第11章 數(shù)據(jù)庫設計課件

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程第11章 數(shù)據(jù)庫設計1第第1111章章 數(shù)據(jù)庫設計數(shù)據(jù)庫設計o11.1 11.1 數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計概述 o11.2 11.2 數(shù)據(jù)庫需求分析數(shù)據(jù)庫需求分析 o11.3 11.3 數(shù)據(jù)庫結構設計數(shù)據(jù)庫結構設計 o11.4 11.4 數(shù)據(jù)庫行為設計數(shù)據(jù)庫行為設計 o11.5 11.5 數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫實施o11.6 11.6 數(shù)據(jù)庫的運行和維護數(shù)據(jù)庫的運行和維護*211.1 11.1 數(shù)據(jù)庫設計概述數(shù)據(jù)庫設計概述o11.1.1 11.1.1 數(shù)據(jù)庫設計的特點數(shù)據(jù)庫設計的特點o11.1.2 11.1.2 數(shù)據(jù)庫設計方法概述數(shù)據(jù)庫設計方法概述o11.1.3 11.1.3 數(shù)據(jù)庫設

2、計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟 *311.1.111.1.1數(shù)據(jù)庫設計的特點數(shù)據(jù)庫設計的特點（1 1）綜合性）綜合性 n 涉及面廣，需包含計算機專業(yè)知識及業(yè)務系涉及面廣，需包含計算機專業(yè)知識及業(yè)務系統(tǒng)專業(yè)知識；統(tǒng)專業(yè)知識；n 要解決技術及非技術兩方面的問題；要解決技術及非技術兩方面的問題； （2 2）結構設計與行為設計相分離）結構設計與行為設計相分離n 結構設計結構設計是指數(shù)據(jù)庫的模式框架設計（包括是指數(shù)據(jù)庫的模式框架設計（包括語義結構（概念）、數(shù)據(jù)結構（邏輯）、存語義結構（概念）、數(shù)據(jù)結構（邏輯）、存儲結構（物理）；儲結構（物理）；n 行為設計行為設計是指應用程序設計（動作操縱：功是指應用

3、程序設計（動作操縱：功能組織、流程控制）。能組織、流程控制）。*411.1.2 11.1.2 數(shù)據(jù)庫設計方法概述數(shù)據(jù)庫設計方法概述 o新奧爾良（新奧爾良（New OrleansNew Orleans）方法）方法 需求說明需求說明需求需求分析分析概念結構概念結構概念結概念結構設計構設計邏輯結構邏輯結構邏輯結邏輯結構設計構設計物理結構物理結構物理物理設計設計在數(shù)據(jù)庫設計的不同階段在數(shù)據(jù)庫設計的不同階段可可使用使用不同的方法，不同的方法，如：如：基于基于E-RE-R模型模型的設計方法、的設計方法、基于第三范基于第三范式式的設計方法、基于抽象語法規(guī)范的設計方的設計方法、基于抽象語法規(guī)范的設計方法等。法

4、等。*5設計說明設計說明o 在設計時從數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計和開發(fā)的全在設計時從數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計和開發(fā)的全過程來考察，既包括過程來考察，既包括數(shù)據(jù)庫模型的設計數(shù)據(jù)庫模型的設計，也，也包括圍繞數(shù)據(jù)庫展開的應用處理的設計。包括圍繞數(shù)據(jù)庫展開的應用處理的設計。o 在設計過程中努力把數(shù)據(jù)庫設計和系統(tǒng)其他在設計過程中努力把數(shù)據(jù)庫設計和系統(tǒng)其他成分的設計緊密結合，把數(shù)據(jù)和處理的需求成分的設計緊密結合，把數(shù)據(jù)和處理的需求、分析、抽象、設計和實現(xiàn)在各個階段同時、分析、抽象、設計和實現(xiàn)在各個階段同時進行，相互參照，相互補充。進行，相互參照，相互補充。o 數(shù)據(jù)庫設計方法從本質上仍然是手工設計方數(shù)據(jù)庫設計方法從本質上

5、仍然是手工設計方法，其基本思想是法，其基本思想是過程迭代過程迭代和和逐步求精逐步求精。 *611.1.3 11.1.3 數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟 o需求分析需求分析o結構設計結構設計o行為設計行為設計o數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫實施o數(shù)據(jù)庫運行和維護數(shù)據(jù)庫運行和維護*7數(shù)據(jù)庫設計全過程數(shù)據(jù)庫設計全過程 運行和維護運行和維護 需求分析需求分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析功能分析功能分析概念結構設計概念結構設計邏輯結構設計邏輯結構設計物理結構設計物理結構設計加載數(shù)據(jù)加載數(shù)據(jù)功能設計功能設計事務設計事務設計程序設計程序設計調(diào)試運行調(diào)試運行*811.2 11.2 數(shù)據(jù)庫需求分析數(shù)據(jù)庫需求分析o11.2.1

6、11.2.1 需求分析的任務需求分析的任務 o11.2.2 11.2.2 需求調(diào)查需求調(diào)查*911.2.1 11.2.1 需求分析的任務需求分析的任務o 需求分析階段的主要任務是對現(xiàn)實世界要處需求分析階段的主要任務是對現(xiàn)實世界要處理的對象（公司，部門，企業(yè)）進行詳細調(diào)理的對象（公司，部門，企業(yè)）進行詳細調(diào)查，在了解現(xiàn)行系統(tǒng)的概況、確定新系統(tǒng)功查，在了解現(xiàn)行系統(tǒng)的概況、確定新系統(tǒng)功能的過程中，收集支持系統(tǒng)目標的基礎數(shù)據(jù)能的過程中，收集支持系統(tǒng)目標的基礎數(shù)據(jù)及其處理方法。及其處理方法。o 需求分析是在用戶調(diào)查的基礎上，通過分析需求分析是在用戶調(diào)查的基礎上，通過分析，逐步明確用戶對系統(tǒng)的需求，包括數(shù)

7、據(jù)需，逐步明確用戶對系統(tǒng)的需求，包括數(shù)據(jù)需求和圍繞這些數(shù)據(jù)的業(yè)務處理需求。求和圍繞這些數(shù)據(jù)的業(yè)務處理需求。 *10需求調(diào)查內(nèi)容需求調(diào)查內(nèi)容o 主要是主要是“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”和和“處理處理”。o 信息需求信息需求 定義未來數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用到的所有信息，明確用定義未來數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用到的所有信息，明確用戶將向數(shù)據(jù)庫中輸入什么樣的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中要求獲戶將向數(shù)據(jù)庫中輸入什么樣的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)庫中要求獲得哪些內(nèi)容，將要輸出哪些信息。同時還要描述數(shù)據(jù)間得哪些內(nèi)容，將要輸出哪些信息。同時還要描述數(shù)據(jù)間的聯(lián)系等。的聯(lián)系等。o 處理需求處理需求 定義系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的操作功能，描述操作的優(yōu)定義系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的操作功能，描述操作的優(yōu)

8、先次序、執(zhí)行頻率和場合，操作與數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。還要先次序、執(zhí)行頻率和場合，操作與數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。還要明確用戶要完成哪些處理功能，每種處理的執(zhí)行頻度，明確用戶要完成哪些處理功能，每種處理的執(zhí)行頻度，用戶需求的響應時間以及處理的方式，等。用戶需求的響應時間以及處理的方式，等。o 安全性與完整性要求安全性與完整性要求 描述系統(tǒng)中不同用戶對數(shù)據(jù)庫的使描述系統(tǒng)中不同用戶對數(shù)據(jù)庫的使用和操作情況，描述數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系以及數(shù)據(jù)的取用和操作情況，描述數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系以及數(shù)據(jù)的取值范圍要求。值范圍要求。 *11數(shù)據(jù)處理流圖數(shù)據(jù)處理流圖 數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出處理處理在需求分析中，通過自頂向

9、下、逐步分解的在需求分析中，通過自頂向下、逐步分解的方法分析系統(tǒng)。任何一個系統(tǒng)都可以抽象為方法分析系統(tǒng)。任何一個系統(tǒng)都可以抽象為數(shù)據(jù)流圖的形式。數(shù)據(jù)流圖的形式。 *12需求分析需求分析o需求分析需求分析是整個數(shù)據(jù)庫設計中最重要是整個數(shù)據(jù)庫設計中最重要的一步，是其他各步驟的基礎。的一步，是其他各步驟的基礎。o需求分析也是最困難最麻煩的一步，需求分析也是最困難最麻煩的一步，其困難之處不在于技術上，而在于要其困難之處不在于技術上，而在于要了解、分析、表達客觀世界并非易事了解、分析、表達客觀世界并非易事。*1311.2.2 11.2.2 需求分析的方法需求分析的方法o 首先調(diào)查用戶的實際需求，與用戶達

10、成共識首先調(diào)查用戶的實際需求，與用戶達成共識，然后再分析和表達這些需求。，然后再分析和表達這些需求。o 調(diào)查的重點是調(diào)查的重點是“數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)”和和“處理處理”。o 調(diào)查時要抓住兩個調(diào)查時要抓住兩個“流流”: :信息流信息流、處理流處理流o 調(diào)查的任務是調(diào)研現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務活動規(guī)則調(diào)查的任務是調(diào)研現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務活動規(guī)則，并提取描述系統(tǒng)業(yè)務的現(xiàn)實系統(tǒng)模型。，并提取描述系統(tǒng)業(yè)務的現(xiàn)實系統(tǒng)模型。o 通常情況下，調(diào)查用戶的需求包括三方面內(nèi)通常情況下，調(diào)查用戶的需求包括三方面內(nèi)容容: :系統(tǒng)的業(yè)務現(xiàn)狀系統(tǒng)的業(yè)務現(xiàn)狀、信息源流信息源流及及外部要求外部要求*14業(yè)務現(xiàn)狀業(yè)務現(xiàn)狀o業(yè)務方針政策業(yè)務方針政策o系統(tǒng)的組

11、織機構系統(tǒng)的組織機構o業(yè)務內(nèi)容業(yè)務內(nèi)容o約束條件約束條件o各種業(yè)務的全過程。各種業(yè)務的全過程。*15信息源流信息源流o各種數(shù)據(jù)的種類、類型及數(shù)據(jù)量各種數(shù)據(jù)的種類、類型及數(shù)據(jù)量o各種數(shù)據(jù)的源頭、流向和終點各種數(shù)據(jù)的源頭、流向和終點o各種數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、修改、查詢及更新各種數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、修改、查詢及更新過程和頻率過程和頻率o各種數(shù)據(jù)與業(yè)務處理的關系各種數(shù)據(jù)與業(yè)務處理的關系*16外部要求外部要求o 對數(shù)據(jù)保密性的要求對數(shù)據(jù)保密性的要求o 對數(shù)據(jù)完整性的要求對數(shù)據(jù)完整性的要求o 對查詢響應時間的要求對查詢響應時間的要求o 對新系統(tǒng)使用方式的要求對新系統(tǒng)使用方式的要求o 對輸入方式的要求，對輸出報表的要求對輸

12、入方式的要求，對輸出報表的要求o 對各種數(shù)據(jù)精度的要求對各種數(shù)據(jù)精度的要求o 對吞吐量的要求對吞吐量的要求o 對未來功能、性能及應用范圍擴展的要求對未來功能、性能及應用范圍擴展的要求*17需求調(diào)查常用方法需求調(diào)查常用方法o在進行需求調(diào)查時，實際上就是發(fā)現(xiàn)在進行需求調(diào)查時，實際上就是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行業(yè)務系統(tǒng)的運作事實?，F(xiàn)行業(yè)務系統(tǒng)的運作事實。o常用的發(fā)現(xiàn)事實的方法有常用的發(fā)現(xiàn)事實的方法有n 檢查文檔檢查文檔n 面談面談n 觀察操作中的業(yè)務觀察操作中的業(yè)務n 研究和問卷調(diào)查等研究和問卷調(diào)查等*18檢查文檔檢查文檔o檢查文檔可以發(fā)現(xiàn)文檔中有助于提供檢查文檔可以發(fā)現(xiàn)文檔中有助于提供與問題相關的業(yè)務信息（或者業(yè)

13、務事與問題相關的業(yè)務信息（或者業(yè)務事務的信息）。務的信息）。o如果問題與現(xiàn)存系統(tǒng)相關，則一定有如果問題與現(xiàn)存系統(tǒng)相關，則一定有與該系統(tǒng)相關的文檔。與該系統(tǒng)相關的文檔。o檢查與目前系統(tǒng)相關的文檔、表格、檢查與目前系統(tǒng)相關的文檔、表格、報告和文件是一種非常好的快速理解報告和文件是一種非常好的快速理解系統(tǒng)的方法。系統(tǒng)的方法。*19面談面談o是最常用的，通常也是最有用的事實是最常用的，通常也是最有用的事實發(fā)現(xiàn)方法發(fā)現(xiàn)方法o通過面對面談話獲取有用信息。通過面對面談話獲取有用信息。o面談面談可以可以找出事實、確認、澄清事實找出事實、確認、澄清事實、得到所有最終用戶、標識需求、集、得到所有最終用戶、標識需求

14、、集中意見和觀點。中意見和觀點。*20觀察業(yè)務的運轉觀察業(yè)務的運轉o觀察是用來理解一個系統(tǒng)的最有效的事觀察是用來理解一個系統(tǒng)的最有效的事實發(fā)現(xiàn)方法之一。實發(fā)現(xiàn)方法之一。o使用這個技術可以參與或者觀察做事的使用這個技術可以參與或者觀察做事的人以了解系統(tǒng)。人以了解系統(tǒng)。o為了確保成功，要盡可能多的了解要觀為了確保成功，要盡可能多的了解要觀察的人和活動。如，所觀察的活動的低察的人和活動。如，所觀察的活動的低谷、正常以及高峰期分別是什么時候？谷、正常以及高峰期分別是什么時候？*21研究研究o通過計算機行業(yè)的雜志、參考書和因通過計算機行業(yè)的雜志、參考書和因特網(wǎng)來查找是否有類似的解決此問題特網(wǎng)來查找是否有

15、類似的解決此問題的方法，甚至可以查找和研究是否存的方法，甚至可以查找和研究是否存在解決此問題的軟件包。在解決此問題的軟件包。o這種方法也有很多缺點。比如，如果這種方法也有很多缺點。比如，如果存在解決此問題的方法，則可以節(jié)省存在解決此問題的方法，則可以節(jié)省很多時間，但如果沒有，則可能會非很多時間，但如果沒有，則可能會非常浪費時間。常浪費時間。*22問卷調(diào)查問卷調(diào)查o問卷是一種有著特定目的的小冊子，問卷是一種有著特定目的的小冊子，這樣可以在控制答案的同時，集中一這樣可以在控制答案的同時，集中一大群人的意見。大群人的意見。o當和大批用戶打交道，其他的事實發(fā)當和大批用戶打交道，其他的事實發(fā)現(xiàn)技術都不能

16、有效的把這些事實列成現(xiàn)技術都不能有效的把這些事實列成表格時，就可以采用問卷調(diào)查方式表格時，就可以采用問卷調(diào)查方式。*23自由格式問卷自由格式問卷o為為答卷人提供的答案有更大的自由。答卷人提供的答案有更大的自由。o答卷人在題目后的空白地方寫答案。答卷人在題目后的空白地方寫答案。如如: :n “你當前收到的是什么報表，它們有什么你當前收到的是什么報表，它們有什么用？用？”n “這些報告是否存在問題？如果有，請說這些報告是否存在問題？如果有，請說明明”。o問題問題: :答卷人的答案可能難以列成表格，答卷人的答案可能難以列成表格，而且，有時答卷人可能答非所問而且，有時答卷人可能答非所問。*24固定格式

17、問卷固定格式問卷o 包含的問題答案是特定的?；卮鹫弑仨殢陌膯栴}答案是特定的?；卮鹫弑仨殢奶峁┑拇鸢钢羞x擇一個。提供的答案中選擇一個。o 結果容易列表。結果容易列表。o 答卷人不能提供一些有用的附加信息。答卷人不能提供一些有用的附加信息。如如: :n 現(xiàn)在的業(yè)務系統(tǒng)的報告形式非常理想，不必改現(xiàn)在的業(yè)務系統(tǒng)的報告形式非常理想，不必改動。動。n 答卷人可以選擇的答案有答卷人可以選擇的答案有“是是”或或“否否”，或，或者一組選項，包括者一組選項，包括“非常贊同非常贊同”、“同意同意”，“沒意見沒意見”、“不同意不同意”和和“強烈反對強烈反對”等等*2511.3 11.3 數(shù)據(jù)庫結構設計數(shù)據(jù)庫結構設

18、計o11.3.1 11.3.1 概念概念結構設計結構設計 o11.3.2 11.3.2 邏輯邏輯結構設計結構設計 o11.3.3 11.3.3 物理物理結構設計結構設計*26數(shù)據(jù)庫設計分類數(shù)據(jù)庫設計分類 o數(shù)據(jù)庫設計分為：數(shù)據(jù)庫結構設計數(shù)據(jù)庫設計分為：數(shù)據(jù)庫結構設計和數(shù)據(jù)庫行為設計。和數(shù)據(jù)庫行為設計。o結構設計結構設計包括設計數(shù)據(jù)庫的包括設計數(shù)據(jù)庫的概念結概念結構、邏輯結構構、邏輯結構和和存儲結構存儲結構。o行為設計行為設計包括設計數(shù)據(jù)庫的包括設計數(shù)據(jù)庫的功能組功能組織織和和流程控制流程控制。 *27數(shù)據(jù)庫結構設計過程數(shù)據(jù)庫結構設計過程邏輯映象邏輯映象綜合與抽象綜合與抽象應用需求應用需求1 1

19、應用需求應用需求2 2應用需求應用需求n n概念設計概念設計邏輯設計邏輯設計外模式外模式1 1外模式外模式2 2外模式外模式m m內(nèi)模式內(nèi)模式表示轉換表示轉換*28數(shù)據(jù)庫結構設計包含內(nèi)容數(shù)據(jù)庫結構設計包含內(nèi)容o概念結構設計概念結構設計：形成：形成DBDB概念模式，用概念模式，用語義層模型描述，語義層模型描述，如如E ER R圖圖 。o邏輯結構設計邏輯結構設計：形成：形成DBDB邏輯模式與外邏輯模式與外模式，用結構層模型描述，模式，用結構層模型描述，例基本表例基本表、視圖等、視圖等。 o物理結構設計物理結構設計：形成：形成DBDB內(nèi)模式，用文內(nèi)模式，用文件級術語描述。件級術語描述。例例DBDB文

20、件、索引文件、索引。*2911.3.1 11.3.1 概念結構設計概念結構設計 o重點在于信息結構的設計，重點在于信息結構的設計，o將需求分析得到的用戶需求抽象為信將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結構即息結構即概念層數(shù)據(jù)模型概念層數(shù)據(jù)模型，o是整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計的關鍵，是整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計的關鍵，o獨立于邏輯結構設計和數(shù)據(jù)庫管理系獨立于邏輯結構設計和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。統(tǒng)。*30概念模型的特點概念模型的特點 o有豐富的語義表達能力。有豐富的語義表達能力。 o易于交流和理解。易于交流和理解。 o易于更改。易于更改。o易于向各種數(shù)據(jù)模型轉換，易于導出易于向各種數(shù)據(jù)模型轉換，易于導出與與DBMSDBM

21、S有關的邏輯模型有關的邏輯模型 。*31概念結構設計的策略概念結構設計的策略 o 自底向上自底向上。先定義局部應用的概念結構，然。先定義局部應用的概念結構，然后按一定的規(guī)則把它們集成起來，從而得到后按一定的規(guī)則把它們集成起來，從而得到全局概念模型。全局概念模型。o 自頂向下自頂向下：先定義全局概念模型，然后再逐：先定義全局概念模型，然后再逐步細化。步細化。o 由里向外由里向外：先定義最重要的核心結構，然后：先定義最重要的核心結構，然后再逐步向外擴展。再逐步向外擴展。o 混合策略混合策略。將自頂向下和自底向上結合起來。將自頂向下和自底向上結合起來使用。使用。 *32采用采用E-RE-R模型方法的

22、概念結構設計模型方法的概念結構設計 o設計局部設計局部E-RE-R模型模型 E-R E-R模型的設計內(nèi)容包括確定局部模型的設計內(nèi)容包括確定局部E-RE-R模型模型的范圍、定義的范圍、定義實體、聯(lián)系實體、聯(lián)系以及它們的以及它們的屬性屬性。o設計全局設計全局E-RE-R模型模型 將所有將所有局部局部E-RE-R圖圖集成為一個全局集成為一個全局E-RE-R圖，即圖，即全局全局E-RE-R模型模型。o優(yōu)化全局優(yōu)化全局E-RE-R模型模型*33設計局部設計局部E-RE-R模型模型 o 概念結構概念結構是對現(xiàn)實世界的一種抽象。是對現(xiàn)實世界的一種抽象。o 所謂抽象是對實際的人、物、事和概念所謂抽象是對實際的

23、人、物、事和概念進行人為處理，抽取所關心的共同特性進行人為處理，抽取所關心的共同特性，忽略非本質細節(jié)，并把這些特性用各，忽略非本質細節(jié)，并把這些特性用各種概念準確的加以描述。種概念準確的加以描述。o 一般有三種抽象方法：一般有三種抽象方法： n 分類分類n 概括概括n 聚集聚集*34分類分類（1 1）在相似的個體之間提取共性，建立）在相似的個體之間提取共性，建立“類類”的概的概念（集合）。念（集合）。n 個體與個體之間個體與個體之間：具有相似的狀態(tài)與行為，有相同：具有相似的狀態(tài)與行為，有相同的描述結構，相互用主碼值區(qū)分。的描述結構，相互用主碼值區(qū)分。 n 個體與類之間個體與類之間：個體：個體I

24、s a mumber of Is a mumber of 類（子類有且類（子類有且僅有一個超類）。僅有一個超類）。學生學生張三張三李四李四王五王五classIs a mumber of*35概括概括學生學生本科生本科生研究生研究生超類超類子類子類Is a subset of*36聚集聚集學生學生實體型實體型屬性屬性學號學號姓名姓名性別性別Is a part of*37設計全局設計全局E-RE-R模型模型 o將將局部局部E-RE-R圖圖集成為全局集成為全局E-RE-R圖；圖；o需消除各分需消除各分E-RE-R圖合并時產(chǎn)生的沖圖合并時產(chǎn)生的沖突；突；o解決沖突是合并解決沖突是合并E-RE-R圖的主

25、要工作圖的主要工作和關鍵。和關鍵。 *38沖突的種類沖突的種類o 屬性沖突：屬性沖突：n 屬性域沖突屬性域沖突n 屬性取值單位沖突屬性取值單位沖突o 命名沖突：命名沖突：n 同名異義同名異義n 異名同義異名同義 o 結構沖突：結構沖突：n 同一對象在不同應用中有不同的抽象同一對象在不同應用中有不同的抽象n 同一實體在不同的局部同一實體在不同的局部E-RE-R圖中包含的屬圖中包含的屬性個數(shù)和屬性排列次序不完全相同性個數(shù)和屬性排列次序不完全相同*39優(yōu)化全局優(yōu)化全局E-RE-R模型模型 n 實體個數(shù)盡可能少實體個數(shù)盡可能少；n 實體所包含的實體所包含的屬性盡可能少屬性盡可能少；n 實體間實體間聯(lián)系

26、無冗余聯(lián)系無冗余。*40局部局部E-RE-R圖圖nm產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品號產(chǎn)品號性能參數(shù)性能參數(shù)零件零件零件號零件號價格價格組成組成零件個數(shù)零件個數(shù)nm材料材料材料號材料號材料類型材料類型零件零件零件號零件號規(guī)格規(guī)格使用使用使用量使用量庫存量庫存量*41合并示例合并示例mnnm產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品號產(chǎn)品號性能參數(shù)性能參數(shù)零件零件零件號零件號規(guī)格規(guī)格組成組成零件個數(shù)零件個數(shù)價格價格使用使用使用量使用量材料號材料號材料類型材料類型庫存量庫存量材料材料*4211.3.2 11.3.2 邏輯結構設計邏輯結構設計 o 把概念結構設計階段設計好的把概念結構設計階段設計好的E-RE-R模型轉模型轉換為具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支

27、持的數(shù)據(jù)模換為具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)模型型，這些模式在功能、性能、完整性和一，這些模式在功能、性能、完整性和一致性約束方面滿足應用要求。致性約束方面滿足應用要求。 o 步驟：步驟：n 將概念模型轉換為某種組織層數(shù)據(jù)模型將概念模型轉換為某種組織層數(shù)據(jù)模型n 對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化*43E-RE-R模型向關系模型的轉換模型向關系模型的轉換 o一個實體轉換為一個關系模式一個實體轉換為一個關系模式。實體。實體的屬性就是關系的屬性，實體的標識的屬性就是關系的屬性，實體的標識符就是關系的碼。符就是關系的碼。o對于實體間的聯(lián)系分情況處理。對于實體間的聯(lián)系分情況處理。*44聯(lián)系的轉換方法

28、聯(lián)系的轉換方法o1:11:1聯(lián)系聯(lián)系可以轉換為一個獨立的關系模式可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與任意一端所對應的關系模式合，也可以與任意一端所對應的關系模式合并。并。o1:n1:n聯(lián)系聯(lián)系可以轉換為一個獨立的關系模式可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與，也可以與n n端所對應的關系模式合并。端所對應的關系模式合并。om:nm:n聯(lián)系轉換為一個關系模式聯(lián)系轉換為一個關系模式。 o三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系可三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系可以轉換為一個關系模式。以轉換為一個關系模式。 o具有相同碼的關系模式可以合并。具有相同碼的關系模式可以合并。 *451:11:1轉換示例轉換

29、示例o 部門部門（部門號部門號，部門名，部門名，經(jīng)理號經(jīng)理號）o 經(jīng)理經(jīng)理（經(jīng)理號經(jīng)理號，經(jīng)理名，經(jīng)理名，電話）電話）或者：或者：o 部門部門（部門號部門號，部門名），部門名）o 經(jīng)理經(jīng)理（經(jīng)理號經(jīng)理號，部門號部門號，經(jīng)理名，電話）經(jīng)理名，電話）*461:n1:n轉換示例轉換示例o 部門部門（部門號部門號，部門名），部門名）o 職工職工（職工號職工號，部門號部門號，職工名，工資）職工名，工資） *47m:nm:n轉換示例轉換示例o 教師表教師表（教師號教師號，教師名，職稱），教師名，職稱）o 課程表課程表（課程號課程號，課程名，學分），課程名，學分）o 授課表授課表（教師號，課程號教師號，課程

30、號，授課時數(shù)），授課時數(shù)）*48 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 o 關系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指關系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導，并考慮系統(tǒng)的性能。具體方法為：導，并考慮系統(tǒng)的性能。具體方法為：o 確定各屬性間的數(shù)據(jù)依賴。確定各屬性間的數(shù)據(jù)依賴。o 消除冗余的聯(lián)系。消除冗余的聯(lián)系。o 確定最合適的范式。確定最合適的范式。o 確定是否要對某些模式進行分解或合并確定是否要對某些模式進行分解或合并 。o 對關系模式進行必要的分解，以提高數(shù)據(jù)的對關系模式進行必要的分解，以提高數(shù)據(jù)的操作效率和存儲空間的利用率。操作效率和存儲空間的利用率。 *49水平分解水平分解o 以時間、空間、類型等

31、范疇屬性取值為條件以時間、空間、類型等范疇屬性取值為條件，滿足相同條件的數(shù)據(jù)行為一個子表。，滿足相同條件的數(shù)據(jù)行為一個子表。o 分解的依據(jù)一般以范疇屬性取值范圍劃分數(shù)分解的依據(jù)一般以范疇屬性取值范圍劃分數(shù)據(jù)行。這樣在操作同表數(shù)據(jù)時，時空范圍相據(jù)行。這樣在操作同表數(shù)據(jù)時，時空范圍相對集中，便于管理。對集中，便于管理。 K# A1 Am K# A1 Am K# A1 Am*50垂直分解垂直分解o以非主屬性所描述的數(shù)據(jù)特征為條件，以非主屬性所描述的數(shù)據(jù)特征為條件，描述一類相同特征的屬性劃分在一個子描述一類相同特征的屬性劃分在一個子表中。表中。o這樣操作同表數(shù)據(jù)時屬性范圍相對集中這樣操作同表數(shù)據(jù)時屬性

32、范圍相對集中，便于管理。，便于管理。 K# A11 A1m A21 A2nK# A11 A1m K# A21 A2n*51 設計外模式設計外模式 o 將概念模型轉換為邏輯數(shù)據(jù)模型后，還應將概念模型轉換為邏輯數(shù)據(jù)模型后，還應根據(jù)局部應用需求，并結合具體的數(shù)據(jù)庫根據(jù)局部應用需求，并結合具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的特點，設計用戶的外模式。管理系統(tǒng)的特點，設計用戶的外模式。o 外模式概念對應關系數(shù)據(jù)庫的視圖概念，外模式概念對應關系數(shù)據(jù)庫的視圖概念，設計外模式是為了更好地滿足局部用戶的設計外模式是為了更好地滿足局部用戶的需求。需求。o 定義數(shù)據(jù)庫的模式主要是從系統(tǒng)的時間效定義數(shù)據(jù)庫的模式主要是從系統(tǒng)的時間效率

33、、空間效率、易維護等角度出發(fā)。率、空間效率、易維護等角度出發(fā)。*52定義外模式考慮事項定義外模式考慮事項o使用更符合用戶習慣的別名。使用更符合用戶習慣的別名。 o對不同級別的用戶定義不同的視圖，對不同級別的用戶定義不同的視圖，以保證數(shù)據(jù)的安全。以保證數(shù)據(jù)的安全。o簡化用戶對系統(tǒng)的使用。簡化用戶對系統(tǒng)的使用。 *5311.3.3 11.3.3 物理結構設計物理結構設計 o 對已確定的邏輯數(shù)據(jù)結構，利用對已確定的邏輯數(shù)據(jù)結構，利用DBMSDBMS提供提供的方法、技術，以較優(yōu)的存儲結構、數(shù)據(jù)的方法、技術，以較優(yōu)的存儲結構、數(shù)據(jù)存取路徑、合理的數(shù)據(jù)存儲位置以及存儲存取路徑、合理的數(shù)據(jù)存儲位置以及存儲分

34、配，設計出一個高效的、可實現(xiàn)的物理分配，設計出一個高效的、可實現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫結構。數(shù)據(jù)庫結構。 o 數(shù)據(jù)庫的物理設計通常分為兩步：數(shù)據(jù)庫的物理設計通常分為兩步：n 確定數(shù)據(jù)庫的物理結構；確定數(shù)據(jù)庫的物理結構；n 對物理結構進行時間和空間效率的評價。對物理結構進行時間和空間效率的評價。*54物理結構設計的內(nèi)容和方法物理結構設計的內(nèi)容和方法 o 對于數(shù)據(jù)查詢，需要得到如下信息：對于數(shù)據(jù)查詢，需要得到如下信息：n 查詢所涉及的關系；查詢所涉及的關系；n 查詢條件所涉及的屬性；查詢條件所涉及的屬性；n 連接條件所涉及的屬性；連接條件所涉及的屬性；n 查詢列表中涉及的屬性。查詢列表中涉及的屬性。o 對于

35、更新數(shù)據(jù)的事務，需得到如下信息：對于更新數(shù)據(jù)的事務，需得到如下信息：n 更新所涉及的關系；更新所涉及的關系；n 每個關系上的更新條件所涉及的屬性；每個關系上的更新條件所涉及的屬性；n 更新操作所涉及的屬性。更新操作所涉及的屬性。 *55物理結構設計內(nèi)容物理結構設計內(nèi)容o通常關系數(shù)據(jù)庫的物理結構設計主要通常關系數(shù)據(jù)庫的物理結構設計主要包括如下內(nèi)容：包括如下內(nèi)容：n 確定數(shù)據(jù)的存取方法；確定數(shù)據(jù)的存取方法；n 確定數(shù)據(jù)的存儲結構。確定數(shù)據(jù)的存儲結構。*56確定存取方法確定存取方法o存取方法是快速存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的技存取方法是快速存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的技術，術，DBMSDBMS一般都提供多種存取方法。具

36、一般都提供多種存取方法。具體采取哪種存取方法由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)的體采取哪種存取方法由系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)的存儲方式?jīng)Q定，一般用戶不能干預。存儲方式?jīng)Q定，一般用戶不能干預。o一般用戶可以通過建立索引的方法來加一般用戶可以通過建立索引的方法來加快數(shù)據(jù)的查詢效率?？鞌?shù)據(jù)的查詢效率。*57建立索引的一般原則建立索引的一般原則o在經(jīng)常作為在經(jīng)常作為查詢條件查詢條件的屬性上建立索引的屬性上建立索引o在經(jīng)常作為在經(jīng)常作為連接條件連接條件的屬性上建立索引的屬性上建立索引o在經(jīng)常作為在經(jīng)常作為分組依據(jù)列分組依據(jù)列的屬性上建立索的屬性上建立索引引o對經(jīng)常進行對經(jīng)常進行連接操作連接操作的表可以建立索引的表可以建立索引*58確定

37、存儲結構確定存儲結構o一般的存儲方式有：一般的存儲方式有：n 順序存儲順序存儲n 散列存儲散列存儲n 聚集存儲聚集存儲o一般情況下系統(tǒng)都會為數(shù)據(jù)選擇一種一般情況下系統(tǒng)都會為數(shù)據(jù)選擇一種最合適的存儲方式。最合適的存儲方式。 *59物理結構設計的評價物理結構設計的評價 o 評價物理結構設計的方法依賴于評價物理結構設計的方法依賴于DBMSDBMS，主要考慮的是操作開銷。主要考慮的是操作開銷。o 具體可分為如下幾類：具體可分為如下幾類：n 查詢和響應時間查詢和響應時間n 更新事務的開銷更新事務的開銷n 生成報告的開銷生成報告的開銷n 主存儲空間的開銷主存儲空間的開銷n 輔助存儲空間的開銷輔助存儲空間的

38、開銷 *6011.4 11.4 數(shù)據(jù)庫行為設計數(shù)據(jù)庫行為設計 o11.4.1 11.4.1 功能分析功能分析o11.4.2 11.4.2 功能設計功能設計o11.4.3 11.4.3 事務設計事務設計*6111.4.1 11.4.1 功能分析功能分析o在進行需求分析時，實際上進行了兩項在進行需求分析時，實際上進行了兩項工作工作: :n “數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流”的調(diào)查分析，的調(diào)查分析，n “事務處理事務處理”過程的調(diào)查分析。過程的調(diào)查分析。o數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流的調(diào)查分析為數(shù)據(jù)庫的信息結構的調(diào)查分析為數(shù)據(jù)庫的信息結構提供了最原始的依據(jù)提供了最原始的依據(jù)o事務處理事務處理的調(diào)查分析是行為設計的基礎的調(diào)查分析是行為

39、設計的基礎 *62對行為特性要進行的分析對行為特性要進行的分析o 標識所有的查詢、報表、事務及動態(tài)特性，指標識所有的查詢、報表、事務及動態(tài)特性，指出對數(shù)據(jù)庫所要進行的各種處理；出對數(shù)據(jù)庫所要進行的各種處理；o 指出對每個實體所進行的操作（增、刪、改、指出對每個實體所進行的操作（增、刪、改、查）；查）；o 給出每個操作的語義，包括結構約束和操作約給出每個操作的語義，包括結構約束和操作約束；束； o 給出每個操作（針對某一對象）的頻率；給出每個操作（針對某一對象）的頻率；o 給出每個操作（針對某一應用）的響應時間；給出每個操作（針對某一應用）的響應時間；o 給出該系統(tǒng)總的目標。給出該系統(tǒng)總的目標。

40、*63示例示例o教師退休行為的操作特征為：教師退休行為的操作特征為：n 沒有未教授完的課程；沒有未教授完的課程；n 沒有未完成的科研課題；沒有未完成的科研課題；n 從當前教師表中刪除該教師記錄；從當前教師表中刪除該教師記錄；n 在退休教師表中插入該教師記錄。在退休教師表中插入該教師記錄。 *6411.4.2 11.4.2 功能設計功能設計 目標目標功能功能2 2功能功能n n功能功能1 1功能功能2222功能功能2323功能功能2121系統(tǒng)目標的實現(xiàn)是通過系統(tǒng)的各功能模塊來達到的。系統(tǒng)目標的實現(xiàn)是通過系統(tǒng)的各功能模塊來達到的。由于每個系統(tǒng)功能又可以劃分為若干個更具體的功由于每個系統(tǒng)功能又可以劃

41、分為若干個更具體的功能模塊，因此，可以從目標開始，一層一層分解下能模塊，因此，可以從目標開始，一層一層分解下去，直到每個子功能模塊只執(zhí)行一個具體的任務。去，直到每個子功能模塊只執(zhí)行一個具體的任務。 *65例：例：“學籍管理學籍管理”的功能結構圖的功能結構圖 學籍管理學籍管理錄取分班錄取分班入學報到入學報到錄入錄入修改修改查詢查詢修課管理修課管理*6611.4.3 11.4.3 事務設計事務設計 o事務處理是計算機模擬人處理事務的事務處理是計算機模擬人處理事務的過程，包括：過程，包括：n 輸入設計輸入設計n 輸出設計輸出設計n 功能設計功能設計n 等等等等 *67輸入設計輸入設計 o原始單據(jù)的設

42、計格式原始單據(jù)的設計格式o制成輸入一覽表制成輸入一覽表o制作輸入數(shù)據(jù)描述文檔制作輸入數(shù)據(jù)描述文檔 *68輸出設計輸出設計o用途用途。區(qū)分輸出結果是給客戶的還是。區(qū)分輸出結果是給客戶的還是用于內(nèi)部或報送上級領導的。用于內(nèi)部或報送上級領導的。o輸出設備的選擇輸出設備的選擇。是僅僅顯示出來，。是僅僅顯示出來，還是要打印出來或需要永久保存。還是要打印出來或需要永久保存。o輸出量輸出量。o輸出格式輸出格式。 *6911.5 11.5 數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫實施o加載數(shù)據(jù)加載數(shù)據(jù)o調(diào)試和運行應用程序調(diào)試和運行應用程序*70加載數(shù)據(jù)加載數(shù)據(jù)o 在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，一般數(shù)據(jù)量都很大，各應在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，一般數(shù)據(jù)量都很大

43、，各應用環(huán)境差異也很大用環(huán)境差異也很大 。o 為了保證數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)正確、無誤，必須為了保證數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)正確、無誤，必須十分重視數(shù)據(jù)的校驗工作。十分重視數(shù)據(jù)的校驗工作。o 在將數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉換過程中，應在將數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)轉換過程中，應該進行多次的校驗。該進行多次的校驗。 o 對于重要的數(shù)據(jù)的校驗更應該反復多次，確對于重要的數(shù)據(jù)的校驗更應該反復多次，確認無誤后再進入到數(shù)據(jù)庫中。認無誤后再進入到數(shù)據(jù)庫中。 *71加載數(shù)據(jù)（續(xù)）加載數(shù)據(jù)（續(xù)）o如果新建數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來自已有文件如果新建數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來自已有文件或數(shù)據(jù)庫，或數(shù)據(jù)庫，則則應該注意舊的數(shù)據(jù)模式應該注意舊的數(shù)據(jù)模式結構與新的數(shù)據(jù)

44、模式結構之間的對應結構與新的數(shù)據(jù)模式結構之間的對應關系，然后再將舊的數(shù)據(jù)導入到新的關系，然后再將舊的數(shù)據(jù)導入到新的數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫中。o目前，很多目前，很多DBMSDBMS都提供了數(shù)據(jù)導入的都提供了數(shù)據(jù)導入的功能，有些功能，有些DBMSDBMS還提供了功能強大的還提供了功能強大的數(shù)據(jù)轉換功能數(shù)據(jù)轉換功能。*72調(diào)試和運行應用程序調(diào)試和運行應用程序o 在有一部分數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)庫之后，就可以開在有一部分數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)庫之后，就可以開始對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行聯(lián)合調(diào)試了，這個過程又始對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行聯(lián)合調(diào)試了，這個過程又稱為稱為數(shù)據(jù)庫試運行數(shù)據(jù)庫試運行。o 這一階段要實際運行數(shù)據(jù)庫應用程序，執(zhí)行對這一階段要實際運行數(shù)據(jù)庫應用程序，執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的各種操作，測試應用程序的功能是否數(shù)據(jù)庫的各種操作，測試應用程序的功能是否滿足設計要求。如果不滿足，則要對應用程序滿足設計要求。如果不滿足，則要對應用程序進行修改、調(diào)整