求是指用戶對(duì)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，處理需求是指用戶經(jīng)常需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。信息需求是內(nèi)容性結(jié)構(gòu)要求，是靜態(tài)需求的一種，而處理需求是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理需求，是動(dòng)態(tài)需求的一種。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，操作系統(tǒng)及硬件設(shè)備既是數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件及硬件基礎(chǔ)，同時(shí)也是設(shè)計(jì)的制約因素。數(shù)據(jù)庫(kù)在設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生兩項(xiàng)成果：一是數(shù)據(jù)模式;二是數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的典型應(yīng)用程序。

　　對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，其是在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)展而來(lái)的，比如在一些檢索類的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，需要在設(shè)計(jì)時(shí)做到對(duì)檢索程序的編寫。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)模式的體現(xiàn)，并能夠?qū)��?shù)據(jù)進(jìn)行快速、方便、有效的處理。

　　2.數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，是技術(shù)與管理相互融合的過(guò)程，在數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于技術(shù)與管理界面，也就是俗稱的“干件”來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一就是將軟件、硬件及干件的有效結(jié)合。而數(shù)據(jù)庫(kù)的另外一個(gè)特點(diǎn)便是將數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，這兩者緊密聯(lián)系、相互促進(jìn)、相輔相成。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為設(shè)計(jì)示意圖如圖1所示。

　　圖1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為設(shè)計(jì)示意圖

　　3.數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的相關(guān)方法

　　在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般方法為手工試湊法和規(guī)范設(shè)計(jì)法。規(guī)范設(shè)計(jì)法是在手工設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上采用過(guò)程迭代和逐步求精所得到的結(jié)果，具有較高的質(zhì)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(yīng)用較為廣泛的新奧爾良法，這種方法將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為四個(gè)階段來(lái)進(jìn)行，其分別為：需求分析、概念設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)及邏輯設(shè)計(jì)。后來(lái)在發(fā)展中，有人將其改變?yōu)槲鍌�(gè)階段，后經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化與改進(jìn)，添加了一些輔助設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)時(shí)采用一步連著一步的過(guò)程來(lái)完成。對(duì)于E-R模型數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)法、3NF設(shè)計(jì)法，都是一些較為抽象與理論的語(yǔ)法規(guī)范設(shè)計(jì)法，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)不同階段的滿足。

　　二、數(shù)據(jù)庫(kù)有效設(shè)計(jì)的相關(guān)步驟

　　1.用戶的需求分析

　　在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要解決的是對(duì)用戶的需求進(jìn)行分析，需求分析是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是最麻煩及耗費(fèi)時(shí)間的一個(gè)過(guò)程。需求分析的準(zhǔn)確性將直接決定著數(shù)據(jù)庫(kù)在未來(lái)構(gòu)建時(shí)的質(zhì)量及構(gòu)建速度。需求分析的失誤，可能會(huì)造成整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(hù)性、易擴(kuò)充性、易升級(jí)性、可讀性、空間占用效率及潛在延伸需求;關(guān)鍵及重要數(shù)據(jù)的一致性、冗余性、訪問(wèn)的時(shí)效、可靠性等等。

　　針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的側(cè)重點(diǎn)，是要在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程里去感受、對(duì)比、總結(jié)以及分析的。一個(gè)優(yōu)秀的系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)密不可分，所以數(shù)據(jù)庫(kù)工作者對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)要有較為深入的認(rèn)識(shí)以及靈活多變的設(shè)計(jì)技巧，很大程度上取決于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平。

　　2.概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)整個(gè)過(guò)程的完成需要設(shè)計(jì)到六個(gè)步驟，這六個(gè)步驟分別為：用戶的需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施及數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)這六大部分。而概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即概念模式的設(shè)計(jì)，是整個(gè)系統(tǒng)中用戶所關(guān)注的信息結(jié)構(gòu)，因此其在構(gòu)建時(shí)，需要獨(dú)立于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型之外，并不受到其它數(shù)據(jù)系統(tǒng)所干擾，同時(shí)能夠方便用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)的交流。另外還需要在應(yīng)用需求分析中所得到的數(shù)據(jù)流圖來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)行軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示。這一過(guò)程僅是對(duì)應(yīng)用需求的反映，并不涉及到數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。

　　3.邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

　　對(duì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需將概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)庫(kù)概念模式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其變?yōu)镈BMS邏輯數(shù)據(jù)模型。邏輯設(shè)計(jì)的主要目的是做到對(duì)客戶要求數(shù)據(jù)安全性及完整性的有效滿足，并能夠在邏輯上做到對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)行過(guò)程的有效支持。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)并不僅僅是對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而是對(duì)數(shù)據(jù)模型中所涉及到的一些技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行處理與解決。

　　4.物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

　　在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要以數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式及概念模式主基礎(chǔ)。運(yùn)用DBMS與計(jì)算機(jī)所提供的功能及限制，在做到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件物理儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)、存取路徑、存儲(chǔ)空間分配、記錄格式的有效設(shè)計(jì)。雖然這種物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是直接面向用戶，但就整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，還是會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要做到足夠的重視。

　　5.數(shù)據(jù)庫(kù)的有效實(shí)施

　　在數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施階段，設(shè)計(jì)人員運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言及其宿主語(yǔ)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(kù)、編制與調(diào)試應(yīng)用程序、組織數(shù)據(jù)入庫(kù)及進(jìn)行試運(yùn)行。

　　6.數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行及維護(hù)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)在通過(guò)試運(yùn)行之后便可以投入到正常的使用與運(yùn)行當(dāng)中。但是在數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行及使用過(guò)程中，必須對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定期的評(píng)價(jià)、調(diào)試以及做到對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改與維護(hù)。

　　三、數(shù)據(jù)庫(kù)在未來(lái)的發(fā)展及應(yīng)用趨勢(shì)

　　1.數(shù)據(jù)庫(kù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

　　目前就一些實(shí)際現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，很多基礎(chǔ)設(shè)施，比如有線通信設(shè)施及交通設(shè)施，都沒(méi)能做到在技術(shù)上的跟進(jìn)及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，因此在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，數(shù)據(jù)庫(kù)在此方面應(yīng)用將會(huì)有巨大的優(yōu)勢(shì)及廣闊的前景�，F(xiàn)在，隨著電子商務(wù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到信息產(chǎn)業(yè)部及相關(guān)企業(yè)用戶的高度重視，并將成為未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重大方向，會(huì)在各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

　　2.數(shù)據(jù)庫(kù)在未來(lái)的應(yīng)用趨勢(shì)

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的未來(lái)發(fā)展方向是能夠輕松處理你所需要的有線信息系統(tǒng)上復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，并能方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和應(yīng)用升級(jí)。當(dāng)然，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用與發(fā)展還依賴于應(yīng)用軟件的推廣，Sybase公司已經(jīng)為開(kāi)發(fā)人員準(zhǔn)備了適合不同行業(yè)的應(yīng)用模板，以提高他們開(kāi)發(fā)移動(dòng)式電子商務(wù)應(yīng)用的速度。作為電子商務(wù)的一個(gè)重要組成部分，數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用與發(fā)展已經(jīng)得到我國(guó)行業(yè)主管部門、技術(shù)與解決方案供應(yīng)商和用戶的高度重視，正在成為信息產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向，并將不斷滲透到各個(gè)領(lǐng)域。

　　四、總結(jié)

　　如何做好對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的有效設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于對(duì)設(shè)計(jì)方法及步驟的有效掌握。筆者通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐和多方調(diào)研，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)各個(gè)步驟目標(biāo)、方法及相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行了研究。認(rèn)為在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)用戶需求進(jìn)行深入的了解，尤其是用戶需要的側(cè)重點(diǎn)，重點(diǎn)及關(guān)鍵重要數(shù)據(jù)，并充分挖掘用戶的潛在延伸需求;其次再進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素;再次要充分融入以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成功案例。隨著信息技術(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，相信未來(lái)在電子商務(wù)及其它領(lǐng)域，數(shù)據(jù)庫(kù)能夠得到有效的利用及發(fā)展。

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