在数据库系统的世界里，设计的艺术在于将数据与需求完美融合。以《数据库系统概论》(第五版)为核心，我们聚焦于第七章——从需求分析到维护的全程关系数据库设计。设计的核心在于遵循管理与数据基础的黄金法则，将结构与行为紧密结合，这其中包括多学科知识的应用与规范设计法，如新奥尔良模型和E-R图等。
设计的旅程分为六个关键阶段：需求分析、概念结构构建、逻辑结构设计、物理结构规划、实施落地与持续维护。在这个过程中，系统分析员、设计者、管理员和用户代表共同参与，每个环节都至关重要，可能需要反复迭代。
需求分析是设计的起点，它通过跟班作业、调查会等手段，深入了解用户需求，包括信息需求、处理需求和安全完整性要求。结构化分析方法在此处大显身手，通过数据字典描绘数据库的元数据，如数据项的名称、含义、类型，以及数据流和存储过程，如数据依赖和数据结构，确保数据间的正确联系。
E-R模型是概念结构设计的瑰宝，它以实体-联系图的形式展现，如一对一、一对多和多对多的联系。实体间的联系度，如二元、三元或N元，是设计时不容忽视的细节。例如，课程与教师是一对多，而职工与领导可能是多对一。实体与属性的划分原则要求简洁和独立，如销售管理子系统的例子中，订单与订单细节的关系就是如此。
逻辑结构设计是将E-R图转化为数据库模型的过程，这需要考虑不同联系类型间的转换策略，以及规范化理论的运用。权衡性能和空间效率，选择合适的数据依赖分析和模式调整，如第二范式，以达到最佳平衡。
物理结构设计涉及存取方法和存储结构的选择。这一步骤要求对事务需求和DBMS特性有深入理解，比如选择B+树索引，以适应频繁查询、聚集函数和连接操作。系统维护时，需谨慎处理索引和存储结构的调整，以平衡效率与成本。
数据库试运行是实战检验的阶段，通过数据输入和联合调试，检查系统的功能和性能。在运行维护阶段，数据库管理员负责保证数据的安全性、完整性，同时监督性能并适时进行模式的优化或调整。
总结来说，数据库设计是一场精心策划的旅程，从需求挖掘到模型实现，再到实际运行维护，每个环节都需精心设计和不断优化。通过学习和实践这些设计原则，你将能够更好地驾驭数据库，为实际项目带来高效和可靠的数据管理。