數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)第10講.ppt

1,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 第10講,2,第七章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),7.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 7.2 需求分析 7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 7.6 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施與維護(hù) 7.7小結(jié),3,7.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述,7.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 7.1.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法 7.1.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟 7.1.4數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各級(jí)模式,4,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述（續(xù)）,什么是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足各種用戶(hù)的應(yīng)用需求（信息要求和處理要求） 在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域內(nèi)，常常把使用數(shù)據(jù)庫(kù)的各類(lèi)系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。,5,7.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ) 把信息系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)按一定的模型組織起來(lái) 提供存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索數(shù)據(jù)的功能 使信息系統(tǒng)可以方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得所需的信息 數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的各個(gè)部分能否緊密地結(jié)合在一起以及如何結(jié)合的關(guān)鍵所在; 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和建設(shè)的重要組成部分.,6,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備的技術(shù)和知識(shí),數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù) 計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)的方法和技巧 軟件工程的原理和方法 應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí),7,7.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn),三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)該與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合 結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)框架或數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) 行為（處理）設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)應(yīng)用程序、事務(wù)處理等,8,7.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟,一、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作 首先選定參加設(shè)計(jì)的人員： 1. 數(shù)據(jù)庫(kù)分析設(shè)計(jì)人員 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的核心人員 自始至終參與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 其水平?jīng)Q定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的質(zhì)量,9,7.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟,2. 用戶(hù) 在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中也是舉足輕重的 主要參加需求分析和數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行維護(hù) 用戶(hù)積極參與帶來(lái)的好處 加速數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 提高數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,10,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,3. 程序員 在系統(tǒng)實(shí)施階段參與進(jìn)來(lái)，負(fù)責(zé)編制程序 4. 操作員 在系統(tǒng)實(shí)施階段參與進(jìn)來(lái)，準(zhǔn)備軟硬件環(huán)境,11,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,二、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的過(guò)程(六個(gè)階段) 需求分析階段 需求分析是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)，要收集數(shù)據(jù)庫(kù)所有用戶(hù)的信息內(nèi)容和處理要求，并加以規(guī)格化和分析。這是最費(fèi)時(shí)、最復(fù)雜的一步，但也是最重要的一步，相當(dāng)于待構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)大廈的地基，它決定了以后各步設(shè)計(jì)的速度與質(zhì)量。需求分析做得不好，可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)返工重做。在分析用戶(hù)需求時(shí)，要確保用戶(hù)目標(biāo)的一致性。,12,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 概念設(shè)計(jì)是把用戶(hù)的信息要求統(tǒng)一到一個(gè)整體邏輯結(jié)構(gòu)中，此結(jié)構(gòu)能夠表達(dá)用戶(hù)的要求，是一個(gè)獨(dú)立于任何DBMS軟件和硬件的概念模型。,13,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 邏輯設(shè)計(jì)是將上一步所得到的概念模型轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。,14,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段 物理設(shè)計(jì)是為邏輯數(shù)據(jù)模型建立一個(gè)完整的能實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法。,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段 運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言、工具及宿主語(yǔ)言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果 建立數(shù)據(jù)庫(kù) 編制與調(diào)試應(yīng)用程序 組織數(shù)據(jù)入庫(kù) 并進(jìn)行試運(yùn)行,16,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段 這一階段主要是收集和記錄實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的記錄用來(lái)提高用戶(hù)要求的有效信息，用來(lái)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能，進(jìn)一步調(diào)整和修改數(shù)據(jù)庫(kù)。在運(yùn)行中，必須保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的完整性，并能有效地處理數(shù)據(jù)庫(kù)故障和進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)。在運(yùn)行和維護(hù)階段，可能要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改或擴(kuò)充。,17,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟（續(xù)）,以上六個(gè)階段是從數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的全過(guò)程來(lái)考察數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。因此，它既是數(shù)據(jù)庫(kù)也是應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，努力使數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)其他部分的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，把數(shù)據(jù)和處理的需求收集、分析、抽象、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)在各個(gè)階段同時(shí)進(jìn)行、相互參照、相互補(bǔ)充，以完善兩方面的設(shè)計(jì)。,18,數(shù)據(jù)庫(kù)各級(jí)模式的形成過(guò)程 需求分析階段 綜合各個(gè)用戶(hù)的應(yīng)用需求 概念設(shè)計(jì)階段 形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)，獨(dú)立于各個(gè)DBMS產(chǎn)品的概念模式(E-R圖),7.1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各級(jí)模式,19,邏輯設(shè)計(jì)階段 首先將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式 然后根據(jù)用戶(hù)處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖(View)，形成數(shù)據(jù)的外模式,20,物理設(shè)計(jì)階段 根據(jù)DBMS特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式,21,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任務(wù) 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 數(shù)據(jù)字典,22,需求分析（續(xù)）,需求分析就是分析用戶(hù)的需要與要求 需求分析是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的起點(diǎn) 需求分析的結(jié)果是否準(zhǔn)確地反映了用戶(hù)的實(shí)際要求，將直接影響到后面各個(gè)階段的設(shè)計(jì)，并影響到設(shè)計(jì)結(jié)果是否合理和實(shí)用,23,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任務(wù) 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 數(shù)據(jù)字典,24,7.2.1 需求分析的任務(wù),一、需求分析的任務(wù) 二、需求分析的重點(diǎn) 三、需求分析的難點(diǎn),25,一、需求分析的任務(wù),通過(guò)詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象（組織、部門(mén)、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)（手工系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）工作概況，明確用戶(hù)的各種需求 在此基礎(chǔ)上確定新系統(tǒng)的功能。新系統(tǒng)必須充分考慮今后可能的擴(kuò)充和改變，不能僅僅按當(dāng)前應(yīng)用需求來(lái)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù),26,二、需求分析的重點(diǎn),需求分析的重點(diǎn)是調(diào)查、收集與分析用戶(hù)在數(shù)據(jù)管理中的信息要求、處理要求、安全性與完整性要求。 信息要求 用戶(hù)需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得信息的內(nèi)容與性質(zhì) 由用戶(hù)的信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫(kù)中需要存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù),27,需求分析的重點(diǎn)（續(xù)）,處理要求 對(duì)處理功能的要求 對(duì)處理的響應(yīng)時(shí)間的要求 對(duì)處理方式的要求(批處理 / 聯(lián)機(jī)處理) 新系統(tǒng)的功能必須能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的信息要求、處理要求、安全性與完整性要求。,28,三、需求分析的難點(diǎn),確定用戶(hù)最終需求的難點(diǎn) 用戶(hù)缺少計(jì)算機(jī)知識(shí)，開(kāi)始時(shí)無(wú)法確定計(jì)算機(jī)究竟能為自己做什么，不能做什么，因此無(wú)法一下子準(zhǔn)確地表達(dá)自己的需求，他們所提出的需求往往不斷地變化。 設(shè)計(jì)人員缺少用戶(hù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，不易理解用戶(hù)的真正需求，甚至誤解用戶(hù)的需求。 新的硬件、軟件技術(shù)的出現(xiàn)也會(huì)使用戶(hù)需求發(fā)生變化。,29,需求分析的難點(diǎn)(續(xù)),解決方法 設(shè)計(jì)人員必須采用有效的方法，與用戶(hù)不斷深入地進(jìn)行交流，才能逐步得以確定用戶(hù)的實(shí)際需求,30,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任務(wù) 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 數(shù)據(jù)字典,31,7.2.2 需求分析的方法,調(diào)查清楚用戶(hù)的實(shí)際需求并進(jìn)行初步分析 與用戶(hù)達(dá)成共識(shí) 進(jìn)一步分析與表達(dá)這些需求,32,一、 調(diào)查與初步分析用戶(hù)需求, 調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況 組織部門(mén)的組成情況 各部門(mén)的職責(zé)等,33,調(diào)查與初步分析用戶(hù)需求（續(xù)）, 調(diào)查各部門(mén)的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況。調(diào)查重點(diǎn)之一。 各個(gè)部門(mén)輸入和使用什么數(shù)據(jù) 如何加工處理這些數(shù)據(jù) 輸出什么信息 輸出到什么部門(mén) 輸出結(jié)果的格式是什么,34,調(diào)查與初步分析用戶(hù)需求（續(xù)）, 在熟悉業(yè)務(wù)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，協(xié)助用戶(hù)明確對(duì)新系統(tǒng)的各種要求。調(diào)查重點(diǎn)之二。 信息要求 處理要求 完全性與完整性要求,35,調(diào)查與初步分析用戶(hù)需求（續(xù)）, 對(duì)前面調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行初步分析 確定新系統(tǒng)的邊界 確定哪些功能由計(jì)算機(jī)完成或?qū)?lái)準(zhǔn)備讓計(jì)算機(jī)完成 確定哪些活動(dòng)由人工完成 由計(jì)算機(jī)完成的功能就是新系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能。,36,二、常用調(diào)查方法,做需求調(diào)查時(shí)，往往需要同時(shí)采用多種方法 無(wú)論使用何種調(diào)查方法，都必須有用戶(hù)的積極參與和配合 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該和用戶(hù)取得共同的語(yǔ)言，幫助不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶(hù)建立數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境下的共同概念，并對(duì)設(shè)計(jì)工作的最后結(jié)果共同承擔(dān)責(zé)任,37,常用調(diào)查方法（續(xù)）,常用調(diào)查方法 跟班作業(yè) 通過(guò)親身參加業(yè)務(wù)工作了解業(yè)務(wù)活動(dòng)的情況 能比較準(zhǔn)確地理解用戶(hù)的需求，但比較耗時(shí) 開(kāi)調(diào)查會(huì) 通過(guò)與用戶(hù)座談來(lái)了解業(yè)務(wù)活動(dòng)情況及用戶(hù)需求 請(qǐng)專(zhuān)人介紹,38,常用調(diào)查方法（續(xù)）,詢(xún)問(wèn) 對(duì)某些調(diào)查中的問(wèn)題，可以找專(zhuān)人詢(xún)問(wèn) 設(shè)計(jì)調(diào)查表請(qǐng)用戶(hù)填寫(xiě) 如果調(diào)查表設(shè)計(jì)合理，則很有效，且易于為用戶(hù)接受 查閱記錄 查閱與原系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄,39,三、進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶(hù)需求,分析和表達(dá)用戶(hù)的需求的常用方法 自頂向下的結(jié)構(gòu)化分析方法（Structured Analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)SA方法） SA方法從最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手，采用逐層分解的方式分析系統(tǒng)，并用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典描述系統(tǒng)。,40,進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶(hù)需求（續(xù)）,1首先把任何一個(gè)系統(tǒng)都抽象為：,41,進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶(hù)需求（續(xù)）,2分解處理功能和數(shù)據(jù) （1）分解處理功能 將處理功能的具體內(nèi)容分解為若干子功能，再將每個(gè)子功能繼續(xù)分解，直到把系統(tǒng)的工作過(guò)程表達(dá)清楚為止。 （2）分解數(shù)據(jù) 在處理功能逐步分解的同時(shí)，其所用的數(shù)據(jù)也逐級(jí)分解，形成若干層次的數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理過(guò)程的關(guān)系,42,進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶(hù)需求（續(xù)）,（3）表達(dá)方法 處理過(guò)程：用判定表或判定樹(shù)來(lái)描述 數(shù)據(jù)：用數(shù)據(jù)字典來(lái)描述,43,進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶(hù)需求（續(xù)）,3將分析結(jié)果再次提交給用戶(hù)，征得用戶(hù)的認(rèn)可,44,四、需求分析小結(jié),45,需求分析小結(jié)（續(xù)）,實(shí)例：假設(shè)我們要開(kāi)發(fā)一個(gè)學(xué)校管理系統(tǒng)。 1經(jīng)過(guò)可行性分析和初步需求調(diào)查，抽象出該系統(tǒng)最高層數(shù)據(jù)流圖，該系統(tǒng)由教師管理子系統(tǒng)、學(xué)生管理子系統(tǒng)、后勤管理子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)分別配備一個(gè)開(kāi)發(fā)小組。 2進(jìn)一步細(xì)化各個(gè)子系統(tǒng)。 其中學(xué)生管理子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)小組通過(guò)進(jìn)行進(jìn)一步的需求調(diào)查，明確了該子系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行學(xué)籍管理和課程管理，包括學(xué)生報(bào)到、入學(xué)、畢業(yè)的管理，學(xué)生上課情況的管理。通過(guò)詳細(xì)的信息流程分析和數(shù)據(jù)收集后，他們生成了該子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。,46,47,48,49,50,51,52,7.2 需求分析,7.2.1 需求分析的任務(wù) 7.2.2 需求分析的方法 7.2.3 數(shù)據(jù)字典,53,7.2.3 數(shù)據(jù)字典,一、數(shù)據(jù)字典的用途 二、數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容,54,一、數(shù)據(jù)字典的用途,數(shù)據(jù)字典是各類(lèi)數(shù)據(jù)描述的集合 數(shù)據(jù)字典是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結(jié)果 數(shù)據(jù)字典在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中占有很重要的地位,55,二、數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容,數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容 數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 處理過(guò)程 數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位 若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)字典通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來(lái)描述數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的邏輯內(nèi)容。,56, 數(shù)據(jù)項(xiàng),數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的數(shù)據(jù)單位 對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)的描述 數(shù)據(jù)項(xiàng)描述數(shù)據(jù)項(xiàng)名，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說(shuō)明， 別名，數(shù)據(jù)類(lèi)型，長(zhǎng)度，取值范圍， 取值含義，與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系 取值范圍、與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系定義了數(shù)據(jù)的完整性約束條件,57, 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。 一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，也可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，或由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。 對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說(shuō)明， 組成:數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),58, 數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?對(duì)數(shù)據(jù)流的描述 數(shù)據(jù)流描述數(shù)據(jù)流名，說(shuō)明，數(shù)據(jù)流來(lái)源， 數(shù)據(jù)流去向，組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 平均流量，高峰期流量 數(shù)據(jù)流來(lái)源是說(shuō)明該數(shù)據(jù)流來(lái)自哪個(gè)過(guò)程 數(shù)據(jù)流去向是說(shuō)明該數(shù)據(jù)流將到哪個(gè)過(guò)程去 平均流量是指在單位時(shí)間（每天、每周、每月等）里的傳輸次數(shù) 高峰期流量則是指在高峰時(shí)期的數(shù)據(jù)流量,59, 數(shù)據(jù)存儲(chǔ),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，也是數(shù)據(jù)流的來(lái)源和去向之一。 對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)描述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名，說(shuō)明，編號(hào)， 流入的數(shù)據(jù)流 ，流出的數(shù)據(jù)流 ， 組成:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量，存取方式 流入的數(shù)據(jù)流：指出數(shù)據(jù)來(lái)源 流出的數(shù)據(jù)流：指出數(shù)據(jù)去向 數(shù)據(jù)量：每次存取多少數(shù)據(jù)，每天（或每小時(shí)、每周等）存取幾次等信息 存取方法：批處理 / 聯(lián)機(jī)處理；檢索 / 更新；順序檢索 / 隨機(jī)檢索,60, 處理過(guò)程,處理過(guò)程的具體處理邏輯一般用判定表或判定樹(shù)來(lái)描述。數(shù)據(jù)字典中只需要描述處理過(guò)程的說(shuō)明性信息 處理過(guò)程說(shuō)明性信息的描述 處理過(guò)程描述處理過(guò)程名，說(shuō)明， 輸入:數(shù)據(jù)流，輸出:數(shù)據(jù)流， 處理:簡(jiǎn)要說(shuō)明,61,處理過(guò)程（續(xù)）,簡(jiǎn)要說(shuō)明：主要說(shuō)明該處理過(guò)程的功能及處理要求 功能：該處理過(guò)程用來(lái)做什么 處理要求：處理頻度要求（如單位時(shí)間里處理多少事務(wù)，多少數(shù)據(jù)量）；響應(yīng)時(shí)間要求等 處理要求是后面物理設(shè)計(jì)的輸入及性能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn),62,處理過(guò)程（續(xù)）,例：學(xué)生學(xué)籍管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。 數(shù)據(jù)項(xiàng)，以“學(xué)號(hào)”為例： 數(shù)據(jù)項(xiàng)： 學(xué)號(hào) 含義說(shuō)明：唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)學(xué)生 別名： 學(xué)生編號(hào) 類(lèi)型： 字符型 長(zhǎng)度： 8 取值范圍：00000000至99999999 取值含義：前兩位標(biāo)別該學(xué)生所在年級(jí)， 后六位按順序編號(hào) 與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系：,63,處理過(guò)程（續(xù)）,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 以“學(xué)生”為例 “學(xué)生”是該系統(tǒng)中的一個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 學(xué)生 含義說(shuō)明： 是學(xué)籍管理子系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，定義了一個(gè)學(xué)生的有關(guān)信息 組成： 學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡， 所在系，年級(jí),64,處理過(guò)程（續(xù)）,數(shù)據(jù)流“體檢結(jié)果”可如下描述： 數(shù)據(jù)流： 體檢結(jié)果 說(shuō)明： 學(xué)生參加體格檢查的最終結(jié)果 數(shù)據(jù)流來(lái)源：體檢 數(shù)據(jù)流去向：批準(zhǔn) 組成： 平均流量： 高峰期流量：,65,處理過(guò)程（續(xù)）,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)“學(xué)生登記表”可如下描述： 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)： 學(xué)生登記表 說(shuō)明： 記錄學(xué)生的基本情況 流入數(shù)據(jù)流： 流出數(shù)據(jù)流： 組成： 數(shù)據(jù)量： 每年3000張 存取方式： 隨機(jī)存取,66,處理過(guò)程（續(xù)）,處理過(guò)程“分配宿舍”可如下描述： 處理過(guò)程：分配宿舍 說(shuō)明： 為所有新生分配學(xué)生宿舍 輸入： 學(xué)生，宿舍， 輸出： 宿舍安排 處理： 在新生報(bào)到后，為所有新生分配學(xué) 生宿舍。要求同一間宿舍只能安排 同一性別的學(xué)生，同一個(gè)學(xué)生只能 安排在一個(gè)宿舍中。每個(gè)學(xué)生的居 住面積不小于3平方米。安排新生 宿舍其處理時(shí)間應(yīng)不超過(guò)15分鐘。,67,7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),7.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述 7.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟 7.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì) 7.3.4 視圖的集成,68,7.3.1 概念結(jié)構(gòu),什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 需求分析階段描述的用戶(hù)應(yīng)用需求是現(xiàn)實(shí)世界的具體需求。 將需求分析得到的用戶(hù)需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過(guò)程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，它比數(shù)據(jù)模型更獨(dú)立于機(jī)器、更抽象，從而更加穩(wěn)定。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。,69,概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）,70,概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) （1）能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)真實(shí)模型。 （2）易于理解，從而可以用它和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶(hù)交換意見(jiàn)，用戶(hù)的積極參與是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。,71,概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)(續(xù)) （3）易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對(duì)概念模型修改和擴(kuò)充。 （4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。,72,概念結(jié)構(gòu)（續(xù)）,描述概念模型的工具 E-R模型 E-R圖基本成分包含實(shí)體型、屬性和聯(lián)系。 實(shí)體型：用矩形框表示，框內(nèi)標(biāo)注實(shí)體名稱(chēng)。 屬性：用橢圓形框表示，框內(nèi)標(biāo)注屬性名稱(chēng)。 聯(lián)系：指實(shí)體之間的聯(lián)系，有一對(duì)一（1：1），一對(duì)多（1：n）或多對(duì)多（m ：n）三種聯(lián)系類(lèi)型。,73,74,兩個(gè)實(shí)體型之間的聯(lián)系有如下三種類(lèi)型： （1）一對(duì)一聯(lián)系（1:1） 實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之亦然，則稱(chēng)實(shí)體集A與實(shí)體集B為一對(duì)一的聯(lián)系。記作1:1。 如：班級(jí)與班長(zhǎng)，觀眾與座位，病人與床位。 （2）一對(duì)多聯(lián)系（1:n） 實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體至多與實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)。記作1:n。 如：班級(jí)與學(xué)生、公司與職員、省與市。 （3）多對(duì)多（m:n） 實(shí)體集A中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集B中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)，反之，實(shí)體集B中的一個(gè)實(shí)體與實(shí)體集A中的多個(gè)實(shí)體相對(duì)應(yīng)。記作（m:n）。 如：教師與學(xué)生,學(xué)生與課程，工廠與產(chǎn)品。,75,76,E-R圖的基本思想就是分別用矩形框、橢圓形框和菱形框表示實(shí)體、屬性和聯(lián)系，使用無(wú)向邊將屬性與其相應(yīng)的實(shí)體連接起來(lái)，并將聯(lián)系分別和有關(guān)實(shí)體相連接，注明聯(lián)系類(lèi)型。,77,學(xué)生與課程聯(lián)系的完整的ER圖,78,(2) 數(shù)據(jù)抽象 在系統(tǒng)需求分析階段，最后得到了多層數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典和系統(tǒng)分析報(bào)告。建立局部E-R模型，就是根據(jù)系統(tǒng)的具體情況，在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個(gè)適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，作為設(shè)計(jì)分E-R圖的出發(fā)點(diǎn)，讓這組圖中毎一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用。在前面選好的某一層次的數(shù)據(jù)流圖中，每個(gè)局部應(yīng)用都對(duì)應(yīng)了一組數(shù)據(jù)流圖，局部應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)字典中。現(xiàn)在就是要將這些數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)字典中抽取出來(lái)，參照數(shù)據(jù)流圖，確定每個(gè)局部應(yīng)用包含哪些實(shí)體，這些實(shí)體又包含哪些屬性，以及實(shí)體之間的聯(lián)系及其類(lèi)型。,79,設(shè)計(jì)局部E-R模型的關(guān)鍵就是正確劃分實(shí)體和屬性。實(shí)體和屬性之間在形式上并無(wú)可以明顯區(qū)分的界限，通常是按照現(xiàn)實(shí)世界中事物的自然劃分來(lái)定義實(shí)體和屬性，將現(xiàn)實(shí)世界中的事物進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，得到實(shí)體和屬性。 一般有兩種數(shù)據(jù)抽象：分類(lèi)和聚集。,80,分類(lèi)（Classification） 分類(lèi)定義某一類(lèi)概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類(lèi)型，將一組具有某些共同特性和行為的對(duì)象抽象為一個(gè)實(shí)體。對(duì)象和實(shí)體之間是“is member of”的關(guān)系。 例如，在教學(xué)管理中，“趙蘭”是一名學(xué)生，表示“趙蘭”是學(xué)生中的一員，她具有學(xué)生們共同的特性和行為。,81,聚集（Aggregation） 聚集定義某一類(lèi)型的組成成份，將對(duì)象類(lèi)型的組成成份抽象為實(shí)體的屬性。組成成份與對(duì)象類(lèi)型之間是“is part of”的關(guān)系。 例如，學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、系別等可以抽象為學(xué)生實(shí)體的屬性，其中學(xué)號(hào)是標(biāo)識(shí)學(xué)生實(shí)體的主鍵。,82,(2) 局部E-R模型設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)抽象后得到了實(shí)體和屬性，實(shí)際上實(shí)體和屬性是相對(duì)而言的，往往要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的調(diào)整。在調(diào)整中要遵循兩條原則： 實(shí)體具有描述信息，而屬性沒(méi)有。即屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能再由另一些屬性組成。 屬性不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系，聯(lián)系只能發(fā)生在實(shí)體之間。 例如：學(xué)生是一個(gè)實(shí)體，學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、系別等是學(xué)生實(shí)體的屬性，系別只表示學(xué)生屬于哪個(gè)系，不涉及系的具體情況，換句話說(shuō)，沒(méi)有需要進(jìn)一步描述的特性，即是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則根據(jù)原則可以作為學(xué)生實(shí)體的屬性。但如果考慮一個(gè)系的系主任、學(xué)生人數(shù)、教師人數(shù)、辦公地點(diǎn)等，則系別應(yīng)看作一個(gè)實(shí)體。,83,系別作為一個(gè)屬性或?qū)嶓w,84,又如，“職稱(chēng)”為教師實(shí)體的屬性，但在涉及住房分配時(shí)，由于分房與職稱(chēng)有關(guān)，即職稱(chēng)與住房實(shí)體之間有聯(lián)系，則根據(jù)原則，職稱(chēng)應(yīng)作為一個(gè)實(shí)體。,85,職稱(chēng)作為一個(gè)屬性或?qū)嶓w,86,此外，可能會(huì)遇到這樣的情況，同一數(shù)據(jù)項(xiàng)，可能由于環(huán)境和要求的不同，有時(shí)作為屬性，有時(shí)則作為實(shí)體，此時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況而定。一般情況下，凡能作為屬性對(duì)待的，應(yīng)盡量作為屬性，以簡(jiǎn)化E-R圖的處理。 下面舉例說(shuō)明局部E-R模型設(shè)計(jì)。 在簡(jiǎn)單的教務(wù)管理系統(tǒng)中，有如下語(yǔ)義約束。 一個(gè)學(xué)生可選修多門(mén)課程，一門(mén)課程可為多個(gè)學(xué)生選修，因此學(xué)生和課程是多對(duì)多的聯(lián)系； 一個(gè)教師可講授多門(mén)課程，一門(mén)課程可為多個(gè)教師講授，因此教師和課程也是多對(duì)多的聯(lián)系； 一個(gè)系可有多個(gè)教師，一個(gè)教師只能屬于一個(gè)系，因此系和教師是一對(duì)多的聯(lián)系，同樣系和學(xué)生也是一對(duì)多的聯(lián)系。,87,根據(jù)上述約定，可以得到如圖所示的學(xué)生選課局部圖和如圖所示的教師任課局部圖。形成局部E-R模型后，應(yīng)該返回去征求用戶(hù)意見(jiàn)，以求改進(jìn)和完善，使之如實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)世界。 E-R圖的優(yōu)點(diǎn)就是易于被用戶(hù)理解，便于交流。,88,學(xué)生選課局部圖,89,教師任課局部圖,90,4全局E-R模型設(shè)計(jì) 局部E-R模型設(shè)計(jì)完成之后，下一步就是集成各局部E-R模型，形成全局E-R模型，即視圖的集成。視圖集成的方法有兩種： 多元集成法，一次性將多個(gè)局部E-R圖合并為一個(gè)全局E-R圖。 二元集成法，首先集成兩個(gè)重要的局部視圖，以后用累加的方法逐步將一個(gè)新的視圖集成進(jìn)來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)系統(tǒng)復(fù)雜性選擇這兩種方案。一般采用逐步集成的方法，如果局部視圖比較簡(jiǎn)單，可以采用多元集成法。一般情況下，采用二元集成法，即每次只綜合兩個(gè)視圖，這樣可降低難度。無(wú)論使用哪一種方法，視圖集成均分成兩個(gè)步驟。,91,合并，消除各局部E-R圖之間的沖突，生成初步E-R圖。 優(yōu)化，消除不必要的冗余，生成基本E-R圖。,92,局部視圖合并成全局視圖,93,視圖集成,94,(1) 合并局部E-R圖，生成初步E-R圖 這個(gè)步驟將所有的局部E-R圖綜合成全局概念結(jié)構(gòu)。 全局概念結(jié)構(gòu)它不僅要支持所有的局部E-R模型，而且必須合理地表示一個(gè)完整、一致的數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)。 由于各個(gè)局部應(yīng)用不同，通常由不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行局部E-R圖設(shè)計(jì)，因此，各局部E-R圖不可避免地會(huì)有許多不一致的的地方，我們稱(chēng)之為沖突。,95,合并局部E-R圖時(shí)并不能簡(jiǎn)單地將各個(gè)E-R圖畫(huà)到一起，而必須消除各個(gè)局部E-R圖中的不一致，使合并后的全局概念結(jié)構(gòu)不僅支持所有的局部E-R模型，而且必須是一個(gè)能為全系統(tǒng)中所有用戶(hù)共同理解和接受的完整的概念模型。 合并局部E-R圖的關(guān)鍵就是合理消除各局部E-R圖中的沖突。,96,E-R圖中的沖突有三種：屬性沖突、命名沖突和結(jié)構(gòu)沖突。 屬性沖突 屬性沖突又分為屬性值域沖突和屬性的取值單位沖突。 a.屬性值域沖突，即屬性值的類(lèi)型、取值范圍或取值集合不同。比如學(xué)號(hào)，有些部門(mén)將其定義為數(shù)值型，而有些部門(mén)將其定義為字符型。又如年齡，有的可能用出生年月表示，有的則用整數(shù)表示。 b.屬性的取值單位沖突。比如零件的重量，有的以公斤為單位，有的以斤為單位，有的則以克為單位。 屬性沖突屬于用戶(hù)業(yè)務(wù)上的約定，必須與用戶(hù)協(xié)商后解決。,97,命名沖突 命名不一致可能發(fā)生在實(shí)體名、屬性名或聯(lián)系名之間，其中屬性的命名沖突更為常見(jiàn)。 一般表現(xiàn)為同名異義或異名同義（實(shí)體、屬性、聯(lián)系名）。 a.同名異義，即同一名字的對(duì)象在不同的部門(mén)中具有不同的意義。 比如，“單位”在某些部門(mén)表示為人員所在的部門(mén)，而在某些部門(mén)可能表示物品的重量、長(zhǎng)度等屬性。 b.異名同義，即同一意義的對(duì)象在不同的部門(mén)中具有不同的名稱(chēng)。 比如，對(duì)于“房間”這個(gè)名稱(chēng)，在教務(wù)管理部門(mén)中對(duì)應(yīng)著為教室，而在后勤管理部門(mén)對(duì)應(yīng)為學(xué)生宿舍。 命名沖突的解決方法同屬性沖突，需要與各部門(mén)協(xié)商、討論后加以解決。,98,結(jié)構(gòu)沖突 a.同一對(duì)象在不同應(yīng)用中有不同的抽象，可能為實(shí)體，也可能為屬性。例如，教師的職稱(chēng)在某一局部應(yīng)用中被當(dāng)作實(shí)體，而在另一局部應(yīng)用中被當(dāng)作屬性。 這類(lèi)沖突在解決時(shí)，就是使同一對(duì)象在不同應(yīng)用中具有相同的抽象，或把實(shí)體轉(zhuǎn)換為屬性，或把屬性轉(zhuǎn)換為實(shí)體。 b.同一實(shí)體在不同應(yīng)用中屬性組成不同，可能是屬性個(gè)數(shù)或?qū)傩源涡虿煌?解決辦法是，合并后實(shí)體的屬性組成為各局部E-R圖中的同名實(shí)體屬性的并集，然后再適當(dāng)調(diào)整屬性的次序。 c.同一聯(lián)系在不同應(yīng)用中呈現(xiàn)不同的類(lèi)型。比如E1與E2在某一應(yīng)用中可能是一對(duì)一聯(lián)系，而在另一應(yīng)用中可能是一對(duì)多或多對(duì)多聯(lián)系，也可能是在E1、E2、E3三者之間有聯(lián)系。 這種情況應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用的語(yǔ)義對(duì)實(shí)體聯(lián)系的類(lèi)型進(jìn)行綜合或調(diào)整。,99,下面以教務(wù)管理系統(tǒng)中的兩個(gè)局部E-R圖為例，來(lái)說(shuō)明如何消除各局部E-R圖之間的沖突，進(jìn)行局部E-R模型的合并，從而生成初步E-R圖。 首先，這兩個(gè)局部E-R圖中存在著命名沖突，學(xué)生選課局部圖中的實(shí)體“系”與教師任課局部圖中的實(shí)體“單位”，都是指“系”，即所謂的異名同義，合并后統(tǒng)一改為“系”，這樣屬性“名稱(chēng)”和“單位名”即可統(tǒng)一為“系名”。 其次，還存在著結(jié)構(gòu)沖突，實(shí)體“系”和實(shí)體“課程” 在兩個(gè)不同應(yīng)用中的屬性組成不同，合并后這兩個(gè)實(shí)體的屬性組成為原來(lái)局部E-R圖中的同名實(shí)體屬性的并集。解決上述沖突后，合并兩個(gè)局部E-R圖，生成如圖所示的初步的全局E-R圖。,100,教務(wù)管理系統(tǒng)的初步ER圖,101,(2) 消除不必要的冗余，生成基本E-R圖 所謂冗余，在這里指冗余的數(shù)據(jù)和實(shí)體之間冗余的聯(lián)系。冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本的數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，冗余的聯(lián)系是由其他的聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。在上面消除沖突合并后得到的初步ER圖中，可能存在冗余的數(shù)據(jù)或冗余的聯(lián)系。冗余的存在容易破壞數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性，給數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)增加困難，應(yīng)該消除。我們把消除了冗余的初步E-R圖稱(chēng)為基本E-R圖。 通常采用分析的方法消除冗余。數(shù)據(jù)字典是分析冗余數(shù)據(jù)的依據(jù)，還可以通過(guò)數(shù)據(jù)流圖分析出冗余的聯(lián)系。,102,如在上圖所示的初步E-R圖中，“課程”實(shí)體中的屬性“教師號(hào)”可由“講授”這個(gè)教師與課程之間的聯(lián)系導(dǎo)出，而學(xué)生的平均成績(jī)可由“選修”聯(lián)系中的屬性“成績(jī)”中計(jì)算出來(lái)，所以“課程”實(shí)體中的 “教師號(hào)” 與“學(xué)生”實(shí)體中的“平均成績(jī)”均屬于冗余數(shù)據(jù)。,103,另外，“系”和“課程”之間的聯(lián)系“開(kāi)課”，可以由“系”和“教師”之間的“屬于”聯(lián)系與“教師”和“課程”之間的“講授”聯(lián)系推導(dǎo)出來(lái)，所以“開(kāi)課”屬于冗余聯(lián)系。 這樣，初步E-R圖在消除冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系后，便可得到基本的E-R模型，如圖所示。 最終得到的基本E-R模型是企業(yè)的概念模型，它代表了用戶(hù)的數(shù)據(jù)要求，是溝通“要求”和“設(shè)計(jì)”的橋梁。它決定數(shù)據(jù)庫(kù)的總體邏輯結(jié)構(gòu)，是成功建立數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵。如果設(shè)計(jì)不好，就不能充分發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的處理要求。 因此，用戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)人員必須對(duì)這一模型反復(fù)討論，在用戶(hù)確認(rèn)這一模型已正確無(wú)誤的反映了他們的要求后，才能進(jìn)入下一階段的設(shè)計(jì)工作。,104,教務(wù)管理系統(tǒng)的基本ER圖,105,舉例,某醫(yī)院病房計(jì)算機(jī)管理中需要如下信息： 科室：科名，科地址，科電話，醫(yī)生姓名 病房：病房名，床位號(hào)，所屬科室名 醫(yī)生：姓名，職稱(chēng)，所屬科室名，年齡，工作證號(hào) 病人：病歷號(hào)，姓名，性別，診斷，主管醫(yī)生，病歷號(hào) 其中：一個(gè)科室有多個(gè)病房、多個(gè)醫(yī)生，一個(gè)病房只能屬于一個(gè)科室，一個(gè)醫(yī)生只屬于一個(gè)科室，但可以負(fù)責(zé)多個(gè)病人，一個(gè)病人的主管醫(yī)生只有一個(gè),106,107,邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)和步驟 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段得到的E-R模型是用戶(hù)的模型，它獨(dú)立于任何一種數(shù)據(jù)模型，獨(dú)立于任何一個(gè)具體的DBMS。為了建立用戶(hù)所要求的數(shù)據(jù)庫(kù)，需要把上述概念模型轉(zhuǎn)換為某個(gè)具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的任務(wù)是將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成特定DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型的過(guò)程。從此開(kāi)始便進(jìn)入了“實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)”階段，需要考慮到具體的DBMS的性能、具體的數(shù)據(jù)模型特點(diǎn)。 從E-R圖所表示的概念模型可以轉(zhuǎn)換成任何一種具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，如網(wǎng)狀模型、層次模型和關(guān)系模型。這里只討論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)問(wèn)題，所以只介紹E-R圖如何向關(guān)系模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。,7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),108,一般的邏輯設(shè)計(jì)分為以下三步： 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型 將轉(zhuǎn)化來(lái)的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換 對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化,109,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 1轉(zhuǎn)換原則 概念設(shè)計(jì)中得到的E-R圖是由實(shí)體、屬性和聯(lián)系組成的，而關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的結(jié)果是一組關(guān)系模式的集合。所以將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型實(shí)際上就是將實(shí)體、屬性和聯(lián)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。在轉(zhuǎn)換中要遵循以下原則： (1) 一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式，實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的鍵就是關(guān)系的鍵。 (2) 一個(gè)聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式，與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的鍵以及聯(lián)系的屬性均轉(zhuǎn)換為該關(guān)系的屬性。該關(guān)系的鍵有三種情況：,110,一個(gè)1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并； 1) 轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式 關(guān)系的屬性：與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 關(guān)系的候選碼：每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼,111,2) 與某一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并 合并后關(guān)系的屬性：加入對(duì)應(yīng)關(guān)系的碼和聯(lián)系本身的屬性 合并后關(guān)系的碼：不變,112,如果聯(lián)系為1: n ，可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。 1) 轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式 關(guān)系的屬性：與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 關(guān)系的碼：n端實(shí)體的碼,113,2) 與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并 合并后關(guān)系的屬性：在n端關(guān)系中加入1端關(guān)系的碼和聯(lián)系本身的屬性 合并后關(guān)系的碼：不變 可以減少系統(tǒng)中的關(guān)系個(gè)數(shù)，一般情況下更傾向于采用這種方法,114,如果聯(lián)系為n : m，則各實(shí)體鍵的組合是關(guān)系的鍵。 關(guān)系的屬性：與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 關(guān)系的碼：各實(shí)體碼的組合 例，“選修”聯(lián)系是一個(gè)m:n聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號(hào)與課程號(hào)為關(guān)系的組合碼： 選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）,115,2具體做法 (1) 把每一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系 首先分析各實(shí)體的屬性，從中確定其主鍵，然后分別用關(guān)系模式表示。例如，以下圖的E-R模型為例，四個(gè)實(shí)體分別轉(zhuǎn)換成四個(gè)關(guān)系模式：,116,教務(wù)管理系統(tǒng)的基本ER圖,117,學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡） 課程（課程號(hào)，課程名） 教師（教師號(hào)，姓名，性別，職稱(chēng)） 系（系名，電話） 其中，有下劃線者表示是主鍵。,118,(2) 把每一個(gè)聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式 由聯(lián)系轉(zhuǎn)換得到的關(guān)系模式的屬性集中，包含兩個(gè)發(fā)生聯(lián)系的實(shí)體中的主鍵以及聯(lián)系本身的屬性，其關(guān)系鍵的確定與聯(lián)系的類(lèi)型有關(guān)。 例如，還以教務(wù)管理系統(tǒng)的基本ER模型為例，四個(gè)聯(lián)系也分別轉(zhuǎn)換成四個(gè)關(guān)系模式： 屬于（教師號(hào)，系名） 講授（教師號(hào)，課程號(hào)） 選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)） 擁有（系名，學(xué)號(hào)）,119,(3) 特殊情況的處理 三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系在轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式時(shí)，與該多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的主鍵及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換成為關(guān)系的屬性，轉(zhuǎn)換后所得到的關(guān)系的主鍵為各實(shí)體鍵的組合。 例如，下圖表示供應(yīng)商、項(xiàng)目和零件三個(gè)實(shí)體之間的多對(duì)多聯(lián)系，如果已知三個(gè)實(shí)體的主鍵分別為“供應(yīng)商號(hào)”，“項(xiàng)目號(hào)”與“零件號(hào)”，則它們之間的聯(lián)系“供應(yīng)”可轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，其中供應(yīng)商號(hào)，項(xiàng)目號(hào)，零件號(hào)為此關(guān)系的組合關(guān)系鍵。 供應(yīng)（供應(yīng)商號(hào)，項(xiàng)目號(hào)，零件號(hào)，數(shù)量）,120,圖 多個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系,121,練習(xí)：,某醫(yī)院病房計(jì)算機(jī)管理中需要如下信息： 科室：科名，科地址，科電話，醫(yī)生姓名 病房：病房名，床位號(hào)，所屬科室名 醫(yī)生：姓名，職稱(chēng)，所屬科室名，年齡，工作證號(hào) 病人：病歷號(hào)，姓名，性別，診斷，主管醫(yī)生，病歷號(hào) 其中：一個(gè)科室有多個(gè)病房、多個(gè)醫(yī)生，一個(gè)病房只能屬于一個(gè)科室，一個(gè)醫(yī)生只屬于一個(gè)科室，但可以負(fù)責(zé)多個(gè)病人，一個(gè)病人的主管醫(yī)生只有一個(gè),122,123,科室（科室名，科地址，科電話） 病房（病房號(hào)，床位號(hào)，科室名） 醫(yī)生（工作證號(hào)，姓名，職稱(chēng)，科室名，年齡） 病人（病歷號(hào)，姓名，性別，診斷，醫(yī)生工作證號(hào)，病房號(hào)）,124,例 ：某單位有一資料室，它管理的數(shù)據(jù)有讀者信息、圖書(shū)信息、借閱信息。 讀者信息：書(shū)證編號(hào)，姓名，性別，所在部門(mén)，職稱(chēng)，家庭住址，聯(lián)系電話，辦證日期,125,圖書(shū)信息：書(shū)籍編號(hào)，書(shū)名，分類(lèi)編號(hào)，作者姓名，出版社名稱(chēng)，出版日期，書(shū)籍頁(yè)數(shù)，登記日期等； 借閱信息：書(shū)證編號(hào)，圖書(shū)編號(hào)，借出日期，還書(shū)日期等,L,126,讀者,圖書(shū),借閱,書(shū)證編號(hào),姓名,書(shū)籍編號(hào),書(shū)名,借書(shū)日期,還書(shū)日期,127,關(guān)系模式規(guī)范化 應(yīng)用規(guī)范化理論對(duì)上述產(chǎn)生的關(guān)系的邏輯模式進(jìn)行初步優(yōu)化，以減少乃至消除關(guān)系模式中存在的各種異常，改善完整性、一致性和存儲(chǔ)效率。 規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的指南和工具，規(guī)范化過(guò)程可分為兩個(gè)步驟：確定規(guī)范式級(jí)別，實(shí)施規(guī)范化處理。 1確定范式級(jí)別 考查關(guān)系模式的函數(shù)依賴(lài)關(guān)系，確定范式等級(jí)，逐一分析各關(guān)系模式，考查是否存在部分函數(shù)依賴(lài)，傳遞函數(shù)依賴(lài)等，確定它們分別屬于第幾范式。 2實(shí)施規(guī)范化處理 確定范式級(jí)別后，利用規(guī)范化理論，逐一考察各個(gè)關(guān)系模式，根據(jù)應(yīng)用要求，判斷它們是否滿(mǎn)足規(guī)范要求，可用已經(jīng)介紹過(guò)的規(guī)范化方法和理論將關(guān)系模式規(guī)范化。,128,綜合以上數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程，規(guī)范化理論在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中有如下幾方面的應(yīng)用： (1) 在需求分析階段，用數(shù)據(jù)依賴(lài)概念分析和表示各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系。 (2) 在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，以規(guī)范化理論為指導(dǎo)，確定關(guān)系鍵，消除初步E-R圖中冗余的聯(lián)系。 (3) 在邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，從E-R圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換過(guò)程中，用模式合并與分解方法達(dá)到規(guī)范化級(jí)別。,129,模式評(píng)價(jià)與改進(jìn) 1模式評(píng)價(jià) 關(guān)系模式的規(guī)范化不是目的而是手段，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目的是最終滿(mǎn)足應(yīng)用需求。因此，為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的性能，還應(yīng)該對(duì)規(guī)范化后產(chǎn)生的關(guān)系模式進(jìn)行評(píng)價(jià)、改進(jìn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的嘗試和比較，最后得到優(yōu)化的關(guān)系模式。 模式評(píng)價(jià)的目的是檢查所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式是否滿(mǎn)足用戶(hù)的功能要求、效率，確定加以改進(jìn)的部分。模式評(píng)價(jià)包括功能評(píng)價(jià)和性能評(píng)價(jià)。,130,(1) 功能評(píng)價(jià) 功能評(píng)價(jià)指對(duì)照需求分析的結(jié)果，檢查規(guī)范化后的關(guān)系模式集合是否支持用戶(hù)所有的應(yīng)用要求。關(guān)系模式必須包括用戶(hù)可能訪問(wèn)的所有屬性。在涉及多個(gè)關(guān)系模式的應(yīng)用中，應(yīng)確保聯(lián)接后不丟失信息。如果發(fā)現(xiàn)有的應(yīng)用不被支持，或不完全被支持，則應(yīng)該改進(jìn)關(guān)系模式。發(fā)生這種問(wèn)題的原因可能是在邏輯設(shè)計(jì)階段，也可能是在需求分析或概念設(shè)計(jì)階段。是哪個(gè)階段的問(wèn)題就返回到哪個(gè)階段去，因此有可能對(duì)前兩個(gè)階段再進(jìn)行評(píng)審，解決存在的問(wèn)題。,131,(2) 性能評(píng)價(jià) 對(duì)于目前得到的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，由于缺乏物理設(shè)計(jì)所提供的數(shù)量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的評(píng)價(jià)手段，所以性能評(píng)價(jià)是比較困難的，只能對(duì)實(shí)際性能進(jìn)行估計(jì)，包括邏輯記錄的存取數(shù)、傳送量以及物理設(shè)計(jì)算法的模型等。,132,2模式改進(jìn) 根據(jù)模式評(píng)價(jià)的結(jié)果，對(duì)已生成的模式進(jìn)行改進(jìn)。 如果因?yàn)樾枨蠓治?、概念設(shè)計(jì)的疏漏導(dǎo)致某些應(yīng)用不能得到支持，則應(yīng)該增加新的關(guān)系模式或?qū)傩浴?如果因?yàn)樾阅芸紤]而要求改進(jìn)，則可采用合并或分解的方法。 (1) 合并 如果有若干個(gè)關(guān)系模式具有相同的主鍵，并且對(duì)這些關(guān)系模式的處理主要是查詢(xún)操作，而且經(jīng)常是多關(guān)系的查詢(xún)，那么可對(duì)這些關(guān)系模式按照組合使用頻率進(jìn)行合并。 這樣便可以減少聯(lián)接操作而提高查詢(xún)效率。,133,(2) 分解 為了提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲(chǔ)空間的利用率，最常用和最重要的模式優(yōu)化方法就是分解，根據(jù)應(yīng)用的不同要求，可以對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行垂直分解和水平分解。 水平分解是把關(guān)系的元組分為若干子集合，定義每個(gè)子集合為一個(gè)子關(guān)系。 對(duì)于經(jīng)常進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的分類(lèi)條件查詢(xún)的關(guān)系，可進(jìn)行水平分解，這樣可以減少應(yīng)用系統(tǒng)每次查詢(xún)需要訪問(wèn)的記錄數(shù)，從而提高了查詢(xún)性能。,134,例如，有學(xué)生關(guān)系（學(xué)號(hào)，姓名，類(lèi)別），其中類(lèi)別包括大專(zhuān)生、本科生和研究生。如果多數(shù)查詢(xún)一次只涉及其中的一類(lèi)學(xué)生，就應(yīng)該把整個(gè)學(xué)生關(guān)系水平分割為大專(zhuān)生、本科生和研究生三個(gè)關(guān)系。,135,垂直分解是把關(guān)系模式的屬性分解為若干子集合，形成若干子關(guān)系模式。垂直分解的原則是把經(jīng)常一起使用的屬性分解出來(lái)，形成一個(gè)子關(guān)系模式。 例如，有教師關(guān)系（教師號(hào)，姓名，性別，年齡，職稱(chēng)，工資，崗位津貼，住址，電話），如果經(jīng)常查詢(xún)的僅是前六項(xiàng)，而后三項(xiàng)很少使用，則可以將教師關(guān)系進(jìn)行垂直分割，得到兩個(gè)教師關(guān)系： 教師關(guān)系1（教師號(hào)，姓名，性別，年齡，職稱(chēng)，工資） 教師關(guān)系2（教師號(hào)，崗位津貼，住址，電話） 這樣，便減少了查詢(xún)的數(shù)據(jù)傳遞量，提高了查詢(xún)速度。,136,垂直分解可以提高某些事務(wù)的效率，但也有可能使另一些事務(wù)不得不執(zhí)行連接操作，從而降低了效率。因此是否要進(jìn)行垂直分解要看分解后的所有事務(wù)的總效率是否得到了提高。垂直分解要保證分解后的關(guān)系具有無(wú)損連接性和函數(shù)依賴(lài)保持性。 經(jīng)過(guò)多次的模式評(píng)價(jià)和模式改進(jìn)之后，最終的數(shù)據(jù)庫(kù)模式得以確定。邏輯設(shè)計(jì)階段的結(jié)果是全局邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就是一組符合一定規(guī)范的關(guān)系模式組成的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型。 邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)確定之后，就可以開(kāi)始進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計(jì)了。,137,數(shù)據(jù)庫(kù)最終要存儲(chǔ)在物理設(shè)備上。對(duì)于給定的邏輯數(shù)據(jù)模型，選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過(guò)程，稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)。物理設(shè)計(jì)的任務(wù)是為了有效地實(shí)現(xiàn)邏輯模式，確定所采取的存儲(chǔ)策略。此階段是以邏輯設(shè)計(jì)的結(jié)果作為輸入，結(jié)合具體DBMS的特點(diǎn)與存儲(chǔ)設(shè)備特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，選定數(shù)據(jù)庫(kù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法。 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)可分為兩步： (1) 確定物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中主要指存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)； (2)評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間效率。,7.5 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì),138,確定物理結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)人員必須深入了解給定的DBMS的功能，DBMS提供的環(huán)境和工具、硬件環(huán)境,特別是存儲(chǔ)設(shè)備的特征。另一方面也要了解應(yīng)用環(huán)境的具體要求，如各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)量、處理頻率和響應(yīng)時(shí)間等。只有“知己知彼”才能設(shè)計(jì)出較好的物理結(jié)構(gòu)。 1存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在物理結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)的基本存取單位是存儲(chǔ)記錄。有了邏輯記錄結(jié)構(gòu)以后，就可以設(shè)計(jì)存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)，一個(gè)存儲(chǔ)記錄可以和一個(gè)或多個(gè)邏輯記錄相對(duì)應(yīng)。存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)包括記錄的組成、數(shù)據(jù)項(xiàng)的類(lèi)型和長(zhǎng)度，以及邏輯記錄到存儲(chǔ)記錄的映射。某一類(lèi)型的所有存儲(chǔ)記錄的集合稱(chēng)為“文件”，文件的存儲(chǔ)記錄可以是定長(zhǎng)的，也可以是變長(zhǎng)的。 文件組織或文件結(jié)構(gòu)是組成文件的存儲(chǔ)記錄的表示法。文件結(jié)構(gòu)應(yīng)該表示文件格式、邏輯次序、物理次序、訪問(wèn)路徑、物理設(shè)備的分配。物理數(shù)據(jù)庫(kù)就是指數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)際存儲(chǔ)記錄的格式、邏輯次序和物理次序、訪問(wèn)路徑、物理設(shè)備的分配。 決定存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要因素包括存取時(shí)間、存儲(chǔ)空間和維護(hù)代價(jià)三個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行綜合權(quán)衡。一般DBMS也提供一定的靈活性可供選擇，包括聚簇和索引。,139,(1) 聚簇（Cluster） 聚簇就是為了提高查詢(xún)速度，把在一個(gè)（或一組）屬性上具有相同值的元組集中地存放在一個(gè)物理塊中。如果存放不下，可以存放在相鄰的物理塊中。其中，這個(gè)（或這組）屬性稱(chēng)為聚簇碼。 為什么要使用聚簇呢？聚簇有兩個(gè)作用： 使用聚簇以后，聚簇碼相同的元組集中在一起了，因而聚簇值不必在每個(gè)元組中重復(fù)存儲(chǔ)，只要在一組中存儲(chǔ)一次即可，因此可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。 聚簇功能可以大大提高按聚簇碼進(jìn)行查詢(xún)的效率。例如，假設(shè)要查詢(xún)學(xué)生關(guān)系中計(jì)算機(jī)系的學(xué)生名單，設(shè)計(jì)算機(jī)系有300名學(xué)生。在極端情況下，這些學(xué)生的記錄會(huì)分布在300個(gè)不同的物理塊中，這時(shí)如果要查詢(xún)計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，就需要做300次的I/O操作，這將影響系統(tǒng)查詢(xún)的性能。如果按照系別建立聚簇，使同一個(gè)系的學(xué)生記錄集中存放，則每做一次I/O操作，就可以獲得多個(gè)滿(mǎn)足查詢(xún)條件和記錄，從而顯著地減少了訪問(wèn)磁盤(pán)的次數(shù)。,140,(2) 索引 存儲(chǔ)記錄是屬性值的集合，主關(guān)系鍵可以惟一確定一個(gè)記錄，而其他屬性的一個(gè)具體值不能惟一確定是哪個(gè)記錄。在主關(guān)系鍵上應(yīng)該建立惟一索引，這樣不但可以提高查詢(xún)速度，還能避免關(guān)系鍵重復(fù)值的錄入，確保了數(shù)據(jù)的完整性。 在數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶(hù)訪問(wèn)的最小單位是屬性。如果對(duì)某些非主屬性的檢索很頻繁，可以考慮建立這些屬性的索引文件。索引文件對(duì)存儲(chǔ)記錄重新進(jìn)行內(nèi)部鏈接，從邏輯上改變了記錄的存儲(chǔ)位置，從而改變了訪問(wèn)數(shù)據(jù)的入口點(diǎn)。關(guān)系中數(shù)據(jù)越多索引的優(yōu)越性也就越明顯。 建立多個(gè)索引文件可以縮短存取時(shí)間，但是增加了索引文件所占用的存儲(chǔ)空間以及維護(hù)的開(kāi)銷(xiāo)。因此，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要綜合考慮。,141,2訪問(wèn)方法的設(shè)計(jì) 訪問(wèn)方法是為存儲(chǔ)在物理設(shè)備（通常指輔存）上的數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)和檢索能力的方法。一個(gè)訪問(wèn)方法包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和檢索機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)限定了可能訪問(wèn)的路徑和存儲(chǔ)記錄；檢索機(jī)構(gòu)定義了每個(gè)應(yīng)用的訪問(wèn)路徑，但不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和設(shè)備分配。 存儲(chǔ)記錄是屬性的集合，屬性是數(shù)據(jù)項(xiàng)類(lèi)型，可用作主鍵或輔助鍵。主鍵惟一地確定了一個(gè)記錄。輔助鍵是用作記錄索引的屬性，可能并不惟一確定某一個(gè)記錄。 訪問(wèn)路徑的設(shè)計(jì)分成主訪問(wèn)路徑與輔訪問(wèn)路徑的設(shè)計(jì)。主訪問(wèn)路徑與初始記錄的裝入有關(guān)，通常是用主鍵來(lái)檢索的。首先利用這種方法設(shè)計(jì)各個(gè)文件，使其能最有效地處理主要的應(yīng)用。一個(gè)物理數(shù)據(jù)庫(kù)很可能有幾套主訪問(wèn)路徑。輔訪問(wèn)路徑是通過(guò)輔助鍵的索引對(duì)存儲(chǔ)記錄重新進(jìn)行內(nèi)部鏈接，從而改變?cè)L問(wèn)數(shù)據(jù)的入口點(diǎn)。用輔助索引可以縮短訪問(wèn)時(shí)間，但增加了輔存空間和索引維護(hù)的開(kāi)銷(xiāo)。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)具體情況作出權(quán)衡。,142,3數(shù)據(jù)存放位置的設(shè)計(jì) 為了提高系統(tǒng)性能，應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用情況將數(shù)據(jù)的易變部分、穩(wěn)定部分、經(jīng)常存取部分和存取頻率較低部分分開(kāi)存放。 例如，目前許多計(jì)算機(jī)都有多個(gè)磁盤(pán)，因此可以將表和索引分別存放在不同的磁盤(pán)上，在查詢(xún)時(shí)，由于兩個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器并行工作，可以提高物理讀寫(xiě)的速度。 在多用戶(hù)環(huán)境下，可能將日志文件和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象（表、索引等）放在不同的磁盤(pán)上，以加快存取速度。另外，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等，只在數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生故障進(jìn)行恢復(fù)時(shí)才使用，而且數(shù)據(jù)量很大，可以存放在磁帶上，以改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的性能。,143,4系統(tǒng)配置的設(shè)計(jì) DBMS產(chǎn)品一般都提供了一些系統(tǒng)配置變量、存儲(chǔ)分配參數(shù)，供設(shè)計(jì)人員和DBA對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物理優(yōu)化。系統(tǒng)為這些變量設(shè)定了初始值，但是這些值不一定適合每一種應(yīng)用環(huán)境，在物理設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)實(shí)際情況重新對(duì)這些變量賦值，以滿(mǎn)足新的要求。 系統(tǒng)配置變量和參數(shù)很多，例如，同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)數(shù)、同時(shí)打開(kāi)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象數(shù)、內(nèi)存分配參數(shù)、緩沖區(qū)分配參數(shù)（使用的緩沖區(qū)長(zhǎng)度、個(gè)數(shù)）、存儲(chǔ)分配參數(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)的大小、時(shí)間片的大小、鎖的數(shù)目等，這些參數(shù)值影響存取時(shí)間和存儲(chǔ)空間的分配，在物理設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境確定這些參數(shù)值，以使系統(tǒng)的性能達(dá)到最優(yōu)。,144,2 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu) 和前面幾個(gè)設(shè)計(jì)階段一樣，在確定了數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)之后，要進(jìn)行評(píng)價(jià)，重點(diǎn)是時(shí)間和空間的效率。 如果評(píng)價(jià)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施。 實(shí)際上，往往需要經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試才能優(yōu)化物理設(shè)計(jì)。,145,數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施是指根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，在計(jì)算機(jī)上建立起實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、裝入數(shù)據(jù)、進(jìn)行測(cè)試和試運(yùn)行的過(guò)程。 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施主要包括以下工作： 建立實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)； 裝入數(shù)據(jù)； 應(yīng)用程序編碼與調(diào)試； 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行； 整理文檔。,7.6 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施,146,1 建立實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）可以定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。可使用第3章所講的SQL定義語(yǔ)句中的CREATE TABLE語(yǔ)句定義所需的基本表，使用CREATE VIEW語(yǔ)句定義視圖。 2 裝入數(shù)據(jù) 裝入數(shù)據(jù)又稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)加載（Loading），是數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段的主要工作。在數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立好之后，就可以向數(shù)據(jù)庫(kù)中加載數(shù)據(jù)了。 由于數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)量一般都很大，它們分散于一個(gè)企業(yè)（或組織）中各個(gè)部門(mén)的數(shù)據(jù)文件、報(bào)表或多種形式的單據(jù)中，它們存在著大量的重復(fù)，并且其格式和結(jié)構(gòu)一般都不符合數(shù)據(jù)庫(kù)的要求，必須把這些數(shù)據(jù)收集起來(lái)加以整理，去掉冗余并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)所規(guī)定的格式，這樣處理之后才能