高效数据库设计：目标、特点、方法与步骤

数据库设计是为用户和各种应用系统提供一个信息基础设施和高效率的运行环境的过程。在数据库设计中，高效率的运行环境是一个重要目标，包括数据库数据的存取效率高、数据库存储空间的利用率高以及数据库系统运行管理的效率高。 数据库设计具有以下特点： 1. 数据库建设的基本规律：数据库建设中，技术占三分，管理占七分，基础数据占十二分。这意味着在数据库设计过程中，除了技术方面的考虑，还需要进行项目管理和业务管理，同时还需对基础数据进行收集、整理、组织和不断更新。 2. 结构设计和行为设计相结合：数据库设计将数据库结构设计和数据处理设计紧密结合在一起。传统的软件工程更注重行为设计，忽视对应用中数据语义的分析和抽象，并尽量推迟数据结构设计的决策。而早期的数据库设计则更加注重结构设计，专注于数据模型和数据库建模方法。 数据库设计的方法和基本步骤如下： 1. 数据库设计方法：数据库设计可采用自顶向下设计和自底向上设计两种方法。自顶向下设计是从概念模型开始，逐步细化直至物理模型。自底向上设计则是从数据存储的具体需求开始，逐步抽象和综合，最终形成概念模型。 2. 数据库设计的基本步骤：数据库设计包括需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计四个步骤。需求分析阶段通过收集和分析用户需求，明确数据库的功能和性能要求。概念设计阶段将需求转化为概念模型，使用实体-关系图表示数据的概念结构。逻辑设计阶段将概念模型转化为逻辑模型，使用关系模型表示数据的逻辑结构。物理设计阶段将逻辑模型转化为物理模型，确定数据的物理存储和访问方式。 数据库设计过程中的各级模式是指在设计过程中使用的不同层次的模型。常用的模式有概念模式、外部模式和内部模式。概念模式是在概念设计阶段使用的模型，用于表示数据的概念结构。外部模式是用户视图或应用程序视图，用于表示用户对数据的需求和访问方式。内部模式是物理模型，用于表示数据在存储介质上的存储和访问方式。 综上所述，数据库设计通过合理的方法和步骤，结合结构设计和行为设计，目标是为用户和应用系统提供高效率的信息基础设施和运行环境。