【系统架构】第六章-数据库设计基础知识（数据库设计）

数据库设计

一、数据库设计步骤 1、用户需求分析，使用一定的辅助工具对应用对象的功能、性能、限制等进行科学分析 2、概念结构设计，是对信息的分析和定义，如视图模型化、视图分析和汇总，理想工具是E-R图 3、逻辑结构设计，将抽象的概念模型转化为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑模型，是物理结构设计的基础，包括模式初始设计、子模式设计、应用程序设计、模式评价以及模式求精 4、物理结构设计，是逻辑模型在计算机中的具体实现 5、数据库实施阶段 6、数据库运行和维护阶段

二、数据需求分析 需求分析阶段的任务：综合各个用户的应用需求，对现实世界要处理的对象（组织、部门和企业等）进行详细调查，在了解现行系统的概况，确定新系统功能的过程中，收集支持系统目标的基础数据及处理方法

三、概念结构设计 E-R图对需求分析阶段得到的数据进行分类、聚集和概括，确定实体、属性和联系，设计工作步骤包括：选择局部应用、逐一设计分E-R图、E-R图合并

四、逻辑结构设计 概念结构设计的基础上进行数据模型设计，比如层次模型、网状模型和关系模型。该阶段主要工作包括确定数据模型、将E-R图转换为指定的数据模型、确定完整性约束和确定用户视图

E-R图的联系：一对一，一对多，多对多（必须新增联系）

五、物理设计 主要工作步骤：确定数据分布、存储结构和访问方式

六、数据库实施 在计算机上建立实际的数据库结构，数据加载，进行试运行和评价的过程

七、数据库运行维护 主要内容包括对数据库性能的监测和改善、故障恢复、数据库的重组和重构

应用程序与数据库的交互

库函数级别访问接口：数据库提供的最底层的高级程序语言访问数据接口，如OCI 嵌入SQL访问接口：嵌入式SQL是一种将SQL语句直接写入某些高级程序语言 通用数据接口标准：ODBC（开放数据库连接）解决异构数据库间数据共享 ORM访问接口：对象关系映射(ORM)用于实现面向对象编程语言里不同类型系统数据之间的转换，ORM通过使用描述对象和数据库之间映射的元数据，将程序中的对象与关系数据库相互映射，解决数据库与程序之间的异构性

NoSQL 数据库

NoSQL数据库分类：

• 列式存储数据库：按数据库记录的列来组织和存储数据，数据库中每个表由一组页链的集合组成，每条页链对应表中的一个存储列，产品有：Cassandra、HBase等
• 键值对存储数据库：典型数据结构为数组链表，产品有Redis等
• 文档型数据库：该类型的数据模型是版本化的文档，半结构化的文档以特定的格式化存储，在处理网页等复杂数据时，比传统键值数据库的查询效率高，产品有CouchDB、MongoDB等
• 图数据库：使用灵活的图模型，能够扩展到多个服务器上，产品有Neo4J、InfoGrid等

NoSQL 特点：易扩展、大数据量，高性能、灵活的数据模型、高可用