数据库设计的关键逻辑模型(数据库设计逻辑模型)

数据库设计的关键 逻辑模型

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数据库设计是一个组织和管理数据的过程。一个良好的数据库设计不仅支持业务需求，更能提高整个系统的性能和可维护性。在数据库设计中，逻辑模型是极其重要的。

什么是逻辑模型？

逻辑模型指的是数据库设计中的一个阶段，主要是关注数据的结构和关系。逻辑模型通常是通过实体-关系图（ER图）来表示的。这种图可以帮助我们理解对象之间的关系以及它们之间的约束条件。

逻辑模型有什么作用？

逻辑模型在数据库设计过程中起着重要的作用。在数据库设计的早期阶段，逻辑模型可以帮助我们确定对象之间的关系、对象的属性以及它们之间的继承关系。这样我们才能确定整个数据库的结构，为后续的物理设计提供支持和帮助。

逻辑模型还可以帮助我们识别出业务规则中的优先级和约束条件。例如，通过逻辑模型可以发现当某个实体被删除时，与之相关的其他实体也应该被删除。如果没有这种约束条件，数据库就可能出现不一致的状态，从而危及到业务的执行。

逻辑模型还可以帮助我们识别出性能瓶颈，这对于大型数据库特别重要。在逻辑模型中，我们可以预估不同操作的性能，以便在物理设计中进行优化。

数据库设计过程中如何建立逻辑模型？

建立逻辑模型并不是一件容易的事情，需要我们进行下面几个步骤：

1. 确定实体：在逻辑模型中，实体是指我们要建立的数据对象。在确定实体时，需要考虑业务需求和范围，以便确定数据的结构和组织方式。

2. 识别实体之间的关系：实体之间的关系是指数据之间的联系和依赖关系。这些关系可以是一对一、一对多、多对一或多对多关系。这样我们才能正确地将数据组织在一起。

3. 添加属性：每个实体都有它自己的一些属性，这些属性用来描述数据的特征和状态。在添加属性时，需要考虑数据类型、长度、可选性、唯一性等因素。

4. 建立约束条件：在逻辑模型中，我们需要确保符合业务规则，数据的完整性以及数据的有效性。在建立约束条件时，需要考虑唯一性、外键依赖关系、空值等因素。

逻辑模型是数据库设计过程中一个非常重要的环节。正确的逻辑模型能够快速识别业务的特点和优先级，为后续的物理设计提供支持和帮助。在建立逻辑模型时，我们需要识别实体、实体间关系、属性和约束条件等因素，以便给数据库提供完整、一致的数据组织架构。逻辑模型是一个动态过程，需要根据不断变化的业务需求来调整和优化。

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什么是数据库的逻辑结构设计

逻辑结构是独立于任何一种数据模型的衫搜衫，在实际应用中，一般所用的数据库环境已经给定（如SQL Server或Oracle或或腔MySql)。由于目前使漏粗用的数据库基本上都是关系数据库，因此首先需要将E-R图转换为关系模型，然后根据具体DBMS的特点和限制转换为特定的DBMS支持下的数据模型，最后进行优化。

MYSQL数据库的物理设计都包括哪些内容，怎么设计？

你想设计什么样的数据库啊?..可以简单的说明一下吗?..

设计数据库步骤:概念模型,逻辑模型,物理模型.

概念模型:用户需求和运行需求的一个高级表示.

逻辑模型:用于捕捉结构化数据的软件模型的详细表示.

物理模型:数据库的所有表和列的详细规范.

一,在概念上设计一个数据库(概念模型)

需求:实体,属性,关系.

软件:Microsoft Office Visio for Enterprise Anchitects

步骤:启用软件,创建实体,添加属性,添加关系

二,在逻辑上设计一个数据库来利用关系引擎

需求:表,列,外键.

软件:同上

在概念模型的基础上创建.

三,物理创建数据库.

1,打开SQL Server Management Studio

2,右击数据库-新建数据库.

架构:数据库-安全性(右击)-新建-架构

架构是用于简化数据库对象管理的一种命名空间.

创建表来实现：数据库-(右击)表-新建表;

设置主键:右击想要设置成主键的项-设置主键

CHECK约束:右击想要约束的项-CHECK约束-添加-表达式

数值属性:

1,整数和数量:

bit(0_1) tiyint(0_255) allint(-32768_32767) int(_) bigint(…)

2,精确数据:

decimal(精度9,小数位数0-5) numeric(19,0-9) dec(28//0-17) money(18,4) allmoney(9,4)

3,科学与工程数据:

float(存储空间4/8,小数位数1-24/25-53) real(4,24) double(8,53)

4,字符串属性:

长度固定:char nchar

长度可变:varchar nvarchar

5,日期与时间属性:

datetime和alldatetime

2023提供的约束:

NO NTULL:必需填的属性.

CREATE TABLE EM(

EMNumber INT NOT NULL

)

DEFAULT:插入一行的时候,如果没有为一个列指定值,就会自动使用DEFAULT值.

PRIMARY KEY:定义主键.

CREATE TABLE EM(

EMNumber INT NOT NULL

PRIMARY KEY(EMNumber,..)

)

UNIQUE:约束一个值,使它不在表中重复.

CREATE TABLE EM(

EMNumber INT NOT NULL

UNIQUE(EMNumber,..)

)

CHECK:限制列的取值范围和模式.

CREATE TABLE EM(

EMNumber INT NOT NULL

CHECK(EMNumber>0)

)

FOREIGN KEY:将一个列表中的值限制为可以在另一个列表中发现的值.

CREATE TABLE EM(

EMNumber INT NOT NULL

FOREING KEY(EMNumber,..)

)

注:使用时更好都使用代码来操作,并少用中文.

如果是MySQL里面设计的话..很简单..一句话..

create datebase ;

创建表:

create table (

);

如:

//创建数据库

create datebase school;

//创建表

create table student(

no int primary key,

name varchar(10) not null

);

至于表属性的类型,你可以在网上找API文档..

Log File物理结构

从 ib_logfile0和 ib_logfile1这两个文件的物理结构可以看出，在Log Header部分还是有些许差异的， ib_logfile0会多一些额外的信息，主要是checkpoint信息。

并且每个Block的单位是512字节，对应到磁盘每个扇区也是512字节，因此redo log写磁盘是原子写，保证能够写成功，而不像index page一样需要double write来保证安全写入。

我们依次从上到下来看每个Block的结构

Log File Header Block

Log Goup ID，可能会配置多个redo组，每个组对应一个id，当前都是0，占用4字节

Start LSN，这个redo log文件开始日志的lsn，占用8字节

Log File Number，总是为0，占用4字节

Created By，备份程序所占用的字节数，占用32字节

另外在ib_logfile0中会有两个checkpoint block，分别是 LOG_CHECKPOINT_1/ LOG_CHECKPOINT_2，两个记录InnoDB Checkpoint信息的字段，分别从文件头的第二个和第四个block开始记录，并且只在每组log的之一个文件中存在，组内其他文件虽然没有checkpoint相关信息，但是也会预留相应的空间出来。这里为什么有两个checkpoint的呢？原因是设计为交替写入，避免因为介质失败而导致无法找到可用的checkpoint的情况。

Log blocks

请点击输入图片描述

log block结构分为日志头段、日志记录、日志尾部

Block Header，占用12字节

Data部分

Block tailer，占用4字节

Block Header

这个部分是每个Block的头部，主要记录的块的信息

Block Number，表示这是第几个block，占用4字节，是通过LSN计算得来的，占用4字节

Block data len，表示该block中有多少字节已经被使用了，占用2字节

First Rec offet，表示该block中作为之一个新的mtr开始的偏移量，占用2字节

具体的数据库设计与实现过程

大致的讲主要是根据用户的需求，然后设计数据库的E-R模型，然后将E-R模型图转换为各种表，并对其进行数据库设计范式（范式因不同书籍有不同）的审核，然后进行数据库的实施，然后运行维护。

一句话来讲就是将用户的需求变成带有各种关系的表，以及其它的数据库结构，然后供编程使用

具体如下：

按照规范设计的方法，考虑数据库及其应用系统开发全过程，将数据库设计分为以下六个阶段

（1）需求分析。

（2）概念设计。

（3）逻辑设计。

（4）物理设计。

（5）数据库实施。

（6）数据库运行和维护。

5．1．1需求分析阶段

进行数据库设计首先必须准确了解与分析用户需求，包括数据与处理需求。需求分析是整个设计过程的基础，是最困难、最耗时的一步。作为“地基”的需求分析是否做得充分与准确，决定了在其上构建“数据库大厦”的速度与质量。需求分析做得不好，可能会导致整个数据库重新设计，因此，务必引起高度重视。

5．1．2概念模型设计阶段

在概念设计阶段，设计人员仅从用户角度看待数据及其处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式，也称为“组织模式”。概念模式能充分反映现实世界中实体间的联系，又是各种基本数据模型的共同基础，易于向关系模型转换。这样做有以下好处：

（1）数据库设计各阶段的任务相对单一化，设计复杂程度得到降低，便于组织管理。

（2）概念模式不受特定DBMS的限制，也独立于存储安排，因而比逻辑设计得到的模式更为稳定。

（3）概念模式不含具体的DBMS所附加的技术细节，更容易为用户所理解，因而能准确地反映用户的信息需求蠢兆信。

概念模型设计是整个数据库设计的关键，它通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段即将所设计的对象抽象出E-R模型；如采用用户视图法，则应设计出不同的用户视图。

5．1．3逻辑模型设计阶段

逻辑模型设计阶段的任务是将概念模型设计阶段得到的基本E-R图，转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。如采用基于E-R模型的数据库设计方法，该阶段就是将所设计的E-R模型转换为某个DBMS所支持的数据模型；如采用用户视图法，则应进行表的规范化，列出所有的关键字以及用数据结构图描述表中的约束与联系，汇总各用户视图的设计结果，将所有的用户视图合成一个复杂的数据库系统。

5．1．4数据库物理设计阶段

数据库的物理结构主要指数据库的存储记录格式、存储记录安排和存取方法。显然，数据库的物理设计完全依赖于给定的硬件环境和数据库产品。在关系模型系统中，物理设计比较简单一些，因为文件形式是单记录类型文件，仅包含索引机制、空间大小、块的大小等内容。

物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理结构设计，后两步涉及到约束和具体的程序设计：

（1）存储记录结构设计：包括记录的猜型组成、数据项的类型、长度，以及逻辑记录到存储记录的映射。

（2）确定数据存放位置：可以把经常同时被访问的数据组合在一起，“记录聚簇（cluster）”技带轮术能满足这个要求。

（3）存取方法的设计：存取路径分为主存取路径及辅存取路径，前者用于主键检索，后者用于辅助键检索。

（4）完整性和安全性考虑：设计者应在完整性、安全性、有效性和效率方面进行分析，作出权衡。

（5）程序设计：在逻辑数据库结构确定后，应用程序设计就应当随之开始。物理数据独立性的目的是消除由于物理结构的改变而引起对应用程序的修改。当物理独立性未得到保证时，可能会引发对程序的修改。

数据库物理设计是为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构，包括存储结构和存取方法。

5．1．5数据库实施阶段

根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系统上建立起实际数据库结构、装入数据、测试和试运行的过程称为数据库的实施阶段。实施阶段主要有三项工作。

（1）建立实际数据库结构。对描述逻辑设计和物理设计结果的程序即“源模式”，经DBMS编译成目标模式并执行后，便建立了实际的数据库结构。

（2）装入试验数据对应用程序进行调试。试验数据可以是实际数据，也可由手工生成或用随机数发生器生成。应使测试数据尽可能覆盖现实世界的各种情况。

（3）装入实际数据，进入试运行状态。测量系统的性能指标，是否符合设计目标。如果不符，则返回到前面，修改数据库的物理模型设计甚至逻辑模型设计。

5．1．6数据库运行和维护阶段

数据库系统正式运行，标志着数据库设计与应用开发工作的结束和维护阶段的开始。运行维护阶段的主要任务有四项：

（1）维护数据库的安全性与完整性：检查系统安全性是否受到侵犯，及时调整授权和密码，实施系统转储与备份，发生故障后及时恢复。

（2）监测并改善数据库运行性能：对数据库的存储空间状况及响应时间进行分析评价，结合用户反应确定改进措施。

（3）根据用户要求对数据库现有功能进行扩充。

（4）及时改正运行中发现的系统错误。

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