数据库设计说明书.docx
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数据库设计说明书
APP设计说明书
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作者
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备注
1.0
29.1引言
在使用任何数据库之前，都必须设计好数据库，包括将要存储的数据的类型，数据之间的相互关系以及数据的组织形式。
数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据。
在CMS项目中总是需要处理大量的数据资源，这正是内容管理系统的基础和核心，为了合理地组织和高效率地存取数据，目前最好的方式，就是建立数据库系统，因此在系统的总体设计阶段，数据库的建立与设计是一项十分重要的内容。
由于数据库应用系统的复杂性，为了支持相关程序运行，数据库设计就变得异常复杂，因此最佳设计不可能一蹴而就，而只能是一种“反复探寻，逐步求精”的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程。
29.1.1编写目的
一个成功的管理系统，是由：
[50%的业务+50%的软件]所组成，而50%的成功软件又有[25%的数据库+25%的程序]所组成，数据库设计的好坏是一个关键。
如果把企业的数据比做生命所必需的血液，那么数据库的设计就是应用中最重要的一部分，是一个系统的根基。
在BroCMS内容管理系统的需求分析和系统概要设计的基础上，对数据进行分析和结构上进行设计。
用于开发人员进行项目设计，以此作为编码的依据，同时也为后续的数据库维护工作提供了良好的使用说明，也可以作为未来版本升级时的重要参考资料。
数据库设计的目标是建立一个合适的数据模型。
这个数据模型应当是满足用户要求，既能合理地组织用户需要的所有数据，又能支持用户对数据的的所有处理功能。
也要满足CMS数据库管理系统的要求，又能够在数据库管理系统中实现。
并且要具有较高的范式，数据完整性好，效益高，便于理解和维护，没有数据冲突。
29.1.2背景
名称
说明
数据库名称
BroCMS（兄弟连内容管理系统）
数据库系统
MySQL5.0
客户端连接工具
MySQLCommandLineClient
项目任务提出者
LAMP兄弟连
项目开发者
高洛峰
使用用户
使用用户：
《细说PHP》读者及LAMP兄弟连学员
注：
些数据库设计说明书文档范围只适用于内容管理系统BroCMSV2.0，作为WEB程序员项目设计和学习的参考文档。
29.1.3定义
CMS：
ContentManagementSystem，内容管理系统
E-R图：
实体关系图
29.1.4参考资料
A.《细说PHP》教程
B.《BroCMS项目需求分析说明书》
C.和
D.本项目相关的其他参考资料。
29.2外部设计
外部设计是研究和考虑所要建立的数据库的信息环境，对数据库应用领域中各种信息要求和操作要求进行详细地分析，了解应用领域中数据项、数据项之间的关系和所有的数据操作的详细要求，了解哪些因素对响应时间、可用性和可靠性有较大的影响等各方面的因素。
29.2.1标识符和状态
数据库表前缀：
bro_
用户名：
root
密码：
123456
权限：
全部
有效时间：
开发阶段
说明：
系统正式发布后，可能更改数据库用户/密码，请在统一位置编写数据库连接字符串，在发行前请予以改正。
29.2.2使用它的程序
本系统主要利用PHP作为前端的应用开发工具，使用MySQL作为后台的数据库，Linux或Windows均可作为系统平台。
29.2.3约定
⏹所有命名一定要具有描述性，杜绝一切拼音、或拼音英文混杂的命名方式。
⏹字符集采用UTF-8，请注意字符的转换。
⏹所有数据表第一个字段都是系统内部使用主键列，自增字段，不可空，名称为：
id，确保不把此字段暴露给最终用户。
⏹除特别说明外，所有日期格式都采用int格式，无时间值。
⏹除特别说明外，所有字段默认都设置不充许为空，需要设置默认值。
⏹所有普通索引的命名都是表名加设置索引的字段名组合，例如用户表User中name字段设置普通索引，则索引名称命名方式为user_name;
29.2.4支持软件
操作系统：
Linux/Windows
数据库系统：
MySQL
查询浏览工具：
PHPMyAdmin
命令行工具：
mysql
注意：
mysql命令行环境下对中文支持不好，可能无法书写带有中文的SQL语句，也不要使用PHPMyAdmin录入中文。
29.3结构设计
数据库的结构设计中有许许多多需要考虑的因素，如数据库的背景、应用环境等方面都需要有深入的了解，只有一个对所有这些因素都很了解的数据库设计专家，他设计的数据库才能易于使用和维护，并且具有高效和一致的特征。
虽然这样只对数据库设计过程有一个概要的了解，但是仍然有助于读者了解和掌握SQL，使读者可以很好地分析数据间的相互关系，在使用SQL进行报表的生成、子查询及视图等操作时，可以更好地进行操作。
29.3.1概念结构设计
概念数据库的设计是进行具体数据库设计的第一步，概念数据库设计的好坏直接影响到逻辑数据库的设计，影响到整个数据库的好坏。
在BroCMS系统的分析阶段，我们已经得到了系统的数据流程图和数据字典，现在就是要结合数据规范化的理论，用一种模型将用户的数据要求明确地表示出来。
概念数据库的设计应该极易于转换为逻辑数据库模式，又容易被用户所理解。
概念数据库设计中最主要的就是采用实体-关系数据模型来确定数据库的结构。
数据是表达信息的一种重要的量化符号，是信息存在的一种重要形式。
数据模型则是数据特征的一种抽象。
它描述的是数据的共性，而不是描述个别的数据。
一般来说，数据模型包含两方面内容。
（1）数据的静态特性：
主要包括数据的基本结构、数据间的关系和数据之间的相互约束等特性。
（2）数据的动态特性：
主要包括对数据进行操作的方法。
在数据库系统设计中，建立反映客观信息的数据模型，是设计中最为重要的，也最基本的步骤之一。
数据模型是连接客观信息世界和数据库系统数据逻辑组织的桥梁，也是数据库设计人员与用户之间进行交流的共同基础。
概念数据库中采用的实体-关系模型，与传统的数据模型有所不同。
实体-关系模型是面向现实世界，而不是面向实现方法的，它主要是用于描述现实信息世界中数据的静态特性。
而不涉及数据的处理过程。
但由于它简单易学，且使用方便，因而在数据库系统应用的设计中，得到了广泛应用。
实体-关系模型可以用来说明数据库中实体的等级和属性。
以下是实体-关系模型中的重要标识：
●在数据库中存在的实体
●实体的属性
●实体之间的关系
29.3.1.1实体和属性的定义
按照定义的数据类型和属性创建实体和实体属性列表。
实体形成表，如“用户”就是一个实体，属性则为表中的列，如对应于实体“用户”属性包含“用户名”、“用户ID”等。
Ø实体
实体是实体-关系模型的基本对象，是现实世界中各种事物的抽象。
凡是可以相互区别开并可以被识别的事、物、概念等对象均可认为是实体。
在本书示例的简单的BroCMS数据库中，基本的实体列表如下：
●相册
●栏目
●图片
●文章
●幻灯片
●评论
●用户组
●用户
●站内信
●公告
●友情链接
●动态
在绘制实体-关系图（E-R图）时，实体出现在矩形中。
如图29-1所示。
图29-1表示实体的E-R图
一般来说，每个实体都相当于数据库中的一个表。
上面介绍的实体都是强实体，每个实体都有自己的键。
但是在实际领域中，经常存在一些实体，它们没有自己的键，这样的实体称为弱实体。
弱实体中不同的记录有可能完全相同，难以区别，这些值依赖于另一个实体（强实体）的意义，必须与强实体联合使用。
在创建了实体之后，就可以标识各个实体的属性了。
Ø属性
每个实体都有一组特征或性质，称为实体的属性。
实体的属性值是数据库中存储的主要数据，一个属性实际上相当于表中的一个列。
下面来看看“文章”（article）实体。
这个实体具有哪些属性呢？
对于一篇文章来说，都具有文章标题、文章简介、添加时间、文章来源、文章内容、关键字、访问次数、推荐状态、审核状态。
所以关于“文章”实体的属性如下：
●文章标题（title）
●文章编号（id）
●文章简介（summary）
●添加时间（posttime）
●文章来源（comefrom）
●文章内容（content）
●关键字（keyword）
●访问次数（views）
●推荐状态（recommend）
●审核状态（audit）
实体“栏目（column）”包含的属性如下：
●栏目标题（title）
●栏目路径（path）
●栏目描述（description）
●排序编号（ord）
由于篇幅有限这里就不列出所有实体的属性了，在绘制E-R图中，属性由椭圆包围，在属性和它所属的实体间使用直线进行连接，以实体“文章”为例进行示例，如图29-2所示。
图29-2包含属性的Department的E-R图
对于每个实体，都有其确定的主属性（实体中的主属性实际上相当于表中的主键），就可以惟一地确定实体的每个记录。
最好是创建一个单独的属性作为主属性，在实体文章中可以选择“文章编号”作为主属性，在绘制E-R图中，主属性在属性下加下划线来说明。
以实体“文章”为例进行示例，如图29-3所示。
图29-3定义了主属性的“文章”的E-R图
注意：
在数据库设计中，选择和设置列作为主键是一个关键步骤。
29.3.1.2E-R图的绘制
实体-关系图是表现实体-关系模型的图形工具，简称E-R图。
这节会以BroCMS数据库为例，给出一个完整的数据库的E-R图设计示例。
图29-3给出了在E-R图中使用的各种元素的图形符号。
图29-4E-R图中使用的各种元素的图形符号
在E-R图中，实体之间的关系以菱形表示，关系中各方面的表通过直线与菱形中的关系名称相连接。
还要为每个关系命名一个“关系名称”，实体与关系相连的直线旁都根据关系的属性标注有“1”或“N”。
E-R图为读者的数据库提供了一个不错的蓝图，可以分成三步进行：
首先设计局部E-R图；然后合并各局部E-R图，并解决可能存在的冲突，得到初步E-R图；最后修改和重构初步E-R图，消除其中的冗余部分，得到最终的全局E-R图，即概念模式。
设计全局E-R模式的目的不在于把若干局部E-R模式形式上合并为一个E-R模式，而在于消除冲突使之成为能够被全系统中所有用户共同理解和接受的统一的概念模型。
使设计人员仅从用户角度看待数据及处理要求和约束，产生一个反映用户观点的概念模式。
29.3.1.3设计局部E-R模式
先设计局部E-R图，也称用户视图。
在设计初步E-R图时，要尽量能充分地把组织中各部门对信息的要求集中起来，而不需要考虑数据的冗余问题。
局部概念模型设计是从用户的观点出发，设计符合用户需求的概念结构。
局部概念模型设计的就是组织、分类收集到的数据项，确定哪些数据项作为实体，哪些数据项作为属性，哪些数据项是同一实体的属性等。
确定实体与属性的原则：
Ø能作为属性的尽量作为属性而不要划为实体；
Ø作为属性的数据元素与所描述的实体之间的联系只能是1:
n的联系；
Ø作为属性的数据项不能再用其他属性加以描述，也不能与其他实体或属性发生联系。
以下是BroCMS系统的部分局部E-R图的设计：
图29-5相册、图片的E-R图
图29-6用户组、用户的E-R图
图29-7用户、站内信的E-R图
图29-8栏目、文章、评论的E-R图
图29-9文章、幻灯片的E-R图
29.3.1.4设计全局E-R模式
综合各局部E-R图，形成总的E-R图，即用户视图的集成。
所有局部ER模式都设计好了后，接下来就是把他们综合成单一的全局概念结构。
全局概念结构不仅要支持所有局部ER模式，而且必须合理地表示一个完整、一致的数据库概念结构。
图29-10BroCMS的全局E-R图
另外，在进入下一节之前，先回顾一下概念数据库的设计，其中主要是实体-关系模型的建立。
简要总结一下实体-关系模型建立的步骤：
（1）对需求进行分析，从而确定系统中所包含的实体。
（2）分析得出每个实体所具有的属性。
（3）保证每个实体有一个主属性，该主属性可以是实体的一个属性或多个属性的组合。
主属性必须能惟一地描述每个记录。
（4）确定实体之间的关系。
经过这些步骤后，读者就可以绘制出E-R图。
之后可以再看看数据库的需要，判断是否获取了所需的信息，是否有遗漏信息等，读者可以再对E-R图进行修改，添加或删除实体与属性。
29.3.1.5全局ER模式的优化
在得到全局ER模式后，为了提高数据库系统的效率，还应进一步依据处理需求对ER模式进行优化。
一个好的全局ER模式，除能准确、全面地反映用户功能需求外，还应满足下列条件：
1.实体类型的个数要尽可能的少
2.实体类型所含属性个数尽可能少
3.实体类型间联系无冗余
29.4逻辑结构设计
逻辑结构设计的任务是把概念设计阶段建立的基本E-R图，按照选定的内容管理系统软件支持的数据模型，转化成相应的逻辑设计模型。
也就是可以将实体、实体间的关系等模型结构转变为关系模式，即生成数据库中的表，并确定表的列。
下述讨论由实体-关系模型生成表的方法。
Ø任务：
将基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。
Ø过程：
1）将概念结构转换为现有DBMS支持的关系模型
2）从功能和性能要求上对转换的模型进行评价，看它是否满足用户要求；
3）对数据模型进行优化
29.4.1ER图向关系模型的转化
在上面实体之间的关系的基础上，将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。
这种转换的原则是：
Ø一个实体转换为一个关系，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。
Ø一个联系也转化为一个关系，联系的属性及联系所连接的实体的码都转化为关系的属性，但是关系的码会根据关系的类型变化，如果是：
1）1：
1联系，两端实体的码都成为关系的候选码
2）1：
n联系，n端实体的码成为关系的码
3）m:
n联系，两端的实体码的组成为关系的码
29.4.2确定关系模式
根据转换算法，E-R图中有12个实体类型，可以转换成12个关系模式：
1）相册（相册编号，上级编号，父级路径，相册标题，相册描述）
2）图片（图片编号，类别编号，图片名称，水印状态）
3）分类栏目（栏目编号，上级编号，父级路径，栏目标题，栏目描述，图片编号，审核状态，排序编号，显示状态）
4）文章（文章编号，文章标题，文章简介，添加时间，用户编号，文章来源，文章内容，关键字，类别编号，审核状态，推荐状态，评论开关，访问次数）
5）幻灯片（幻灯编号，文章编号，文章标题，图片编号，开始时间，结束时间，显示状态，排序编号）
6）评论（评论编号，用户编号，文章编号，评论时间，评论内容，评价标记）
7）用户组（用户组编号，用户组名称，用户组描述，用户管理权限，文章管理权限，发表文章权限，发表评论权限，发站内信权限）
8）用户（用户编号，组编号，用户名称，用户密码，电子邮箱，注册时间，用户性别，用户信息，头像图片，禁用开关，访客数量）
9）站内信（消息编号，消息标题，用户编号，接收用户，发送时间，消息内容，读取状态）
10）公告（公告编号，公告标题，标题颜色，启用时间，结束时间，公告内容，显示状态，排序编号）
11）友情链接（链接编号，网站名称，网站网址，Logo图片，联系人名子，站长EMAIL，添加时间，网站描述，显示方式，审核状态，排序编号）
12）动态信息（动态编号，用户编号，动态类型，操作时间，评论编号，内容编号，动态标题）
29.4.3消除冗余
所谓冗余的数据是指可由基本数据导出的数据，冗余的联系是指可由其他联系导出的联系。
冗余数据和冗余联系容易破坏数据库的完整性，给数据库的维护增加困难，应当予以消除。
本系统的冗余数据和冗余关系已经在概念结构设计中处理过了，这里不再进行过多的叙述。
29.5物理结构设计
数据库设计的最后阶段是确定数据库在物理设备上的存储结构和存取方法，也就是设计数据库的物理数据模型，主要是设计表结构。
一般地，实体对应于表，实体的属性对应于表的列，实体之间的关系成为表的约束。
逻辑设计中的实体大部分可以转换成物理设计中的表，但是它们并不一定是一一对应的。
本次项目开发采用的是MySQL建立数据库。
29.5.1设计数据表结构
在利用MySQL创建一个新的数据表以前，应当根据逻辑模型和数据字典先分析和设计数据表，描述出数据库中基本表的设计。
需要确定数据表名称，所包含字段名称，数据类型，宽度以及建立的主键、外键等描述表的属性的内容。
BroCMS项目全部12个数据表结构设计如下所示：
表29-1相册表
表名
bro_album用于保存相册记录，表引擎为MyISAM类型,字符集为utf-8
列名
数据类型
属性
约束条件
说明
id
SMALLINT（5）
无符号/非空/自动增涨
主键
相册编号
pid
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（album_pid）
上级编号
path
VARCHAR（100）
非空/缺省''
外键/普通索引（album_path）
父级路径
title
VARCHAR（100）
非空/缺省''
相册标题
description
VARCHAR（200）
非空/缺省''
相册描述
补充说明
父级路径：
保存了所有顶层父类的关系，使用“-”分隔的字符串
表29-2图片表
表名
bro_image用于保存图片记录，表引擎为MyISAM类型,字符集为utf-8
列名
数据类型
属性
约束条件
说明
id
INT（11）
无符号/非空/自动增涨
主键
图片编号
pid
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（image_pid）
类别编号
name
CHAR（24）
非空/缺省''
图片名称
water
TINYINT
（1）
非空/缺省0
水印状态
补充说明
水印状态：
表示图片是否使用水印，0表示没有水印，1表示使用了水印
表29-3分类栏目表
表名
bro_column用于保存栏目分类记录，表引擎为MyISAM类型,字符集为utf-8
列名
数据类型
属性
约束条件
说明
id
SMALLINT（5）
无符号/非空/自动增涨
主键
栏目编号
pid
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（column_pid）
上级编号
path
VARCHAR（100）
非空/缺省''
外键/普通索引（column_path）
父级路径
title
VARCHAR（100）
非空/缺省''
栏目标题
description
VARCHAR（200）
非空/缺省''
栏目描述
picid
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（column_picid）
图片编号
audit
SMALLINT
（1）
无符号/非空/缺省1
普通索引（column_audit）
审核状态
ord
SMALLINT（3）
无符号/非空/缺省0
普通索引（column_ord）
排序编号
display
SMALLINT（3）
无符号/非空/缺省1
普通索引（column_display）
显示状态
补充说明
父级路径：
保存了所有顶层父类的关系，使用“-”分隔的字符串
审核状态：
表示该栏目下的文章是否需要人工审核，1为需要，0为不需要
排序编号：
设置顶层栏目在页面中的显示顺序，以数值的从小到大顺序排列
显示状态：
用于设置栏目的显示或隐藏，值1为显示，值0为隐藏
表29-4文章表
表名
bro_article用于保存文章记录，表引擎为MyISAM类型,字符集为utf-8
列名
数据类型
属性
约束条件
说明
id
INT（11）
无符号/非空/自动增涨
主键
文章编号
title
VARCHAR（50）
非空/缺省''
普通索引（article_title）
文章标题
summary
VARCHAR（200）
非空/缺省''
文章简介
posttime
INT（10）
无符号/非空/缺省0
添加时间
uid
INT（11）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（article_uid）
用户编号
comefrom
VARCHAR（50）
非空/缺省''
文章来源
content
TEXT
非空
文章内容
keyword
VARCHAR（20）
非空/缺省''
普通索引（article_keyword）
关键字
pid
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（aritcle_pid）
类别编号
audit
SMALLINT
（1）
无符号/非空/缺省0
普通索引（article_audit）
审核状态
recommend
SMALLINT
（1）
无符号/非空/缺省0
普通索引（article_recommend）
推荐状态
allow
SMALLINT
（1）
无符号/非空/缺省1
普通索引（article_allow）
评论开关
views
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
访问次数
补充说明
用户编号：
使用这个字段关联用户
类别编号：
使用这个字段关联文章所属的类别
审核状态：
用于标记文章是否审核，值1为审核通过，值0表示还没审核
推荐状态：
数值越大推荐的人就越多，用户每推荐一次数值增1
评论开关：
设置文章是否充许评论，值1为充许评论，值0则不充许评论
表29-5幻灯片表
表名
bro_play用于保存幻灯片记录，表引擎为MyISAM类型,字符集为utf-8
列名
数据类型
属性
约束条件
说明
id
SMALLINT（5）
无符号/非空/自动增涨
主键
幻灯编号
aid
INT（11）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（play_aid）
文章编号
title
VARCHAR（80）
非空/缺省''
文章标题
picid
SMALLINT（5）
无符号/非空/缺省0
外键/普通索引（article_picid）
图片编号
starttime
INT（10）
无符号/非空/缺省0
普通索引（article_starttime）
开始时间
endtime
INT（10）
无符号/非空/缺省0
普通索引（article_endtime）
结束时间
display
SMALLINT
（1）
无符号/非空/缺省1
普通索引（article_display）
显示状态
ord
SMALLINT（3）
无符号/非空/缺省0
普通索引（article_ord）
排序编号
补充说明
图片编号：
用于设置幻灯片播放的图片
表29-6评论表
表名
bro_comment用于保存用户评论记录，表引擎为MyISAM类型,字符集为utf-8
列名
数据类型
属性
约束条
升级会员 