数据库应用系统开发 数据库设计
小型数据库系统设计与开发
小型数据库系统设计与开发随着信息化时代的到来，数据库系统在各行各业中扮演着越来越重要的角色。
小型数据库系统的设计与开发是一项关键任务，它能帮助组织和企业有效管理和存储数据，并支持各种业务需求。
本文将介绍小型数据库系统的设计原则和开发过程，旨在帮助读者理解并应用这一技术。
在小型数据库系统的设计过程中，需按照以下几个步骤进行：1.需求分析：在设计数据库系统之前，首先需要明确系统的需求。
这包括确定并理解业务流程，收集和分析数据需求，并制定相应的设计目标。
例如，如果设计一个学生信息管理系统，需确定需要存储的数据字段，如学生姓名、年龄、学号、成绩等。
2.概念设计：在明确需求后，进行概念设计。
这一阶段主要涉及实体关系建模（ERM）和实体关系图（ERD）的设计。
ERM是一种用于描述实体、属性和实体之间关系的图形化表示方法，ERD则是基于ERM的图。
通过绘制ERD，可以清晰地表示实体和它们之间的关系，有助于后续的物理设计。
3.物理设计：在概念设计完成后，进行物理设计。
这一阶段主要包括将ERD转化为数据库模式的过程。
在物理设计中，需确定数据库的存储引擎、表的结构、索引和约束等。
此外，还需考虑性能优化和数据安全性等问题。
4.数据库开发：在数据库设计完成后，进行数据库开发。
这一阶段主要包括创建数据库、表和索引，定义视图、存储过程、触发器等，同时进行数据导入和数据验证等工作。
在开发过程中，可以使用各种数据库管理系统（DBMS）和相应的开发工具，如MySQL、Oracle、SQL Server等。
5.测试和调试：数据库开发完成后，需要进行测试和调试。
这包括对数据库进行逻辑和物理测试，验证数据库的正确性和稳定性。
同时，还需测试系统的性能和并发性能，以确保系统能够在实际应用场景中正常运行。
6.部署和维护：当数据库系统通过测试后，可以进行系统部署。
这包括将数据库系统部署到实际环境中，并进行相应的配置和优化。
部署完成后，还需要进行系统的持续维护，包括数据备份和恢复、性能监测和优化等。
数据库应用系统的开发
18
11.2.1 数据库的连接方式
数据提供器用于建立数据源与数据集之间的联系，它能连接各种类型的数据，并能按 要求将数据源中的数据提供给数据集，或者从数据集向数据源返回编辑后ห้องสมุดไป่ตู้数据。
2
11.1.1 软件定义
2．软件需求信息获取 ① 考察现场或跟班作业，了解现场业务流程。 ② 进行市场调查。 ③ 访问用户和应用领域的专家。 ④ 查阅与原应用系统或应用环境有关的记录。 3．用户需求的描述方法 描述用户需求传统的方法大多采用结构化的分析方法（Structured Analysis，SA）， 即按应用部门的组织结构，对系统内部的数据流进行分析，逐层细化，用数据流程图 （Data Flow Diagram，DFD）描述数据在系统中的流动和处理，并建立相应的数据字典 （Data Dictionary，DD）。 ① 数据流程图使用的主要符号如图11.1所示。
4
图11.2 学生选课系统需求分析的顶层数据流程图
5
11.1.1 软件定义
② 数据字典的主要内容。 ● 数据项：包括数据项名、类型、长度等。 ● 数据结构：反映了数据之间的组合关系，包括数据结构名、含 义说明及定义。 ● 数据流：数据流是数据在系统内传输的路径，包括数据流名、 说明、数据的源和目标等。 ● 数据存储：是数据停留或保存的地方，包括数据存储名、说明 等。 ● 处理过程：主要包括：过程名、输入参数、输出参数、说明等。
10
11.1.2 软件开发
编码阶段应注意遵循编程标准、养成良好的编程风格，以便编写出正确的便于理解、 调试和维护的程序模块。 编码与单元测试的阶段性成果：通过单元测试的各功能模块的集合、详细的单元测试 报告等文档。 4．组装测试 根据概要设计提供的软件结构、各功能模块的说明和组装测试计划，将数据加载到数 据库中，对经过单元测试检验的模块按照某种选定的策略逐步进行组装和测试，检验应用 系统在正确性、功能完备性、容错能力、性能指标等方面是否满足设计要求。 阶段性成果：① 满足概要设计要求的详细设计报告；② 可运行的软件系统和源程序 清单；③ 组装测试报告等文档。 5．验收测试 又称为确认调试，主要任务：按照验收测试计划对软件系统进行测试，检验其是否达 到了需求规格说明中定义的全部功能和性能等方面的需求。 阶段性成果：验收测试报告、项目开发总结报告、软件系统、源程序清单、用户操作 手册等文档资料。 最后，由专家、用户负责人、软件开发和管理人员组成软件评审小组对软件验收测试 报告、测试结果和应用软件系统进行评审，通过后，软件产品正式通过验收，可以交付用 户使用。
数据库设计与开发
数据库设计与开发数据库在现代信息化时代发挥着重要的作用，它是组织和管理数据的核心工具。
数据库设计与开发是建立高效、可靠的数据库系统的关键步骤。
合理的数据库设计和灵活的开发方法将有助于提高系统的性能和可维护性。
一、数据库设计数据库设计是指根据需求和目标，将现实世界中的数据组织成数据库系统的过程。
它包括数据建模、规范化、数据库对象的定义等环节。
1. 数据建模数据建模是数据库设计的基础，它通过实体关系图（ER图）来描述现实世界中的实体、属性和它们之间的关系。
在数据建模过程中，需要确定实体的属性、实体间的关系以及实体的主键和外键等信息。
2. 规范化规范化是数据库设计的重要步骤，它通过消除数据冗余和提高数据一致性来提高数据库的性能和可维护性。
常用的规范化方法包括第一范式、第二范式和第三范式等。
3. 数据库对象的定义数据库对象的定义是指根据实体关系图设计和创建数据库中的表、视图、索引、存储过程等对象。
在定义数据库对象时，需要考虑到数据的完整性约束、数据类型、索引优化等因素。
二、数据库开发数据库开发是指根据需求和设计方案，实现数据库系统的过程。
它包括数据库的创建、数据迁移、编写SQL语句以及性能调优等环节。
1. 数据库的创建数据库的创建是通过数据库管理系统（DBMS）提供的工具或命令来完成的。
在创建数据库时，需要指定数据库的名称、字符集、校对集等参数，并设置好权限和安全策略。
2. 数据迁移数据迁移是将现有数据从旧系统或其他数据源导入到新的数据库系统中的过程。
在数据迁移过程中，需要保证数据的完整性和一致性，同时考虑到数据量的大小和性能的要求。
3. 编写SQL语句编写SQL语句是数据库开发的核心内容，它包括数据查询、数据插入、数据更新、数据删除等操作。
编写高效的SQL语句可以提高数据库的响应速度和性能。
4. 性能调优性能调优是数据库开发中重要的一环，它通过对数据库的索引、查询语句、表结构等进行调整和优化，提高数据库的响应速度和并发能力。
计算机应用的数据库设计
计算机应用的数据库设计引言在计算机应用领域，数据库设计是非常重要的一环。
数据库是存储和组织数据的关键工具，合理的数据库设计能够提高系统的性能和可靠性。
本文将介绍计算机应用中数据库设计的基本原理、方法和步骤。
数据库设计的基本原理数据库设计的基本原理是满足数据的一致性、完整性、有效性和安全性。
以下是数据库设计的基本原则：1.一致性：数据库设计应保证数据的一致性，即数据在整个系统中的表示和使用是统一的。
2.完整性：数据库设计应保证数据的完整性，即数据不能缺失或冗余。
3.有效性：数据库设计应保证数据的有效性，即数据能够被有效地存储、查询和修改。
4.安全性：数据库设计应保证数据的安全性，即数据不能被非法访问和篡改。
数据库设计的方法和步骤数据库设计的方法和步骤可以分为以下几个阶段：1. 需求分析阶段在需求分析阶段，数据库设计师需要与系统用户紧密合作，了解用户的需求和业务流程。
关键任务包括：•收集用户需求：与用户沟通，了解用户的数据需求、功能需求和性能需求。
•分析业务流程：理解用户的业务流程，确定数据的流动和处理方式。
2. 概念设计阶段在概念设计阶段，数据库设计师将用户需求转化为数据库模型。
关键任务包括：•建立实体关系模型：根据用户需求，确定实体和实体之间的关系，绘制实体关系图。
•设计实体属性：确定实体的属性，并按照规范进行命名和数据类型定义。
•确定主键和外键：标识实体的主键，建立实体之间的关联关系。
3. 逻辑设计阶段在逻辑设计阶段，数据库设计师将概念设计转化为数据库模式。
关键任务包括：•将实体关系图转化为关系模式：将实体和关系转化为数据库表和字段，并进行规范化处理。
•设计数据约束：确定表的主键、唯一约束、外键和其他约束条件。
•设计视图和索引：根据查询需求，设计视图和索引，提高查询性能。
4. 物理设计阶段在物理设计阶段，数据库设计师将逻辑设计转化为具体的数据库实现。
关键任务包括：•选择数据库平台：根据系统需求和性能要求，选择合适的数据库平台。
数据库系统设计与开发
《数据库设计与开发》讲义
5.1.2 需求分析
• 实际上，系统的需求包括着多个层次，不同层 次的需求从不同角度与不同程度反映着细节问 题。没有一个清晰、毫无二义的‘需求’存在， 真正的‘需求’实际上在人们的脑海中。任何 文档形式的需求仅仅是一个模型，一种叙述。 • 需求分析文档要尽可能地从不同层次角度去描 述（有可能冗余），要注意描述的名词对用户、 分析者、设计者在理解上务必达成共识。 • 在此阶段，从多方面对整个组织进行调查，收 集和分析各个应用主要集中在对信息和处理两 方面的需求。
北京邮电大学软件学院 郭文明 2016.9
《数据库设计与开发》讲义
5.1.2 需求分析
–功能数据分析 反映系统全貌的数据流程图与数据、功能详细分 析完成后，为保证总的系统描述和细节情况相一致， 需要进行整理和审核，这一过程称为功能数据分析。 功能数据分析可以使用填写数据功能格栅图等方 法，如果完成某功能所需的数据不存在，需在数据 字典中添加项目；如果数据字典中的数据没有任何 一个功能使用，那么它可能是多余的或者在功能分 析中有遗漏。 通过功能数据分析的最后大检验，使需求分析报 告中的内容祥实准确。用户需求的功能在需求分析 报告中有所描述，完成功能所需的数据在数据字典 中有所描述，为数据库的设计和应用程序的设计工 作打下坚实基础。
–检查文档资料：收集检查与目前系统相关的文档资 料、表格、报告、文件 –面谈：找出事实、确认事实、澄清事实 –观察业务处理：跟班作业
北京邮电大学软件学院 郭文明 2016.9
《数据库设计与开发》讲义
5.1.2 需求分析
–研究：从计算机行业杂志、参考书和Internet上获 取其他人解决问题的信息，也可能直接得到相关问 题的解决方案或软件包。 –问卷调查：调查建议和意见，诸如：“当前使用什 么报表，是否存在问题”等等。
Android应用开发中的数据库设计教程
Android应用开发中的数据库设计教程Android应用开发中的数据库设计是开发人员不可或缺的一部分。
数据库设计负责管理应用程序中的数据，包括存储、检索和操作数据。
正确设计数据库能够提高应用程序的性能和可靠性。
本文将介绍一些在Android应用开发中数据库设计的基本原则和技巧。
一、选择合适的数据库类型在Android应用开发中，有多种可供选择的数据库类型，如SQLite、Realm、ObjectBox等。
在选择数据库类型时，需要考虑以下几个因素：1. 数据库性能：不同的数据库类型拥有不同的性能特点。
SQLite是一种轻量级数据库，适用于小型应用，而Realm和ObjectBox则更适合大型应用。
2. 数据库功能：不同的数据库类型提供的功能不同。
SQLite是一个全功能的关系型数据库，支持复杂的查询和事务处理，而Realm和ObjectBox则提供了更简洁的接口和更高效的数据存储。
3. 数据库易用性：不同的数据库类型在使用上有所差异。
SQLite是Android平台内置的数据库，易于使用和集成。
Realm和ObjectBox则提供了更便捷、直观的API。
二、设计数据库结构好的数据库结构可以提高应用程序的性能和扩展性。
下面是一些设计原则：1. 规范化数据：合理地规范化数据库可以最大程度地减少数据冗余，提高数据一致性。
将重复数据分解成一个单独的表，并通过主键关联。
2. 设计合适的字段：选择合适的字段类型和大小可以减少存储空间和提高查询效率。
例如，使用整数类型存储长整型数据，而不是字符串类型。
3. 添加索引：为经常被查询的字段添加索引可以加快查询速度。
但是，过多或不必要的索引会增加写入和更新操作的时间。
4. 处理关系：若涉及到多对多关系，可以使用关联表或中间表来处理。
此外，了解外键的使用可以确保数据一致性和完整性。
5. 合理约束数据：使用约束可以避免无效或错误的数据插入数据库中，其中包括：主键约束、唯一约束、非空约束等。
数据库应用系统设计
数据库应用系统设计在当今数字化的时代，数据库应用系统已经成为各类组织和企业运营的核心支撑。
从简单的个人信息管理到复杂的企业资源规划，数据库应用系统在数据存储、管理和分析方面发挥着至关重要的作用。
那么，如何设计一个高效、可靠且满足实际需求的数据库应用系统呢？首先，我们需要明确数据库应用系统的设计目标。
这包括确定系统要处理的数据类型和规模，预期的用户数量和并发访问量，以及对系统性能、安全性和可用性的要求。
例如，如果是一个电子商务网站的数据库系统，那么就需要能够快速处理大量的订单数据，同时保障用户支付信息的安全；而对于一个学校的学生管理系统，可能更侧重于数据的准确性和查询的便捷性。
在明确设计目标后，接下来要进行需求分析。
这是整个设计过程中最为关键的一步。
我们需要与相关的业务人员和用户进行充分的沟通，了解他们的工作流程和对系统的期望。
比如，销售部门可能希望能够随时查询销售业绩数据，并生成各种统计报表；财务部门则需要对账目进行精确的记录和核算。
通过需求分析，我们可以梳理出系统需要实现的功能，以及这些功能所涉及的数据操作和流程。
数据建模是数据库设计的核心环节之一。
常见的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型等，其中关系模型在实际应用中最为广泛。
在关系模型中，我们通过设计数据表、定义字段和数据类型、建立表之间的关联关系来构建数据库的结构。
以一个客户管理系统为例，可能会有“客户表”用于存储客户的基本信息，“订单表”用于记录客户的订单详情，这两个表通过“客户ID”进行关联。
在设计数据表时，要遵循一些基本原则。
比如，每个表应该有一个主键，用于唯一标识每条记录；字段的选择要恰当，避免冗余数据的存储；合理设置数据类型，以节省存储空间并提高数据处理效率。
此外，还要考虑数据的完整性约束，如非空约束、唯一性约束和外键约束等，以确保数据的准确性和一致性。
索引的设计也是不容忽视的。
索引可以加快数据的查询速度，但过多或不恰当的索引会影响数据的插入和更新操作。
数据库及应用程序开发数据库设计
在概念设计阶段，开发 人员使用概念模型（如 实体-关系模型）来表示 系统的概念结构，并确 定实体、属性和关系。
在逻辑设计阶段，开发 人员将概念模型转换为 逻辑模型（如关系模型 ），并选择适当的数据 结构、数据类型和约束 条件。
在物理设计阶段，开发 人员为数据库选择合适 的存储结构和存储路径 ，并确定索引、分区等 物理存储参数。
在实施与维护阶段，开 发人员根据逻辑设计和 物理设计的结果创建实 际的数据库结构，导入 初始数据，并进行日常 维护和管理。
02
数据库概念设计
数据模型
概念模型
也称为信息模型，是抽象化的真实世界，它不受任何特定 数据管理系统约束。
01
逻辑模型
是数据在特定数据库管理系统（DBMS） 中的表示。它依赖于特定的DBMS，并 受其约束。
根据业务需求确定数据表之间的 关系，如一对一、一对多或多对 多关系，使用外键进行关联。
主键和外键
主键选择
01
选择能够唯一标识记录的字段作为主键，确保每条记录的唯一
性。
外键定义
02
在相关联的数据表中定义外键，与主键进行关联，确保数据的
一致性和完整性。
外键约束
03
在外键上设置适当的约束条件，如级联更新、级联删除等，以
优点
数据库连接池可以减少数据库连接的创建和销毁开销，提高应用程序的性能。同时，它可以提供可复用的数据库连接 ，方便开发人员管理和维护数据库连接。
缺点
数据库连接池需要合理配置和管理，以避免出现连接泄漏和资源浪费的问题。此外，如果数据库连接池 中的连接数量过多或过少，也可能影响应用程序的性能。
事务处理
数据恢复
提供快速的数据恢复方案，确保在数据丢失或损坏时能够及时恢复数据。
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m:n联系到关系模型的转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生(学号，姓名，民族，年龄) 课程(编号，名称，学时，学分) 学生-课程联系表（学号，编号,）
(009991,张三,汉,20) 是学生表中的一条记录 (005001,数据库应用,64,4) 是课程表中的一条记录
(009991,0m050:0n5)联是系学生到-课程关联系系表模中的型一条的记录转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生(学号，姓名，民族，年龄) 课程(编号，名称，学时，学分) 学生-课程联系表（学号，编号,）
在实际的应用中，我们还可根
(009991,0m050:0n5)联是系学生到-课程关联系系表模中的型一条的记录转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
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系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生(学号，姓名，民族，年龄) 课程(编号，名称，学时，学分) 学生-课程联系表（学号，编号,）
(009991,张三,汉,20) 是学生表中的一条记录 (005001,数据库应用,64,4) 是课程表中的一条记录
数据库设计
❖ 数据库设计是系统设计的一项基本工作
❖ 数据库设计的主要工作 ❖ 建立一种完整、规范的数据模型
数据库设计
数据库设计过程就是 在计算机上建表的过
程吗？
数据库设计
数据设计的一种基本工具就是E-R图
E-R图用一种直观的方式建立了现实世界及其 联系
E-R图到关系模型的转化
一般方法：
1:n联系到关系模型的转化
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
将一个E-R图中每组联系的两个实体转化为关系后，还需 要对转化所得到的关系进行整理。
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生（学号，姓名，民族，年龄，班号） 班级（班号，名称，年级，专业，系）
课程（编号，名称，学时，学分） 学生-课程联系表（学号，编号,成绩）
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生（学号，姓名，民族，年龄，班号） 班级（班号，名称，年级，专业，系）
课程（编号，名称，学时，学分） 选修（学号，编号,成绩）
1:n联系到关系模型的转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生（学号，姓名，民族，年龄，班号） 班级（班号，名称，年级，专业，系）
1:n联系到关系模型的转化Βιβλιοθήκη 名称编号学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
实发 2283
违反了1NF
数据规范
2NF：表中非主属性之间不存在依赖关系
工号
姓名
职 称 基 本工资 津 贴工资 职务工资 房 租
水电
实发
86051
陈平
讲师
1305
1200
50
160
112
2283
关系中不能有“应发工资”这个属 性
数据规范
范式只是指导数据库设计的一种工具，如果有时增加一 个字段确能带来很大的方便，违反规范化的数据表在实 际工作中也是存在的。
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
学生(学号，姓名，民族，年龄) 课程(编号，名称，学时，学分)
在实际的应用中，我们还可根
据应用情况在联系表中增加一 些必要的属性
学生-课程联系表（学号，编号,成绩）
1:1联系到关系模型的转化
规则 将两个实体独立地转化为两个关系，并对每个关系增
加一个外键，外键由与本实体相联系的对方实体的关键属 性组成。
民族
年龄
引进这个属性说明了两
名称
专业个实体之间的联系。
学生管理数据库E-R图示例
学生（学号，姓名，民族，年龄，班号） 班级（班号，名称，年级，专业，系）
m:n联系到关系模型的转化
规则 把两个实体独立地转化为两个关系，转化时将实体名
作为关系名，实体属性转化为关系属性，实体属性转化为 关系属性；另外，还要单独设置一个关系描述两个实体间 的联系，其属情由两个实体的关系属性组成。
1:1联系到关系模型的转化
学号 姓名
班号 年级
1
1
班长
属于
班级
专业
班长(学号，姓名) 班级(班号，年级，专业)
1:1联系到关系模型的转化
学号 姓名
班号 年级
1
1
班长
属于
班级
专业
班长(学号，姓名，班号) 班级(班号，年级，专业，学号)
E-R图到关系模型的转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
数据规范
数据规范是为了保证所建立的数据表不出现数 据冗余，不出现数据插入和删除异常。
数据规范分为几种不同的层次（1NF—3NF）
数据规范
1NF：表明一个表中每个字段应该是基本的
工号 姓名 86051 陈 平
职称 讲师
基本 1305
工资 津贴 1200
职务 50
扣除 房租 水电 160 112
m:n联系到关系模型的转化
1:1联系到关系模型的转化
E-R图到关系模型的转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级
系
学时
学分
民族
年龄
名称
专业
学生管理数据库E-R图示例
1:n联系到关系模型的转化
规则 把每个实体转化为一个关系，实体名作为关系名，实
体属性作为关系的属性；并在1:n联系的n方增加一个属性， 该属性存放与该实体相联系的另一个实全的关键属性。
据应用情况在联系表中增加一 些必要的属性
(009991,张三,汉,20) 是学生表中的一条记录 (005001,数据库应用,64,4) 是课程表中的一条记录
(009991,0m050:0n5)联是系学生到-课程关联系系表模中的型一条的记录转化
名称
编号
学号
姓名
班号
年级
课程
n 选课
m 学生
n
属于
1
班级