2.1 Các bước thiết kế cơ sở dữ liệu

Hiện nay, quá trình để thiết kế cơ sở dữ liệu cho một ứng dụng cơ sở dữ liệu được minh họa bằng sơ đồ như sau:

Tập hợp và phân tích yêu cầu

Bước đầu tiên là tập hợp và phân tích yêu cầu. Trong bước này, người thiết kế cơ sở dữ liệu sẽ tìm hiểu bài toán (hệ thống – thế giới thực) bằng cách phỏng vấn trực tiếp những người sử dụng cơ sở dữ liệu hoặc nghiên cứu các tài liệu nghiệp vụ liên quan trong hệ thống cần xây dựng để hiểu và nắm rõ các yêu cầu về mặt dữ liệu của họ. Kết quả của bước này là một tập hợp các ghi chép súc tích về các yêu cầu của người sử dụng cũng như của hệ thống. Những yêu cầu của hệ thống sẽ được đặc tả càng đầy đủ và càng chi tiết càng tốt. Tuy nhiên, song song với việc tiến hành đặc tả các yêu cầu dữ liệu, cần phải đặc tả các yêu cầu về chức năng của ứng dụng – hệ thống: xác định được các thao tác cần thực hiện của người sử dụng đối với cơ sở dữ liệu.

Bước 1: Thiết kế quan niệm

Khi tất cả các yêu cầu của hệ thống được thu thập và phân tích, tiếp theo là tạo ra lược đồ quan niệm cho cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng mô hình dữ liệu quan niệm mức cao. Bước này gọi là thiết kế quan niệm. Lược đồ quan niệm là một mô tả súc tích về các yêu cầu dữ liệu của người người sử dụng trực tiếp với hệ thống cần xây dựng. Lược đồ bao gồm các mô tả chi tiết của các kiểu thực thể, kiểu liên kết và các ràng buộc, chúng được biểu diễn bằng các khái niệm do các mô hình dữ liệu bậc cao cung cấp. Do những khái niệm này không chứa các chi tiết cài đặt, nên chúng thường dễ hiểu và có thể sử dụng để trao đổi với người những người sử dụng hệ thống (người không có chuyên môn sâu trong lĩnh vực công nghệ thông tin). Lược đồ quan niệm mức cao cũng có thể được sử dụng như là một tài liệu quan trọng để đảm bảo rằng tất cả các đòi hỏi của người sử dụng đối với hệ thống được thỏa mãn và các đòi hỏi này không mẫu thuẫn. Bằng cách sử dụng mô hình này cho phép người thiết kế cơ sở dữ liệu chỉ tập trung vào việc đặc tả các tính chất của cơ sở dữ liệu mà không cần quan tâm chi tiết đến các thông tin lưu trữ. Một thiết kế cơ sở dữ liệu tốt sẽ làm dễ dàng và không mất thời gian chỉnh sửa sau này cho công việc của người thiết kế cơ sở dữ liệu trong bài toán.

Khi thiết kế lược đồ quan niệm, chúng ta có thể sử dụng các phép toán cơ bản của mô hình dữ liệu để đặc tả các thao tác của người sử dụng được xác định khi phân tích chức năng. Điều khó khẳng định lược đồ quan niệm thỏa mãn mọi yêu cầu chức năng được xác định. Trong trường hợp có một số yêu cầu chức năng không thể nêu ra được trong lược đồ ban đầu thì sau đó chúng ta có thể sửa đổi lược đồ cho phù hợp.

Bước 2: Thiết kế mức logic

Bước tiếp theo trong thiết kế cơ sở dữ liệu là việc phải cài được một cơ sở dữ liệu của bài toán bằng một hệ quản trị  cơ sở dữ liệu có sẵn. Hầu hết các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện này đều sử dụng một mô hình dữ liệu cài đặt cụ thể, chẳng hạn như mô hình dữ liệu quan hệ hoặc mô hình dữ liệu đối tượng, vì vậy lúc này ta phải thực hiện chuyển được từ mô hình dữ liệu quan niệm thành mô hình dữ liệu có thể cài đặt được. Bước này được gọi là thiết kế mức logic hay ánh xạ mô hình dữ liệu. Kết quả của bước này thu được một lược đồ cơ sở dữ liệu dưới dạng một hình dữ liệu có khả năng cài đặt được bằng một hệ quản trị cơ sở dữ liệu cụ thể.

Bước 3: Thiết kế mức vật lý

Bước cuối cùng trong thiết kế cơ sở dữ liệu được gọi là thiết kế vật lý. Tại bước này, ta phải chỉ rõ ra các cấu trúc bên trong, các đường dẫn truy cập, cách tổ chức tệp cho cơ sở dữ liệu của bài toán. Song song với bước này, các chương trình ứng dụng cũng được thiết kế và cài đặt như là các giao tác (kết nối) với cơ sở dữ liệu tương ứng với đặc tả tương tác mức cao.