Thông thường, việc thiết kế cơ sở dữ liệu được tiến hành sau khi đã xem xét cẩn thận nhu cầu, xác định mục tiêu, cân nhắc tính khả thi và xây dựng kế hoạch. Tùy theo đặc thù của các trường hợp khác nhau mà quá trình thiết kế có thể có ít nhiều khác biệt. Một cách tổng quát, quá trình này gồm một số giai đoạn chính được trình bày trên Hình 1.

Hình 1 Sơ đồ quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu

Nội dung công việc của các giai đoạn này có thể tóm tắt như sau:

• Trong giai đoạn đầu tiên, nhóm thiết kế sẽ thu thập yêu cầu của các loại người dùng khác nhau đối với cơ sở dữ liệu cũng như từ các nhân vật, các bên có liên quan. Việc thu thập này có thể tiến hành qua phỏng vấn trực tiếp, sử dụng các phiếu điều tra, qua quan sát các nghiệp vụ, quá trình, qua các báo cáo, tài liệu. Trên cơ sở thu thập này, nhóm thiết kế sẽ phân tích yêu cầu để nắm bắt một cách chi tiết các chức năng của cơ sở dữ liệu. Cuối giai đoạn này, một tài liệu ghi rõ về các yêu cầu của cơ sở dữ liệu được hình thành.
• Sau đó, mô hình của hệ cơ sở dữ liệu ở mức khái niệm sẽ được xây dựng gồm các thực thể, các thuộc tính, các liên kết. Mô hình này sẽ được kiểm tra đánh giá xem có đáp ứng được các yêu cầu hay không, thực hiện các nghiệp vụ như thế nào.
• Sau khi có được mô hình ở mức khái niệm, nhóm thiết kế sẽ chọn một hệ quản trị cơ sở dữ liệu nào đó, thương mại như SQL Server, hay Oracle, hoặc có mã nguồn mở như MySQL hay PostgreSQL, để triển khai. Mô hình ở mức khái niệm sẽ được chuyển đổi thành mô hình ở mức logic theo cách của hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Trong giai đoạn này, các loại hiển thị đối với những nhóm người dùng khác nhau cũng được thiết kế.
• Cuối cùng là thiết kế ở mức vật lý: xây dựng các tập tin dữ liệu, các chỉ mục, cấu trúc của chúng, sắp xếp trong các thiết bị lưu giữ. Đồng thời thiết kế các chương trình ứng dụng và triển khai. Các tiện ích, các công cụ cũng có thể được xây dựng trong giai đoạn này.

Trong các giai đoạn thiết kế, ta thường lập các mô hình để có được kết quả trực quan hơn. Các nội dung trình bày trong các mô hình này chỉ nên ở mức vừa đủ để thể hiện rõ những nét đặc trưng ở giai đoạn ấy, không làm mô hình trở nên rối rắm vì quá nhiều chi tiết không cần thiết.

Theo khuyến cáo của một số chuyên gia và được áp dụng bởi một số hệ quản trị cơ sở dữ liệu và một số công cụ hỗ trợ thiết kế, các nội dung được trình bày trong các mô hình được trình bày trong Bảng 1.

Cũng có một số ý kiến cho rằng có thể đưa thuộc tính vào mô hình ở mức khái niệm, hay đưa liên kết vào mô hình ở mức vật lý. Nhưng cũng có ý kiến cho rằng việc này sẽ làm mô hình trở nên rối rắm và không cần thiết.

Trong chương này chúng ta sẽ thực hiện một thí dụ để minh họa cho những kiến thức lý thuyết, đồng thời ôn tập một số nội dung quan trọng đã được trình bày trong các phần, các chương được trình bày trước đó.

Ta xem xét việc thiết kế cơ sở dữ liệu cho một công ty bánh kẹo với một số nghiệp vụ đơn giản. Công ty mua nguyên liệu từ một số nhà cung ứng để sản xuất ra sản phẩm; từ đó bán ra thị trường thông qua các đại lý, siêu thị, cửa hàng.

Cơ sở dữ liệu sẽ tập trung vào mảng sản xuất và phân phối sản phẩm và chủ yếu phục vụ cho nội bộ, giúp cho các nhân viên quản lý và các bộ phận nắm được tình hình sản xuất, tiêu thụ, tồn kho nguyên liệu, tồn kho sản phẩm, ... Các lĩnh vực khác như nhân sự, tài chính sẽ không được xem xét trong thí dụ này.