1 数据库设计方法
  随着信息技术的发展和应用环境多样性,数据库设计已经成为建立数据库及其应用系统的重要组成部分。具体的说,数据库设计是要在一个给定的应用环境中,通过合理的逻辑设计和有效的物理设计,构造较优的数据库模式,建立数据库及其应用系统,能够有效的存储和管理数据,满足用户的各种信息需求。因此,数据库设计是数据库在应用领域的主要研究课题。
  大型数据库设计是涉及多学科的综合性技术,也是一项庞大的软件开发工程。因此,要求从事数据库设计的人员具备多方面的专业技术和知识。除了具备计算机科学的基础知识之外,还必须具备软件工程的原理和方法;掌握程序设计的技巧和方法;具备数据库的基本知识和数据库设计技术;同时还必须具备应用领域的专业知识,才能设计出符合具体应用领域要求的数据库应用系统。
  然而,数据库应用于多种学科领域,这就要求数据库设计人员必须与应用领域的专业技术人员紧密配合,共同完成数据库应用系统的工程。因此,在数据库设计开始之前,首先必须选定参加设计的人员,包括系统分析人员、数据库设计人员和程序员、用户和数据库管理员。系统分析和数据库设计人员是数据库设计的核心人员,他们将自始至终参与数据库设计,他们的水平决定了数据库系统的质量。用户和数据库管理员在数据库设计中也是举足轻重的,他们主要参加需求分析和数据库的运行维护,他们的积极参与不但能加速数据库设计,而且也是决定数据库设计的质量的重要因素。程序员则在系统实施阶段参与进来,分别负责编制程序和准备软硬件环境。
  在过去相当长的一段时期内,数据库设计主要采用手工试凑法。使用这种方法与设计人员的经验和水平有直接关系,它使数据库设计成为一种艺术而不是工程技术,缺乏科学理论和工程方法的支持,工程的质量难以保证,常常是数据库运行一段时间后又不同程度地发现各种问题,增加了系统维护的代价。长时间以来,人们努力探索,提出了各种数据库设计方法,这些方法运用软件工程的思想和方法,提出了各种设计准则和规程,都属于规范设计方法。
  规范设计法中比较著名的有新奥尔良(New Orleans)方法。他将数据库设计分为四个阶段:需求分析(分析用户要求)、概念设计(信息分析和定义)、逻辑设计(设计实现)和物理设计(物理数据库设计)。其后,S.B.Yao等又将数据库设计分为五个步骤。又有。I.R.Palmer等主张把数据库设计当成一步接一步的过程,并采用一些辅助手段实现每一过程。基于E-R模型的数据库设计方法,基于3NF(第三范式)的设计方法,基于抽象语法规范的设计方法等,是在数据库设计的不同阶段上支持实现的具体技术和方法。
  规范设计法从本质上看仍然是手工设计方法,其基本思想是过程迭代和逐步求精。
  多年以来,数据库工作者和数据库厂商一直在研究和开发数据库设计工具。经过十多年的努力,数据库设计工具已经实用化和产品化,并同时进行数据库设计和应用程序设计。人们开始选择不同的快速应用程序开发(RAD)工具,例如,Microsoft Visual Studio、Borland 的Delphi和Builder C++ 、Sybase的PowerBuilder、Oracle公司的Design2000等。这些RAD工具允许开发者迅速设计、开发、调试和配置各种各样的数据库应用程序,并且能在性能、可扩展性和可维护性这些不断增长的需求上有所收获。作为RAD工具之所以强大的一个原因是它对应用程序开发工程生命周期中的每个阶段都提供支持。这些工具软件可以自动的或辅助设计人员完成数据库设计过程中的很多任务。人们已经越来越认识到自动数据库设计工具的重要性。特别是大型数据库的设计需要自动设计工具的支持。
  目前许多计算机辅助软件工程(Computer Aided Software Engineering,简称CASE)工具已经把数据库设计作为软件工程设计的一部分。如ROSE,UML(Unified Modeling language)等。