數(shù)據(jù)庫(kù)的生命周期主要分為四個(gè)階段：需求分析、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)維護(hù)。

這個(gè)系列的博文將主要關(guān)注數(shù)據(jù)庫(kù)生命周期中的前兩個(gè)階段（需求分析、邏輯設(shè)計(jì)），還會(huì)涉及反范式化設(shè)計(jì)的一些內(nèi)容。如圖中高亮圈出的部分。

數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)，包括索引的選擇與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分區(qū)等內(nèi)容。這些內(nèi)容也非常豐富，而且可以自成體系，園子里也有很多好文章，故在本系列中不作主要關(guān)注。本文最后將給出一些鏈接供大家參考。

數(shù)據(jù)庫(kù)生命周期的四個(gè)階段又能細(xì)分為多個(gè)小步驟，我們配合圖（1）來(lái)看看每一小步包含的內(nèi)容。

階段1 需求分析

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)一樣首先需要進(jìn)行需求分析。

我們需要與數(shù)據(jù)的創(chuàng)造者和使用者進(jìn)行訪談。對(duì)訪談獲得的信息進(jìn)行整理、分析，并撰寫正式的需求文檔。

需求文檔中需包含：需要處理的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)的自然關(guān)系；數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)的硬件環(huán)境、軟件平臺(tái)等；

階段2 邏輯設(shè)計(jì)

使用ER或UML建模技術(shù)，創(chuàng)建概念數(shù)據(jù)模型圖，展示所有數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)間關(guān)系。最終概念數(shù)據(jù)模型必須被轉(zhuǎn)化為范式化的表。

數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)主要步驟包括：

a) 概念數(shù)據(jù)建模

注：在需求分析完成后，使用ER圖或UML圖對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。使用ER圖或UML圖描述需求中的語(yǔ)義，即得到了數(shù)據(jù)概念模型（Conceptual Data Model），例如：三元關(guān)系（ternary relationships）、超類（supertypes）、子類（subtypes）等。

注：當(dāng)在大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)或多人參與設(shè)計(jì)的情況下，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)和關(guān)系的多個(gè)視圖。這些視圖必須進(jìn)行化簡(jiǎn)與集成，消除模型中的冗余與不一致，最終形成一個(gè)全局的模型。多視圖集成可以使用ER建模語(yǔ)義中的同義詞(synonyms)、聚合(aggregation)、泛化(generalization)等方法。多視圖集成在整合多個(gè)應(yīng)用的場(chǎng)景中也非常重要。

階段3 物理設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)包括選擇索引，數(shù)據(jù)分區(qū)與分組等。

邏輯設(shè)計(jì)方法學(xué)通過(guò)減少需要分析的數(shù)據(jù)依賴，簡(jiǎn)化了大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，這也減輕了數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段的壓力。

1. 概念數(shù)據(jù)建模和多視圖集成準(zhǔn)確地反映了現(xiàn)實(shí)需求場(chǎng)景

2. 范式化在模型轉(zhuǎn)化為SQL表的過(guò)程中保留了數(shù)據(jù)完整性

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的目標(biāo)是盡可能優(yōu)化性能。

物理設(shè)計(jì)階段，全局表結(jié)構(gòu)可能需要進(jìn)行重構(gòu)來(lái)滿足性能上的需求，這被稱為反范式化。

反范式化的步驟包括：

1. 辨別關(guān)鍵性流程，如頻繁運(yùn)行、大容量、高優(yōu)先級(jí)的處理操作

2. 通過(guò)增加冗余來(lái)提高關(guān)鍵性流程的性能

3. 評(píng)估所造成的代價(jià)（對(duì)查詢、修改、存儲(chǔ)的影響）和可能損失的數(shù)據(jù)一致性

階段4 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)維護(hù)

當(dāng)設(shè)計(jì)完成之后，使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）中的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建完成后，應(yīng)用程序或用戶可以使用數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言（DML）來(lái)使用（查詢、修改等）該數(shù)據(jù)庫(kù)。

一旦數(shù)據(jù)庫(kù)開始運(yùn)行，就需要對(duì)其性能進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)性能無(wú)法滿足要求或用戶提出新的功能需求時(shí)，就需要對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行再設(shè)計(jì)與修改。這形成了一個(gè)循環(huán)：監(jiān)視 –> 再設(shè)計(jì) –>  修改 –> 監(jiān)視…。