數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)詳解演示文稿

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)詳解演示文稿當(dāng)前第1頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)優(yōu)選數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)當(dāng)前第2頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本任務(wù)：根據(jù)給定應(yīng)用領(lǐng)域的信息需求、處理需求和數(shù)據(jù)庫(kù)支撐環(huán)境，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)模式(包括外模式、模式、內(nèi)模式)。信息需求：數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)----靜態(tài)要求。處理需求：數(shù)據(jù)處理----動(dòng)態(tài)要求。當(dāng)前第3頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的生命周期數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)是一項(xiàng)軟件工程，開發(fā)過程應(yīng)遵循軟件工程的一般原則和方法。軟件工程：是開發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和修正軟件的一種系統(tǒng)方法。1968年首次提出此概念，它的提出與60年代末的軟件危機(jī)直接相關(guān)。軟件生命周期：（1）可行性研究；（2）需求分析；（3）設(shè)計(jì)；（4）編碼與實(shí)現(xiàn)；（5）測(cè)試；（6）運(yùn)行維護(hù)；

當(dāng)前第4頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)5數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是硬件、軟件和干件的結(jié)合三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)技術(shù)與管理的界面稱之為“干件”以數(shù)據(jù)模型為核心展開靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)行為設(shè)計(jì)分離與結(jié)合靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫(kù)框架或數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。包括概念、邏輯、物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)行為設(shè)計(jì)：應(yīng)用程序,事務(wù)處理等設(shè)計(jì)，包括功能組織、流程控制等方面的設(shè)計(jì)當(dāng)前第5頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)6完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)具備的特點(diǎn)功能強(qiáng)大、使用方便、易于維護(hù)能準(zhǔn)確地表示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)便于檢索和修改數(shù)據(jù)在合理的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)最終用戶的操作為以后改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)留下空間維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的工作較少具備有效的安全機(jī)制來確保數(shù)據(jù)安全冗余數(shù)據(jù)最少便于進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)對(duì)最終用戶透明當(dāng)前第6頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)7數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中面臨的問題和困難1.同時(shí)具備數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)和應(yīng)用業(yè)務(wù)知識(shí)的人很少.2.項(xiàng)目初期還不能確定系統(tǒng)的目標(biāo)3.缺乏完善的設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)方法4.需求的不確定性當(dāng)前第7頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)認(rèn)識(shí)抽象信息世界－概念數(shù)據(jù)模型機(jī)器世界－DBMS支持的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)前第8頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)9數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟現(xiàn)實(shí)世界概念模型設(shè)計(jì)子模式設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分析功能分析功能模型功能說明事務(wù)設(shè)計(jì)程序說明應(yīng)用程序設(shè)計(jì)程序編碼調(diào)試當(dāng)前第9頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)處理需求DBMS特征總體信息需求物理設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)規(guī)劃需求描述和分析硬件和OS特征物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)需求說明書信息結(jié)構(gòu)（獨(dú)立于硬件、軟件）邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)（DBMS能處理的）應(yīng)用程序說明書物理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟使用、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)前第10頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)描述數(shù)據(jù)處理需求分析數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述數(shù)據(jù)流圖和判定樹、數(shù)據(jù)字典中處理過程的描述概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念模型(E-R圖)、數(shù)據(jù)字典系統(tǒng)說明書(系統(tǒng)要求、方案、概圖、數(shù)據(jù)流圖)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)某種數(shù)據(jù)模型(如關(guān)系)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(模塊結(jié)構(gòu))物理設(shè)計(jì)存儲(chǔ)安排、方法選擇、存取路徑建立模塊設(shè)計(jì)實(shí)施階段編寫模式、裝入數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行程序編碼、編譯聯(lián)結(jié)、測(cè)試運(yùn)行維護(hù)性能監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)儲(chǔ)/恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫(kù)重組和重構(gòu)新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、運(yùn)行、維護(hù)當(dāng)前第11頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)設(shè)計(jì)過程中形成的數(shù)據(jù)庫(kù)各級(jí)模式概念模式邏輯模式內(nèi)模式應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求外模式外模式外模式外模式綜合轉(zhuǎn)換映象映象應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4需求分析階段概念設(shè)計(jì)階段邏輯設(shè)計(jì)階段邏輯設(shè)計(jì)階段物理設(shè)計(jì)階段當(dāng)前第12頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)7.2需求分析需求分析的任務(wù)：調(diào)查、收集、分析用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求信息要求需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)處理要求要完成的功能、響應(yīng)時(shí)間、處理方式等安全性與完整性要求用戶管理、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)一致性等當(dāng)前第13頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)調(diào)查用戶需求的步驟調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況熟悉業(yè)務(wù)活動(dòng)，明確新系統(tǒng)的各種要求確定新系統(tǒng)的邊界(需計(jì)算機(jī)化的部分)當(dāng)前第14頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)調(diào)查用戶需求的方法跟班作業(yè)開調(diào)查會(huì)請(qǐng)專人介紹詢問填寫調(diào)查表查閱原系統(tǒng)的工作記錄當(dāng)前第15頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)抽象需求分析的方法結(jié)構(gòu)化分析(SA)方法自頂向下、逐層分解形成需求文檔、數(shù)據(jù)字典(DD)及多層數(shù)據(jù)流圖(DFD)數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出處理某一層次的抽象圖當(dāng)前第16頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)需求分析的過程調(diào)查組織機(jī)構(gòu)總體情況明確用戶需求熟悉業(yè)務(wù)活動(dòng)概念設(shè)計(jì)確定系統(tǒng)邊界DFDDD用戶設(shè)計(jì)員當(dāng)前第17頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)流圖數(shù)據(jù)內(nèi)部關(guān)系包括數(shù)據(jù)流動(dòng)規(guī)律、流向、流量、頻率、存儲(chǔ)量和存儲(chǔ)周期。用數(shù)據(jù)流圖來表示。數(shù)據(jù)流圖的繪制采用自上而下的方法，首先將整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)功能，繪制頂層圖，然后逐步細(xì)化，分解成詳略不同的多層數(shù)據(jù)流圖，直到滿足要求。當(dāng)前第18頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)顧客P1銷售P2采購(gòu)供應(yīng)商F1配件庫(kù)存P3會(huì)計(jì)付款付款收據(jù)應(yīng)付款通知收款通知到貨通知訂貨單訂貨單發(fā)貨單發(fā)貨單例子：銷售采購(gòu)管理系統(tǒng)第1層數(shù)據(jù)流程圖當(dāng)前第19頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)F2配件目錄顧客P1.1編輯訂貨單業(yè)務(wù)員P1.3確定訂貨P1.5產(chǎn)生暫存訂貨單P1.2登錄新顧客F3顧客P1.4開發(fā)貨單修改庫(kù)存P1.6對(duì)照暫存訂貨單采購(gòu)F4暫存訂貨單P1.8編制銷售、庫(kù)存報(bào)表P1.7檢索庫(kù)存F1配件庫(kù)存經(jīng)理F5銷售歷史F10應(yīng)收款明細(xì)帳第2層數(shù)據(jù)流程圖之一（銷售）發(fā)貨單訂貨單不合格合格新顧客不滿足的訂貨可發(fā)的訂貨到貨通知當(dāng)前第20頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)F4暫存訂貨單P2.1按配件匯總P2.2確定訂貨的配件P2.5修改庫(kù)存、待訂數(shù)量F6待訂貨的配件P2.6編制到貨通知P2.4核對(duì)發(fā)貨單F1配件庫(kù)存P2.3按供應(yīng)商匯總F8向供應(yīng)商的訂貨單F9應(yīng)付款明細(xì)帳銷售供應(yīng)商訂貨單發(fā)貨單錯(cuò)誤發(fā)貨單正確發(fā)貨單第2層數(shù)據(jù)流程圖之二（采購(gòu)）當(dāng)前第21頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)顧客P3.1開收據(jù)并修改明細(xì)帳P3.5編制會(huì)計(jì)報(bào)表經(jīng)理P3.4修改總帳F10應(yīng)收款明細(xì)帳F11總帳P3.3付款并修改明細(xì)帳P3.2核對(duì)付款單F9應(yīng)付款明細(xì)帳供應(yīng)商第2層數(shù)據(jù)流程圖之三（會(huì)計(jì)）應(yīng)付款通知付款收據(jù)當(dāng)前第22頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)字典描述系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，包括數(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)和處理過程數(shù)據(jù)項(xiàng)描述

={數(shù)據(jù)項(xiàng)名，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說明，別名，數(shù)據(jù)類型，長(zhǎng)度，取值范圍，取值含義，與其它數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系}數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述

={數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明，組成：{數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}}數(shù)據(jù)流描述

={數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源，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)存儲(chǔ)描述

={數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名，說明，編號(hào)，輸入的數(shù)據(jù)流，輸出的數(shù)據(jù)流，組成：{數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}，數(shù)據(jù)量，存取頻度，存取方式}處理過程描述

={處理過程名，說明，輸入：{數(shù)據(jù)流}，輸出：{數(shù)據(jù)流}，處理：{簡(jiǎn)要說明}}數(shù)據(jù)依賴數(shù)據(jù)完整性約束數(shù)據(jù)完整性約束當(dāng)前第23頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)以學(xué)校管理信息系統(tǒng)為例當(dāng)前第24頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)當(dāng)前第25頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)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)含義說明：唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)學(xué)生別名：學(xué)生編號(hào)類型：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)當(dāng)前第26頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)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)當(dāng)前第27頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)流“體檢結(jié)果”可如下描述：數(shù)據(jù)流：體檢結(jié)果說明：學(xué)生參加體格檢查的最終結(jié)果數(shù)據(jù)流來源：體檢數(shù)據(jù)流去向：批準(zhǔn)組成：……平均流量：……高峰期流量：……當(dāng)前第28頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)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)生登記表說明：記錄學(xué)生的基本情況輸入數(shù)據(jù)流：……輸出數(shù)據(jù)流：……組成：……數(shù)據(jù)量：每年3000張存取方式：隨機(jī)存取當(dāng)前第29頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)處理過程“分配宿舍”可如下描述：處理過程：分配宿舍說明：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。要求同一個(gè)學(xué)生只能安排在一個(gè)宿舍中。每個(gè)學(xué)生的居面積不小于3平方米。當(dāng)前第30頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)7.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)將在需求分析階段得到的應(yīng)用需求抽象為信息世界的結(jié)構(gòu)，常用E-R模型來描述獨(dú)立于機(jī)器概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)真實(shí)充分地反映客觀世界易于理解易于更改易于轉(zhuǎn)換成為數(shù)據(jù)模型當(dāng)前第31頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法自頂向下首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化自底向上首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后集成逐步擴(kuò)張首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充混合策略首先用自頂向下策略設(shè)計(jì)全局概念結(jié)構(gòu)的框架，再集成用自底向上策略設(shè)計(jì)的各局部概念結(jié)構(gòu)當(dāng)前第32頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)…全局概念模式……概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式(a)自頂向下的設(shè)計(jì)方法概念模式需求當(dāng)前第33頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)…………概念模式……(b)自底向上的設(shè)計(jì)方法概念模式概念模式概念模式子需求概念模式概念模式全局概念模式子需求子需求子需求當(dāng)前第34頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)(c)逐步擴(kuò)張的設(shè)計(jì)方法核心需求需求核心概念結(jié)構(gòu)全局概念結(jié)構(gòu)…當(dāng)前第35頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)學(xué)生課程選修學(xué)號(hào)姓名性別系名課號(hào)課名學(xué)分成績(jī)mnE-R圖當(dāng)前第36頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)概念設(shè)計(jì)基本步驟需求分析邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽象局部視圖設(shè)計(jì)視圖集成用戶反饋直至滿意DDDFD局部E-R圖總E-R圖當(dāng)前第37頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)抽象抽象出對(duì)客觀世界中的概念、對(duì)象的本質(zhì)特性用于在需求分析階段將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織(聚集)，從而形成實(shí)體、實(shí)體的屬性，標(biāo)識(shí)實(shí)體的碼，確定實(shí)體間的聯(lián)系類型，以便設(shè)計(jì)相應(yīng)的E-R圖三類數(shù)據(jù)抽象機(jī)制分類（Classification）聚集（Aggregation）概括（Generalization）當(dāng)前第38頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)抽象機(jī)制之一分類（Classification）將一類具有共同特性和行為的對(duì)象定義為一種某類型，在E-R模型中的實(shí)體型就是這種抽象，如學(xué)生，課程抽象了對(duì)象的值和型之間“ismemberof”語義學(xué)生“ismemberof”張英王平趙寧實(shí)體型課程“ismemberof”C語言數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)實(shí)體型當(dāng)前第39頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)抽象機(jī)制之二聚集（Aggregation）定義某類型的組成成分，對(duì)應(yīng)E-R模型中實(shí)體的屬性抽象了對(duì)象類型和其成分之間的“ispartof”語義學(xué)生學(xué)號(hào)姓名專業(yè)班級(jí)倉(cāng)庫(kù)號(hào)面積主任倉(cāng)庫(kù)姓名年齡性別工資“ispartof”實(shí)體型屬性當(dāng)前第40頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)數(shù)據(jù)抽象機(jī)制之三概括（Generalization）定義類型之間的子集聯(lián)系，形成超(父)類、子類抽象了類型之間“issubsetof”語義概括的重要性質(zhì)：繼承，即子類集成超類的所有抽象是E-R模型的抽象機(jī)制的擴(kuò)充學(xué)生本科生研究生概括的E-R表示“issubsetof”超類子類學(xué)號(hào),姓名,性別,年齡專業(yè)，綜合排名導(dǎo)師，研究方向當(dāng)前第41頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)局部E-R模型的設(shè)計(jì)步驟需求分析結(jié)果確定局部結(jié)構(gòu)的范圍還有局部結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)？全局E-R模型的設(shè)計(jì)有無設(shè)計(jì)局部E-R模型確定局部結(jié)構(gòu)的實(shí)體定義局部結(jié)構(gòu)的屬性定義局部結(jié)構(gòu)的聯(lián)系當(dāng)前第42頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)體與屬性的區(qū)分實(shí)體與屬性采用以下三個(gè)原則進(jìn)行區(qū)分：原子性原則：實(shí)體需要進(jìn)一步描述，屬性則不具有描述性。屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)。依賴性原則：屬性僅單向依賴于某個(gè)實(shí)體，并且不能與其它實(shí)體具有聯(lián)系。一致性原則：一個(gè)實(shí)體的若干屬性之間存在著內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性與一致性，如學(xué)生實(shí)體的屬性，分別獨(dú)立表示實(shí)體的某種獨(dú)特個(gè)性，并在總體上協(xié)調(diào)一致，相互配合，構(gòu)成一個(gè)完整的整體。當(dāng)前第43頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)局部設(shè)計(jì)概念實(shí)例例子中，學(xué)籍管理局部應(yīng)用中主要涉及的實(shí)體包括學(xué)生、宿舍、檔案材料、班級(jí)、班主任。那么，這些實(shí)體之間的聯(lián)系又是怎樣的呢？宿舍與學(xué)生之間是1:n的聯(lián)系。班級(jí)與學(xué)生之間也是1:n的聯(lián)系。由于班主任同時(shí)還要教課，因此班主任與學(xué)生之間存在指導(dǎo)聯(lián)系，班主任與學(xué)生之間是1:n的聯(lián)系。學(xué)生和他自己的檔案材料之間，班級(jí)與班主任之間都是1:1的聯(lián)系。當(dāng)前第44頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)學(xué)籍管理局部應(yīng)用分E-R圖班主任歸檔材料宿舍班級(jí)學(xué)生指導(dǎo)歸檔住宿組成管理1111111nnn當(dāng)前第45頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)學(xué)生：｛學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，……｝檔案材料：｛檔案號(hào)，……｝班級(jí)：｛班級(jí)號(hào)，學(xué)生人數(shù)｝班主任：｛職工號(hào)，姓名，性別，是否為優(yōu)秀班主任｝宿舍：｛宿舍編號(hào)，地址，人數(shù)｝當(dāng)前第46頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)學(xué)生教科書課程教室教師教學(xué)講授開設(shè)選修課程管理局部應(yīng)用分E-R圖mm11nnn1n成績(jī)當(dāng)前第47頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)學(xué)生：｛姓名，學(xué)號(hào)，性別，年齡，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)｝

課程：｛課程號(hào)，課程名，學(xué)分｝

教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱｝

教科書:｛書號(hào)，書名，價(jià)錢｝

教室：｛教室編號(hào)，地址，容量｝當(dāng)前第48頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)局部概念設(shè)計(jì)綜合為全局概念設(shè)計(jì)將局部概念設(shè)計(jì)綜合為全局概念設(shè)計(jì)的過程稱為視圖集成。當(dāng)前第49頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)合并原則是兩兩合并，先合并有聯(lián)系的局部結(jié)構(gòu)，再加入獨(dú)立的局部結(jié)構(gòu)，這樣可以減小合并的復(fù)雜度并使合并結(jié)果的規(guī)模盡可能小。屬性沖突－屬性域的沖突(類型、范圍）及單位沖突結(jié)構(gòu)沖突－同一信息有的作為實(shí)體，有的作為聯(lián)系命名沖突－同名異義，異名同義（實(shí)體，屬性，聯(lián)系）優(yōu)化全局概念結(jié)構(gòu)使實(shí)體個(gè)數(shù)盡可能少，所含屬性盡可能少，聯(lián)系無冗余。局部ER模式確定公共實(shí)體類合并兩個(gè)局部ER圖檢查并消除沖突還有未合并的局部模式？有還有沖突？無優(yōu)化評(píng)審有根據(jù)實(shí)體名，碼等來確定，為合并打基礎(chǔ)無當(dāng)前第50頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)1班主任歸檔材料宿舍班級(jí)學(xué)生指導(dǎo)歸檔住宿組成管理111111nnn教科書課程教室教師教學(xué)講授開設(shè)選修mm11nnn1n成績(jī)當(dāng)前第51頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)消除兩個(gè)分E-R圖存在的沖突：班主任實(shí)際上也屬于教師，應(yīng)將學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管理中的教師實(shí)體統(tǒng)一稱為教師：教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱，是否為優(yōu)秀班主任｝(2)將班主任改為教師后，教師與學(xué)生之間的聯(lián)系在兩個(gè)局部視圖中呈現(xiàn)兩種不同的類型，一種是學(xué)籍管理中教師與學(xué)生之間的指導(dǎo)聯(lián)系，一種是課程管理中教師與學(xué)生之間的教學(xué)聯(lián)系，由于指導(dǎo)聯(lián)系實(shí)際上可以包含在教學(xué)聯(lián)系之中，因此可以將這兩種聯(lián)系綜合為教學(xué)聯(lián)系。(3)在兩個(gè)局部E-R圖中，學(xué)生實(shí)體屬性組成及次序都存在差異，應(yīng)將所有屬性綜合，并重新調(diào)整次序。假設(shè)調(diào)整結(jié)果為：學(xué)生：｛學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，年齡，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)｝當(dāng)前第52頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)消除冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系：學(xué)生實(shí)體中的年齡屬性可以由出生日期推算出來，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。學(xué)生：｛學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)｝(2)學(xué)生實(shí)體中的平均成績(jī)可以從選修聯(lián)系中的成績(jī)屬性中推算出來，但如果應(yīng)用中需要經(jīng)常查詢某個(gè)學(xué)生的平均成績(jī)，每次都進(jìn)行這種計(jì)算效率就會(huì)太低，因此為提高效率，可以考慮保留該冗余數(shù)據(jù)，但是為了維護(hù)數(shù)據(jù)一致性應(yīng)該定義一個(gè)觸發(fā)器來保證學(xué)生的平均成績(jī)等于該學(xué)生各科成績(jī)的平均值。當(dāng)前第53頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)進(jìn)行修改和重構(gòu)后生成的基本E-R圖班級(jí)教室開設(shè)教師教科書學(xué)生課程宿舍檔案材料住宿歸檔教學(xué)講授選修管理1n11111111組成nnmnmnn當(dāng)前第54頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本E-R圖轉(zhuǎn)換為與選用DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。分三步進(jìn)行： (1)初始關(guān)系模式設(shè)計(jì)； (2)關(guān)系模式規(guī)范化； (3)模式的評(píng)價(jià)與改進(jìn)。當(dāng)前第55頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)處理需求從ER圖導(dǎo)出初始數(shù)據(jù)庫(kù)模式關(guān)系模式規(guī)范化模式評(píng)價(jià)：滿足用戶要求保持函數(shù)依賴和無損連接是否需要修正？否進(jìn)入物理設(shè)計(jì)是ER模型DBMS特性關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)當(dāng)前第56頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)1.初始關(guān)系模式設(shè)計(jì)E-R圖是由實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系三個(gè)要素組成的。將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型實(shí)際上就是要將實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式。這種轉(zhuǎn)換一般遵循如下原則：當(dāng)前第57頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)a.實(shí)體型的轉(zhuǎn)換一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體的屬性就是關(guān)系模式的屬性，實(shí)體的標(biāo)識(shí)符(碼)就是關(guān)系模式的候選碼。例如，學(xué)生實(shí)體可以轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號(hào)為學(xué)生關(guān)系的碼：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)）當(dāng)前第58頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)b.聯(lián)系的轉(zhuǎn)換（1）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。例如在我們的例子中，“管理”聯(lián)系為1:1聯(lián)系，管理（職工號(hào)，班級(jí)號(hào)）班級(jí)：｛班級(jí)號(hào)，學(xué)生人數(shù)，職工號(hào)｝教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱，班級(jí)號(hào)，是否為優(yōu)秀班主任｝當(dāng)前第59頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)（2）一個(gè)1:n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n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。例如，“組成”聯(lián)系為1:n聯(lián)系，將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式一種方法是使其成為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式：組成（學(xué)號(hào)，班級(jí)號(hào)）

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，班級(jí)號(hào)，平均成績(jī)）當(dāng)前第60頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)（3）一個(gè)m:n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)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性。而關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合。例如，“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)）當(dāng)前第61頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)（4）三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。與該多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性。而關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合。例如，“講授”聯(lián)系是一個(gè)三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中課程號(hào)、教師號(hào)和書號(hào)為關(guān)系的組合碼：講授（課程號(hào)，教師號(hào)，書號(hào)）當(dāng)前第62頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)（5）同一實(shí)體集的實(shí)體間的聯(lián)系，即自聯(lián)系，也可按上述1:1、1:n和m:n三種情況分別處理。例如，如果教師實(shí)體集內(nèi)部存在領(lǐng)導(dǎo)與被領(lǐng)導(dǎo)的1:n自聯(lián)系，我們可以將該聯(lián)系與教師實(shí)體合并，這時(shí)主碼職工號(hào)將多次出現(xiàn)，但作用不同，可用不同的屬性名加以區(qū)分，比如在合并后的關(guān)系模式中，主碼仍為職工號(hào)，再增設(shè)一個(gè)“系主任”屬性，存放相應(yīng)系主任的職工號(hào)。教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱，系主任｝當(dāng)前第63頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)學(xué)生管理子系統(tǒng)中的16個(gè)實(shí)體和聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為下列關(guān)系模型：

學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，性別，出生日期，所在系，年級(jí)，班級(jí)號(hào)，宿舍編號(hào)，平均成績(jī)，檔案號(hào)）宿舍（宿舍編號(hào)，地址，性別，人數(shù)）班級(jí)（班級(jí)號(hào)，學(xué)生人數(shù)）教師（職工號(hào)，姓名，性別，職稱，班級(jí)號(hào)，是否為優(yōu)秀班主任）課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分，教室號(hào)）教科書（書號(hào)，書名，價(jià)錢）教室（教室編號(hào)，地址，容量）檔案材料（檔案號(hào)，……）

教學(xué)（職工號(hào)，學(xué)號(hào)）

選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)）

講授（教師號(hào)，課程號(hào)，書號(hào)）當(dāng)前第64頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)如公司部門管理系統(tǒng)的E-R圖及其轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式部門項(xiàng)目職工電話包括承擔(dān)n1n1辦公室號(hào)，面積項(xiàng)目號(hào)，預(yù)算費(fèi)參與mn辦公室包含1n包括n1職務(wù)承擔(dān)11部門號(hào)，預(yù)算費(fèi)，領(lǐng)導(dǎo)人職工號(hào)電話號(hào)碼，說明職工號(hào)，姓名，辦公電話擔(dān)任時(shí)期，工資分擔(dān)任務(wù)部門(部門號(hào)，部門預(yù)算費(fèi)，領(lǐng)導(dǎo)人職工號(hào))職工(職工號(hào)，姓名，辦公電話，部門號(hào))辦公室(辦公室號(hào)，面積，部門號(hào))項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)，項(xiàng)目預(yù)算費(fèi)，部門號(hào))電話(電話號(hào)碼，說明，辦公室號(hào))項(xiàng)目承擔(dān)情況(職工號(hào)，項(xiàng)目號(hào)，分擔(dān)任務(wù))職務(wù)(職工號(hào)，職務(wù)，擔(dān)任時(shí)期，工資)當(dāng)前第65頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)2.數(shù)據(jù)模型的規(guī)范化確定數(shù)據(jù)依賴對(duì)各個(gè)關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余按照數(shù)據(jù)依賴的理論對(duì)關(guān)系模式逐一分析，確定各關(guān)系模式屬于第幾范式按用戶需求分析這些模式是否合適，是否需合并或分解對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，提高數(shù)據(jù)操作效率和存儲(chǔ)空間利用率當(dāng)前第66頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)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操作，而且經(jīng)常是多關(guān)系的查詢，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)接操作而提高查詢效率。當(dāng)前第67頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)分解水平分解：有學(xué)生關(guān)系（學(xué)號(hào)，姓名，類別……），其中類別包括大專生、本科生和研究生。如果多數(shù)查詢一次只涉及其中的一類學(xué)生，就應(yīng)該把整個(gè)學(xué)生關(guān)系水平分割為大專生、本科生和研究生三個(gè)關(guān)系。垂直分解：例如，有教師關(guān)系（教師號(hào)，姓名，性別，年齡，職稱，工資，崗位津貼，住址，電話），如果經(jīng)常查詢的僅是前六項(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，當(dāng)前第68頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)3.設(shè)計(jì)用戶子模式定義數(shù)據(jù)庫(kù)模式主要是從系統(tǒng)的時(shí)間效率、空間效率、易維護(hù)等角度出發(fā)。由于用戶外模式與模式是獨(dú)立的，因此我們?cè)诙x用戶外模式時(shí)應(yīng)該更注重考慮用戶的習(xí)慣與方便。包括：(1)使用更符合用戶習(xí)慣的別名(2)針對(duì)不同級(jí)別的用戶定義不同的外模式，以滿足系統(tǒng)對(duì)安全性的要求。(3)簡(jiǎn)化用戶對(duì)系統(tǒng)的使用當(dāng)前第69頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)對(duì)已經(jīng)確定的邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)利用DBMS所提供的方法、技術(shù)，以較優(yōu)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存取路徑、合理的數(shù)據(jù)存放位置以及存儲(chǔ)分配，設(shè)計(jì)出一個(gè)高效的、可實(shí)現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)通常分為兩步：確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(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)；對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間效率當(dāng)前第70頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)1.確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)確定需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)象如關(guān)系、索引、聚簇、日志、備份等確定數(shù)據(jù)的存放位置如區(qū)分穩(wěn)定數(shù)據(jù)和易變數(shù)據(jù)、經(jīng)常存取部分和不常存取部分、機(jī)密數(shù)據(jù)和普通數(shù)據(jù)等，分開存放確定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如順序結(jié)構(gòu)、隨機(jī)結(jié)構(gòu)、鏈表結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)等確定數(shù)據(jù)的存取方法如索引(如B樹、B+樹、R樹等)、聚簇、HASH法等確定系統(tǒng)配置如同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的最大用戶數(shù)、同時(shí)打開的數(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)、存儲(chǔ)分配參數(shù)、物理塊大小、物理塊裝填因子、時(shí)間片大小、數(shù)據(jù)庫(kù)大小、鎖的數(shù)目等當(dāng)前第71頁\共有82頁\編于星期五\0點(diǎn)聚簇的選擇對(duì)經(jīng)常在一起進(jìn)行連接操作的關(guān)系可以建立聚簇。當(dāng)對(duì)一個(gè)關(guān)系的某些屬性列的訪問是該關(guān)系的主要應(yīng)用，而對(duì)其它屬性的訪問很少或者是次要應(yīng)用時(shí)，可以考慮對(duì)該關(guān)系在這些屬性列上建立聚簇如果一個(gè)關(guān)系在某些屬性列上的值重復(fù)率很高，則可以考慮對(duì)該關(guān)系在這些屬性列上建立聚簇。如果一個(gè)關(guān)系一旦裝入數(shù)據(jù)，