1、第6章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計,61 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟 62 需求分析 63 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 64 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 65 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 66 數(shù)據(jù)庫實施 67 數(shù)據(jù)庫運行與維護,61 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟,數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要包括邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計和物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計兩種： 邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計：全局邏輯結(jié)構(gòu)和局部邏輯結(jié)構(gòu)（每個用戶）。 物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計：存儲結(jié)構(gòu)等。 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的人員構(gòu)成 數(shù)據(jù)庫設(shè)計通常經(jīng)歷的階段,62 需求分析,需求分析就是根據(jù)應(yīng)用的要求來確定數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目標。通常情況下，需求分析最終將獲得數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一種重要內(nèi)容數(shù)據(jù)字典。 621 任務(wù) 622 方法 623 數(shù)據(jù)字典,63 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計不涉及具體

2、的數(shù)據(jù)庫，不必考慮數(shù)據(jù)庫是層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型、還是關(guān)系模型。 631方法與步驟 632數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計（自底向上） 633視圖的集成,64 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計,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)化來的關(guān)系，網(wǎng)狀、層次模型向特定的DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化。 641 E-R圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換 642 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 643 設(shè)計用戶模式,65 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計,1確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)。 2評價物理結(jié)構(gòu) 時間和空間效率。,66 數(shù)據(jù)庫實施,1用DDL定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 2數(shù)據(jù)裝載（組織數(shù)據(jù)入庫） 3編制與調(diào)試應(yīng)用程序 4數(shù)據(jù)庫試運行,67 數(shù)據(jù)庫運行與維護,1數(shù)據(jù)庫

3、的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù) 2數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性機制。（調(diào)整） 3數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析與改進。 4數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造。（CASE工具與具體DBMS相關(guān)）。應(yīng)用變化大的情形下才會重構(gòu)數(shù)據(jù)庫。,人員構(gòu)成,數(shù)據(jù)庫分析設(shè)計人員：核心人員，自始至終。 用戶：需要分析、運行維護。 程序員和操作員：實施，編制程序，準備軟硬件環(huán)境。,階段,需求分析階段：基礎(chǔ)部分，最耗時，最困難。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段：概念模型（獨立于DBMS），局部視圖、集成視圖。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段：數(shù)據(jù)模型（依賴DBMS），優(yōu)化。 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段：選取物理結(jié)構(gòu)（存儲結(jié)構(gòu)和存取方法）。 數(shù)據(jù)庫實施階段：DBMS提供數(shù)據(jù)語言及其宿主語言。建數(shù)據(jù)庫

4、、應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)入庫、試運行。 數(shù)據(jù)庫運行和維護階段：正式運行。評價，調(diào)整與修改。,621 任務(wù),信息要求：獲得信息的內(nèi)容和性質(zhì)，存儲什么數(shù)據(jù)。 處理要求：完成什么功能，響應(yīng)時間，處理方式（如批處理、聯(lián)機處理） 安全性和完整性要求。 用戶擁有專業(yè)知識，對計算機知識了解較少，適合于表達、描述現(xiàn)實世界模型，而設(shè)計人員正好相反。,622 方法,初步調(diào)查 詳細調(diào)查 調(diào)查方法：跟班作業(yè)、開調(diào)查會、請專人介紹、詢問、設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫、查閱記錄等。 需求方法：自頂向下（結(jié)構(gòu)化分析）逐層分解，使用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典。自底向上。,623 數(shù)據(jù)字典,數(shù)據(jù)描述的集合。 數(shù)據(jù)項：不可再分。數(shù)據(jù)項名，含義說明，別名

5、，數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值含義，與其它數(shù)據(jù)項的邏輯關(guān)系 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。由若干個數(shù)據(jù)項組成，也可以是若干數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，或數(shù)據(jù)項與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明，組成：數(shù)據(jù)項或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂?。名稱，說明，來源，去向，組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，平均流量，高峰值 數(shù)據(jù)存儲：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，是數(shù)據(jù)流的來源或去向之一。名稱，說明，編號，流入數(shù)據(jù)流，流出數(shù)據(jù)流，組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量，存取方式。其中存取方式是指批處理還是聯(lián)機處理，檢索與更新，順序檢索還是隨機檢索。 處理過程：判定表或判斷樹。名稱，說明，輸入：數(shù)據(jù)流，輸出：數(shù)據(jù)流，處理：簡要說明,方法與

6、步驟,方法： 自頂向下，全局概念結(jié)構(gòu)，逐步細化。 自底向上，局部概念結(jié)構(gòu)，集成。自頂向下需求分析，自底向上設(shè)計概念結(jié)構(gòu)。 逐步擴張，核心概念結(jié)構(gòu)，向外擴充。 混合策略，自頂向下和自底向上相結(jié)合，先有框架，再集成。 E-R模型,數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計,1 選擇局部應(yīng)用 2 逐一設(shè)計分E-R圖。（E-R圖主要要說明實體、實體的屬性、實體的碼，以及實體之間的聯(lián)系及類型，如1:1，1:n，m:n等）。,視圖的集成,1合并。分E-R圖生成初步E-R圖。這里需要解決屬性沖突（屬性域，如類型、取值，屬性取值單位等）、命名沖突（同名異義、異名同義等情況）、結(jié)構(gòu)沖突。 2修改和重構(gòu)。生成基本E-R圖。,641

7、E-R圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換,實體、實體的屬性、實體之間的聯(lián)系描述關(guān)系模式。 1實體型（屬性、碼），對應(yīng)某一關(guān)系。 2多對多（m:n）。 3一對多（1:n）。獨立，也可與n端的關(guān)系模式合并。 4一對一（1:1）。 5三個或三個以上實體間的一人多元聯(lián)系。 6同一實體集的實體間的聯(lián)系（即自聯(lián)系）。 7具有相同碼的關(guān)系模式可合并。,642 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化,1確定數(shù)據(jù)依賴：按需求分析階段所得到的語義確定依賴（包括模式內(nèi)部和不同模式間的）。 2對于各關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進行極小化處理，消除冗余聯(lián)系。 3按依賴理論，確定范式。 4按應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理的要求，分析全程程度，確定合并或分解。 5分解、合并。,643

8、設(shè)計用戶模式,1使用更符合用戶習慣的別名。 2針對不同級別的用戶定義不同的外模式，滿足安全性要求。 3簡化用戶對系統(tǒng)的使用。,確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu),1）確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu) 存取時間 存儲空間利用率 維護代價 2）設(shè)計數(shù)據(jù)的存取路徑 對關(guān)系數(shù)據(jù)庫而言，其實只是建索引。建索引需要確定哪些域作為碼建索引；是采用單碼還是組合索引；多少個索引；是否采用 聚簇（聚集索引）。 3）確定數(shù)據(jù)的存放位置 包括數(shù)據(jù)備份的存放位置，日志備份等。 4）確定系統(tǒng)配置 同時使用數(shù)據(jù)庫的用戶數(shù)，同時打開的數(shù)據(jù)庫對象數(shù)。緩沖區(qū)長度，個數(shù)，時間片大小，數(shù)據(jù)庫大小，裝填因子，鎖的數(shù)目等。,聚簇的優(yōu)缺點,提高按聚簇碼進行查詢的效率（此屬性或這些屬性的相同值存放在一個物理塊中）。 節(jié)省存儲空間（碼值相同的在一起，只需存一次）。 建立與維護開銷大。在已有關(guān)系上建，要移動元組，索引也無效；改變聚簇碼值，元組也要移動。,使用聚簇的條件,通過聚簇碼進行訪問或連接是主要應(yīng)用，與碼無關(guān)的其它訪問很少，或居于次要位置。 對應(yīng)每個聚簇碼值的平均元組數(shù)不太少（如果太多，則效益不明顯）；也不太多（多了要用鏈接塊，不利性能）。 聚簇碼值相對穩(wěn)定。,數(shù)據(jù)