1、第三章是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，2020/6/20，2。首先，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的內(nèi)容。首先，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特征是設(shè)計(jì)所有層次的數(shù)據(jù)庫模式。2.行為特征的設(shè)計(jì)決定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能，是應(yīng)用程序(如事務(wù)處理)的設(shè)計(jì)。第一節(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述，2020/6/20，3，2，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程(1)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)階段1，需求分析2，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和調(diào)試6，性能測(cè)試和確認(rèn)，2020/6/20，4，(2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)施和操作7，數(shù)據(jù)庫實(shí)施8，數(shù)據(jù)庫操作9，數(shù)據(jù)庫維護(hù)10，數(shù)據(jù)庫重組下圖顯示了數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)及使用圖：2020首先，收集數(shù)據(jù)。首先，確定企業(yè)組織的目標(biāo)，并根據(jù)

2、這些目標(biāo)指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫的總體需求。其次，了解用戶的需求。(1)信息需求，即用戶希望從數(shù)據(jù)庫中獲得的信息內(nèi)容。第2節(jié)需求分析，2020/6/20，7，(2)處理需求，即完成哪些處理功能和處理方法。(3)安全和完整性要求。第二，分析過程是從收集的數(shù)據(jù)中提取圖像的過程。抽象是指對(duì)實(shí)際事物或事件的人為處理，提取共同的本質(zhì)特征，忽略次要細(xì)節(jié)，并用各種概念準(zhǔn)確描述它們，形成某種模型。2020/6/20，8，3。數(shù)據(jù)流圖通常用于描述系統(tǒng)功能。DFD能夠形象地描述事務(wù)處理和所需數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，便于用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析方法進(jìn)行自上而下的分解和逐步細(xì)化。在數(shù)據(jù)流圖中，命名箭頭表示數(shù)據(jù)流，圓圈表示處理，矩形表示外部實(shí)體，其

3、他形狀表示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。2020/6/20，9，2020/6/20，10，4，數(shù)據(jù)字典1，數(shù)據(jù)元素。名稱、同義詞、性質(zhì)、價(jià)值范圍、提供者(來源)、用戶(目的地)、控制權(quán)限、保密要求、使用頻率。2.數(shù)據(jù)量。3.數(shù)據(jù)之間關(guān)系的語義解釋。4.各部門對(duì)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理的要求。5.用戶確認(rèn)2020/6/20，11，第3節(jié)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)：生成反映整個(gè)組織信息需求的整體數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)，即概念模型。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具： E-R圖，2020/6/20，12，2020/6/20，13，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本步驟：1。設(shè)計(jì)本地工程圖2，綜合成初步工程圖3，優(yōu)化成基本工程圖，2020/6/20，14，1?；綞

4、-R模型和模型擴(kuò)展實(shí)體：矩形連接：菱形屬性：橢圓形實(shí)體子類：所謂子類是指具有某些共同特征的實(shí)體子集。實(shí)體超類：相對(duì)于子類的實(shí)體。例如，學(xué)生實(shí)體包括本科生、研究生和大專學(xué)生的三個(gè)子類，學(xué)生實(shí)體可以被稱為超類。2020/6/20，15，2。設(shè)計(jì)局部E-R圖1，確定實(shí)體和屬性2，確定聯(lián)系類型3，繪制局部E-R圖，2020/6/20，16，2020/6/20，17，2020/6/20，18。局部視圖設(shè)計(jì)完成后，下一步是視圖集成，包括合成和優(yōu)化兩個(gè)步驟。第三，合成為初步的電子病歷圖合成的過程是合并局部電子病歷圖的過程。合并從公共對(duì)象開始，最后添加獨(dú)立的局部結(jié)構(gòu)。對(duì)象包括實(shí)體、聯(lián)系人和屬性。2020/6/

5、20，19，4。優(yōu)化到基本的電子病歷圖1。解決命名沖突。統(tǒng)一對(duì)象名包括屬性名、實(shí)體名和聯(lián)系人名之間的同音或同義問題。2.解決屬性沖突并消除冗余屬性，如屬性域沖突、屬性值精度、屬性單位沖突等。2020/6/20，20，3。解決結(jié)構(gòu)沖突并消除冗余連接。同一對(duì)象在不同的局部E-R圖中有不同的表示。例如，一個(gè)圖中的屬性和另一個(gè)圖中的實(shí)體；在一個(gè)圖中是實(shí)體，在另一個(gè)圖中是連接；一個(gè)圖中是1:m觸點(diǎn)，另一個(gè)圖中是n:m觸點(diǎn)，等等。第16頁，圖a、b、c組合優(yōu)化如下圖所示：2020/6/20、21、2020/6/20、22，第4節(jié)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將優(yōu)化后的基本E-R圖轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型。(2020/6/20，23

6、)首先，設(shè)計(jì)初始關(guān)系模型。從基本的E-R圖和概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段獲得的相關(guān)解釋出發(fā)，導(dǎo)出初始關(guān)系模型。1.轉(zhuǎn)換的一般原則：每個(gè)實(shí)體被轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，并且實(shí)體的屬性是關(guān)系屬性。細(xì)則：詳見第2.5項(xiàng)。子規(guī)則(1)中包括的2020/6/20、24、2、5種情況，兩個(gè)實(shí)體之間的連接包括n個(gè)實(shí)體的對(duì)應(yīng)關(guān)系中的一個(gè)實(shí)體的主鍵作為外部鍵，并且連接的屬性也包括在n個(gè)實(shí)體的對(duì)應(yīng)關(guān)系模式中。2020/6/20，25，倉庫編號(hào)，位置，區(qū)域，倉庫，存儲(chǔ)，商品，商品編號(hào)，名稱，價(jià)格，數(shù)量，1，n，2020/6/20，26，轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型是：倉庫(倉庫編號(hào)，位置，區(qū)域)商品(商品編號(hào)，名稱，價(jià)格，倉庫編號(hào)，數(shù)量)，2020

7、/6/20，27，(2) 1:n同一實(shí)體內(nèi)的個(gè)體之間的連接在實(shí)體的對(duì)應(yīng)關(guān)系中具有附加屬性，該屬性職稱，工資，領(lǐng)導(dǎo)，意見調(diào)查，1，n，2020/6/20，29，轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型是：?jiǎn)T工(職務(wù)號(hào)，姓名，年齡，職稱，工資，領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)號(hào)，意見調(diào)查)，2020/6/20，30，(3) m:n兩個(gè)實(shí)體之間的連接建立一個(gè)單獨(dú)的關(guān)系模型。 它用于聯(lián)系雙方的實(shí)體。這種關(guān)系模式中的屬性至少包括它所聯(lián)系的雙方實(shí)體的主鍵，并且如果連接具有屬性，那么它也應(yīng)該包括在這種關(guān)系模式中。2020/6/20，31，銀行名稱，地址，電話號(hào)碼，賬號(hào)，名稱，單位，余額，銀行，存款人，存款和取款金額，日期，金額，處理程序，銀行編號(hào)，m，n

8、，2020/6/20，32，轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型是：銀行(銀行編號(hào)，銀行名稱，地址，電話號(hào)碼)存款人(賬號(hào)，名稱，單位，余額)存款和取款金額(銀行編號(hào)，賬號(hào)，日期，金額，經(jīng)理)，2020/6/20，331這種關(guān)系模型應(yīng)該至少包括它所聯(lián)系的雙方個(gè)人的主鍵。如果連接有屬性，它也應(yīng)該包含在這個(gè)關(guān)系模型中。2020/6/20，34，備件，裝配，數(shù)量，價(jià)格，名稱，代碼，m，n，2020/6/20，35，轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型是：備件(代碼，名稱，價(jià)格)裝配(代碼，裝配代碼，數(shù)量)，2020/6/20，36，(5) 1:1兩個(gè)實(shí)體之間的連接將任何實(shí)體的主鍵合并到另一個(gè)實(shí)體的關(guān)系模型中，并且還包括連接的屬性。2020

9、/6/20，37，姓名，廠長編號(hào)，年齡，工廠編號(hào)，工廠名稱，地點(diǎn)，廠長，工廠，管理，福利，1，1，2020/6/20，38，轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型是：廠長(工廠編號(hào)，工廠名稱，地點(diǎn)，廠長編號(hào)，福利)，廠長(廠長編號(hào)，姓名，年齡)，2020/6/20，39，第二，標(biāo)準(zhǔn)化處理一般足以滿足3NF的要求。第三，模式評(píng)估和修訂，2020/6/20，40，第5節(jié)物理設(shè)計(jì)和實(shí)施。首先，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是選擇最適合給定邏輯數(shù)據(jù)模型適用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，稱為數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)。物理設(shè)計(jì)的任務(wù)是有效地實(shí)現(xiàn)邏輯模式并確定所采用的存儲(chǔ)策略。該階段以邏輯設(shè)計(jì)結(jié)果為輸入，根據(jù)物理數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點(diǎn)和存儲(chǔ)設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇物

10、理設(shè)備上數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和訪問方式。2020/6/20，41，1。索引選擇存儲(chǔ)記錄是屬性值的集合。主鍵(和其他等待鍵)唯一地確定一個(gè)記錄，而其他屬性的特定值不能唯一地確定它是哪個(gè)記錄。應(yīng)該在主鍵上建立唯一索引，這樣不僅可以提高查詢性能，還可以保證數(shù)據(jù)的完整性，防止重復(fù)鍵值的輸入。建立索引文件可以縮短訪問級(jí)別邏輯數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)不變，但存儲(chǔ)的記錄可以分區(qū)。根據(jù)數(shù)據(jù)訪問的頻率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先排序。記錄聚類是指根據(jù)不同的使用需求，將屬性、記錄或文件集中存儲(chǔ)在不同的位置。集群有三種情況：2020/6/20，43，(1)文件垂直分解，即按屬性分組。將常用屬性與較少訪問的屬性分開，以分配給不同的存儲(chǔ)設(shè)備或存儲(chǔ)區(qū)域。這屬于文件中相似屬性的集群存儲(chǔ)。(2)分區(qū)水平分解文件，即根據(jù)記錄訪問的頻率對(duì)文件進(jìn)行分組。將訪問頻率高的記錄與訪問頻率低的記錄分開，以便分發(fā)到不同的存儲(chǔ)設(shè)備或存儲(chǔ)區(qū)域。這屬于按文件中的記錄分組的群集存儲(chǔ)。2020/6/20，44，(3)聚類從不同的關(guān)系中提取一些屬性，并將它們物理存儲(chǔ)在一起，從而提高連接查詢的效率。這屬于不同文件之間相關(guān)屬性的集群存儲(chǔ)。在上述三種集群技術(shù)的任何情況下，存儲(chǔ)原理都是將高頻集群放置在高速設(shè)備上，并盡可能將其放置在中間。訪問頻率低的數(shù)據(jù)放在低速設(shè)備上。根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果，數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)建立實(shí)際的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，加載數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行測(cè)試和試運(yùn)