《數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)》PPT課件.pptVIP

2006年4月12日,1,第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),2006年4月12日,2,本章主要內(nèi)容,6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.2 需求分析 6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù),2006年4月12日,3,6-1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述,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)，滿足各種用戶的應(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)的各類系統(tǒng)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。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 從事數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的專業(yè)人員應(yīng)該具備哪些知識(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),2006年4月12日,4,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有何特點(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” 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 結(jié)構(gòu)和行為分離的設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的軟件工程忽視對(duì)應(yīng)用中數(shù)據(jù)語(yǔ)義的分析和抽象，只要有可能就盡量推遲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決策 早期的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)致力于數(shù)據(jù)模型和建模方法研究，忽視了對(duì)行為的設(shè)計(jì),2006年4月12日,5,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有哪些方法？ 手工試湊法 設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和水平有直接關(guān)系 缺乏科學(xué)理論和工程方法的支持，工程的質(zhì)量難以保證 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后常常又不同程度地發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題，增加了維護(hù)代價(jià) 規(guī)范設(shè)計(jì)法 手工設(shè)計(jì)方法 基本思想：過(guò)程迭代和逐步求精 典型方法 新奧爾良（New Orleans）方法 將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為四個(gè)階段 S.B.Yao方法 將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為五個(gè)步驟 I.R.Palmer方法 把數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)當(dāng)成一步接一步的過(guò)程 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ORACLE Designer 2000 SYBASE PowerDesigner,2006年4月12日,6,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有哪些基本步驟？,準(zhǔn)備工作： 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 2.用戶 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,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,2006年4月12日,7,設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu),需求收集和分析,設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)模型優(yōu)化,設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu),評(píng)價(jià)設(shè)計(jì),性能預(yù)測(cè),物理實(shí)現(xiàn),試驗(yàn)性運(yùn)行,使用、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù),應(yīng)用需求 （數(shù)據(jù)、 處理）,轉(zhuǎn)換規(guī)則 DBMS功能 優(yōu)化方法,應(yīng)用要求 DBMS詳 細(xì)特征,需求分析階段,概念設(shè)計(jì)階段,邏輯設(shè) 計(jì)階段,物理設(shè) 計(jì)階段,數(shù)據(jù)庫(kù) 實(shí)施階段,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行、維 護(hù)階段,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟,需求分析階段 準(zhǔn)確了解與分析用戶需求（包括數(shù)據(jù)與處理） 是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)，是最困難、最耗費(fèi)時(shí)間的一步,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 通過(guò)對(duì)用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型,邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型 對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段 為邏輯數(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)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）,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,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。 在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中必須不斷地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整與修改。,2006年4月12日,8,軟件工程 人們認(rèn)為，應(yīng)該用科學(xué)知識(shí)、工程方面的紀(jì)律指導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程，以提高軟件質(zhì)量和開(kāi)發(fā)效率，降低開(kāi)發(fā)成本 。 軟件生存期 從軟件的規(guī)劃、研制、實(shí)現(xiàn)、投入運(yùn)行后的維護(hù)，直到它被新的軟件所取代而停止使用的整個(gè)期間。 數(shù)據(jù)庫(kù)工程 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)生存期 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)從開(kāi)始規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、維護(hù)到最后被新的系統(tǒng)取代而停止使用的整個(gè)期間。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的輸入輸出,與其它軟件設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行對(duì)比,2006年4月12日,9,軟件生存期,數(shù)據(jù)庫(kù)生存期,2006年4月12日,10,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的輸入輸出,1、規(guī)劃階段的三個(gè)步驟： 系統(tǒng)調(diào)查 對(duì)企業(yè)組織作全面的調(diào)查，畫出組織層次圖，以了解企業(yè)的組織結(jié)構(gòu) 可行性分析 從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益、法律等族方面對(duì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)的可行性進(jìn)行分析；寫出可行性分析報(bào)告；組織專家進(jìn)行討論其可行性 確定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的總目標(biāo)和制定項(xiàng)目開(kāi)發(fā)計(jì)劃,2、需求分析工作 分析用戶活動(dòng)產(chǎn)生，產(chǎn)生業(yè)務(wù)流程圖 確定系統(tǒng)范圍，產(chǎn)生系統(tǒng)范圍圖 分析用戶活動(dòng)涉及的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)流圖 分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)字典 還有全系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述,3、概念設(shè)計(jì) 為什么需要概念設(shè)計(jì)？ 概念設(shè)計(jì)的主要步驟： 進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，設(shè)計(jì)局部概念模式 將局部概念模式綜合成全局概念模式 評(píng)審,2006年4月12日,11,2006年4月12日,12,4、邏輯設(shè)計(jì)步驟,2006年4月12日,13,5、 物理設(shè)計(jì) 什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)？ 物理設(shè)計(jì)的步驟 存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定數(shù)據(jù)存放位置 存取方法的設(shè)計(jì) 完整性和安全性考慮 程序設(shè)計(jì),2006年4月12日,14,6、 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)做的主要工作 用DDL定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)； 組織數(shù)據(jù)入庫(kù)； 對(duì)數(shù)據(jù)量不大的小型系統(tǒng)（人工）主要工作： 篩選數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式；輸入數(shù)據(jù)；校驗(yàn)數(shù)據(jù)。 大中型系統(tǒng)（自動(dòng)）主要工作： 篩選數(shù)據(jù)；輸入數(shù)據(jù)；校驗(yàn)數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；綜合數(shù)據(jù)。 編制與調(diào)試應(yīng)用程序； 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行。 功能測(cè)試 性能測(cè)試（時(shí)空代價(jià)）,2006年4月12日,15,7、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)工作 數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)安全性、完整性控制 數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn) 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織和重構(gòu)造,2006年4月12日,16,設(shè)計(jì)特點(diǎn),在設(shè)計(jì)過(guò)程中把數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來(lái) 將這兩個(gè)方面的需求分析、抽象、設(shè)計(jì)、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),2006年4月12日,17,Creat Load,Main( ) if then end,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),物理設(shè)計(jì),2006年4月12日,18,6-2需求分析,需求分析的任務(wù)是什么？ 需求分析的方法有哪些？ 調(diào)查用戶需求的步驟有哪些？ 常用的調(diào)查的方法有哪些？ 什么是數(shù)據(jù)字典？,2006年4月12日,19,需求分析就是分析用戶的需要與要求 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,2006年4月12日,20,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、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),2006年4月12日,21,需求分析的重點(diǎn),需求分析的重點(diǎn) 調(diào)查、收集與分析用戶在數(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) 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)的功能必須能夠滿足用戶的信息要求、處理要求、安全性與完整性要求。,2006年4月12日,22,需求分析的難點(diǎn),確定用戶最終需求的難點(diǎn) 用戶缺少計(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)人員缺少用戶的專業(yè)知識(shí)，不易理解用戶的真正需求，甚至誤解用戶的需求。 新的硬件、軟件技術(shù)的出現(xiàn)也會(huì)使用戶需求發(fā)生變化。 解決方法 設(shè)計(jì)人員必須采用有效的方法，與用戶不斷深入地進(jìn)行交流，才能逐步得以確定用戶的實(shí)際需求,2006年4月12日,23,需求分析的方法,調(diào)查清楚用戶的實(shí)際需求并進(jìn)行初步分析 與用戶達(dá)成共識(shí) 進(jìn)一步分析與表達(dá)這些需求,2006年4月12日,24,調(diào)查與初步分析用戶需求的步驟, 調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況 組織部門的組成情況 各部門的職責(zé)等 調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況。調(diào)查重點(diǎn)之一。 各個(gè)部門輸入和使用什么數(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 輸出結(jié)果的格式是什么 在熟悉業(yè)務(wù)活動(dòng)的基礎(chǔ)上，協(xié)助用戶明確對(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 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。,2006年4月12日,25,有關(guān)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，都必須有用戶的積極參與和配合 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該和用戶取得共同的語(yǔ)言，幫助不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶建立數(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,2006年4月12日,26,常用調(diào)查方法有：,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)確地理解用戶的需求，但比較耗時(shí) 開(kāi)調(diào)查會(huì) 通過(guò)與用戶座談來(lái)了解業(yè)務(wù)活動(dòng)情況及用戶需求 請(qǐng)專人介紹 詢問(wèn) 對(duì)某些調(diào)查中的問(wèn)題，可以找專人詢問(wèn) 設(shè)計(jì)調(diào)查表請(qǐng)用戶填寫 如果調(diào)查表設(shè)計(jì)合理，則很有效，且易于為用戶接受 查閱記錄 查閱與原系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄,2006年4月12日,27,進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶需求,分析和表達(dá)用戶的需求的常用方法 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)。,2006年4月12日,28,1首先把任何一個(gè)系統(tǒng)都抽象為： 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 （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 3將分析結(jié)果再次提交給用戶，征得用戶的認(rèn)可,2006年4月12日,29,2006年4月12日,30,需求分析小結(jié),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。,2006年4月12日,31,數(shù)據(jù)字典,什么是數(shù)據(jù)字典？ 數(shù)據(jù)字典有何用途？ 數(shù)據(jù)字典中有哪些內(nèi)容？,2006年4月12日,32,數(shù)據(jù)字典的用途,數(shù)據(jù)字典是各類數(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,2006年4月12日,33,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。,2006年4月12日,34, 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,2006年4月12日,35, 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),2006年4月12日,36, 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,2006年4月12日,37, 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,2006年4月12日,38, 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 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),2006年4月12日,39,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：,2006年4月12日,40,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),2006年4月12日,41,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：,2006年4月12日,42,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,2006年4月12日,43,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。,2006年4月12日,44,6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),6.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述 6.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟 6.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì) 6.3.4 視圖的集成,2006年4月12日,45,6.3.1 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述,什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 需求分析階段描述的用戶應(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,2006年4月12日,46,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，能滿足用戶對(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)的用戶交換意見(jiàn)，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。 （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。,2006年4月12日,47,什么是ER模型 ER模型的歷史 ER模型的基本元素 實(shí)體 聯(lián)系 屬性 例子,實(shí)體,聯(lián)系,屬性,ER模型圖例,描述概念模型的工具 E-R模型,2006年4月12日,48,屬性的分類,基本屬性和復(fù)合屬性（可否再分） 單值屬性和多值屬性（對(duì)一個(gè)實(shí)體對(duì)象是否只能取一個(gè)值） 多值屬性的處理 將原來(lái)的多值屬性用幾個(gè)新的單值屬性來(lái)表示。 將原來(lái)的多值屬性用一個(gè)新的實(shí)體類型表示 導(dǎo)出屬性 空值,零件編碼,2006年4月12日,49,聯(lián)系的設(shè)計(jì)之一,聯(lián)系集 聯(lián)系集是n（n2）個(gè)實(shí)體集上的數(shù)學(xué)關(guān)系，這些實(shí)體集不必互異。如果E1，E2，En為n個(gè)實(shí)體集，那么聯(lián)系集R是(e1，e2，en）|e1E1 ,e2E2，enEn的一個(gè)子集，而（e1，e2，en）是一個(gè)聯(lián)系。 聯(lián)系的元數(shù) 一個(gè)聯(lián)系涉及到的實(shí)體集個(gè)數(shù) 聯(lián)系的連通詞 聯(lián)系涉及到的實(shí)體集之間實(shí)體對(duì)應(yīng)的方式 實(shí)體的基數(shù) 有兩個(gè)實(shí)體集E1和E2，E1中每個(gè)實(shí)體與E2中有聯(lián)系實(shí)體的數(shù)目的最小值min和最大值max，稱為E1的基數(shù)，用（min，max）形式表示,2006年4月12日,50,6.3.2 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟,設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的四類方法 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)，然后將它們集成起來(lái)，得到全局概念結(jié)構(gòu) 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，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu) 混合策略 將自頂向下和自底向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計(jì)一個(gè)全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計(jì)的各局部概念結(jié)構(gòu)。,2006年4月12日,51,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）,自頂向下策略,2006年4月12日,52,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）,自底向上策略,2006年4月12日,53,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟（續(xù)）,逐步擴(kuò)張,2006年4月12日,54,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常用策略 自頂向下地進(jìn)行需求分析 自底向上地設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的步驟 第1步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖 第2步：集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu),2006年4月12日,55,6.3.3 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)抽象 局部視圖設(shè)計(jì),2006年4月12日,56,一、數(shù)據(jù)抽象,概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象 從實(shí)際的人、物、事和概念中抽取所關(guān)心的共同特性，忽略非本質(zhì)的細(xì)節(jié) 把這些特性用各種概念精確地加以描述 這些概念組成了某種模型,2006年4月12日,57,三種常用抽象,1. 分類（Classification） 定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類型 這些對(duì)象具有某些共同的特性和行為 它抽象了對(duì)象值和型之間的“is member of”的語(yǔ)義 在E-R模型中，實(shí)體型就是這種抽象 例：P216圖6.10 2. 聚集（Aggregation） 定義某一類型的組成成分 它抽象了對(duì)象內(nèi)部類型和成分之間“is part of”的語(yǔ)義 在E-R模型中若干屬性的聚集組成了實(shí)體型，就是這種抽象 例：P217圖6.11，圖6.12 3. 概括（Generalization） 定義類型之間的一種子集聯(lián)系 它抽象了類型之間的“is subset of”的語(yǔ)義 概括有一個(gè)很重要的性質(zhì)：繼承性。子類繼承超類上定義的所有抽象。 例：P217圖6.13,2006年4月12日,58,注：原E-R模型不具有概括，本書對(duì)E-R模型作了擴(kuò)充，允許定義超類實(shí)體型和子類實(shí)體型。 用雙豎邊的矩形框表示子類， 用直線加小圓圈表示超類-子類的聯(lián)系 數(shù)據(jù)抽象的用途 對(duì)需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織（聚集），形成 實(shí)體 實(shí)體的屬性，標(biāo)識(shí)實(shí)體的碼 確定實(shí)體之間的聯(lián)系類型(1:1，1:n，m:n),2006年4月12日,59,二、局部視圖設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)分E-R圖的步驟: 選擇局部應(yīng)用 逐一設(shè)計(jì)分E-R圖,2006年4月12日,60, 選擇局部應(yīng)用,需求分析階段，已用多層數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典描述了整個(gè)系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)分E-R圖首先需要根據(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，讓這組圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用，然后以這一層次的數(shù)據(jù)流圖為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)分E-R圖。 通常以中層數(shù)據(jù)流圖作為設(shè)計(jì)分E-R圖的依據(jù)。原因： 高層數(shù)據(jù)流圖只能反映系統(tǒng)的概貌 中層數(shù)據(jù)流圖能較好地反映系統(tǒng)中各局部應(yīng)用的子系統(tǒng)組成 低層數(shù)據(jù)流圖過(guò)細(xì) 例：由于學(xué)籍管理、課程管理等都不太復(fù)雜，因此可以它們?nèi)胧衷O(shè)計(jì)學(xué)生管理子系統(tǒng)的分E-R圖。如果局部應(yīng)用比較復(fù)雜，則可以從更下層的數(shù)據(jù)流圖入手。,2006年4月12日,61, 逐一設(shè)計(jì)分E-R圖,任務(wù) 標(biāo)定局部應(yīng)用中的實(shí)體、屬性、碼，實(shí)體間的聯(lián)系 將各局部應(yīng)用涉及的數(shù)據(jù)分別從數(shù)據(jù)字典中抽取出來(lái)，參照數(shù)據(jù)流圖，標(biāo)定各局部應(yīng)用中的實(shí)體、實(shí)體的屬性、標(biāo)識(shí)實(shí)體的碼，確定實(shí)體之間的聯(lián)系及其類型（1:1，1:n，m:n） 注意區(qū)分實(shí)體和屬性 實(shí)體與屬性是相對(duì)而言的。同一事物，在一種應(yīng)用環(huán)境中作為“屬性”，在另一種應(yīng)用環(huán)境中就必須作為“實(shí)體”。 例：學(xué)校中的系，在某種應(yīng)用環(huán)境中，它只是作為“學(xué)生”實(shí)體的一個(gè)屬性，表明一個(gè)學(xué)生屬于哪個(gè)系；而在另一種環(huán)境中，由于需要考慮一個(gè)系的系主任、教師人數(shù)、學(xué)生人數(shù)、辦公地點(diǎn)等，這時(shí)它就需要作為實(shí)體了。,2006年4月12日,62,區(qū)分實(shí)體和屬性一般原則 屬性不能再具有需要描述的性質(zhì)。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)系只發(fā)生在實(shí)體之間。 符合上述兩條特性的事物一般作為屬性對(duì)待。 為了簡(jiǎn)化E-R圖的處置，現(xiàn)實(shí)世界中的事物凡能夠作為屬性對(duì)待的，應(yīng)盡量作為屬性。舉例： 例1：“學(xué)生”由學(xué)號(hào)、姓名等屬性進(jìn)一步描述，根據(jù)準(zhǔn)則，“學(xué)生”只能作為實(shí)體，不能作為屬性。 例2：職稱通常作為教師實(shí)體的屬性，但在涉及住房分配時(shí)，由于分房與職稱有關(guān)，也就是說(shuō)職稱與住房實(shí)體之間有聯(lián)系，根據(jù)準(zhǔn)則，這時(shí)把職稱作為實(shí)體來(lái)處理會(huì)更合適些。 例3：銷售管理子系統(tǒng)ER設(shè)計(jì)實(shí)例,2006年4月12日,63,6.3.4 視圖的集成,各個(gè)局部視圖即分E-R圖建立好后，還需要對(duì)它們進(jìn)行合并，集成為一個(gè)整體的數(shù)據(jù)概念結(jié)構(gòu)即總E-R圖。 視圖集成的兩種方式 一次集成（P224圖6.25(a)） 一次集成多個(gè)分E-R圖 通常用于局部視圖比較簡(jiǎn)單時(shí) 逐步累積式（P224圖6.25(b)） 首先集成兩個(gè)局部視圖（通常是比較關(guān)鍵的兩個(gè)局部視圖） 以后每次將一個(gè)新的局部視圖集成進(jìn)來(lái) 集成局部E-R圖的步驟 1. 合并 2. 修改與重構(gòu),2006年4月12日,64,視圖的集成,2006年4月12日,65,ER模型的操作 包括實(shí)體類型、聯(lián)系類型和屬性的分裂、合并、增刪等等,2006年4月12日,66,設(shè)計(jì)局部ER模式,2006年4月12日,67,局部模式,現(xiàn)有的教學(xué) 管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對(duì)象,根據(jù)服務(wù)種類分析教師子模塊,局部ER圖,2006年4月12日,68,其他局部模式,現(xiàn)有的教學(xué) 管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對(duì)象,根據(jù)服務(wù)種類分析學(xué)生子模塊,局部ER圖,2006年4月12日,69,其他局部模式,現(xiàn)有的教學(xué) 管理系統(tǒng),初步分析系統(tǒng)的對(duì)象,根據(jù)服務(wù)種類分析課程子模塊,局部ER圖,2006年4月12日,70,設(shè)計(jì)全局 ER模式,2006年4月12日,71,全局ER模式的優(yōu)化,實(shí)體類型的合并 1:1聯(lián)系的兩個(gè)實(shí)體類型 具有相同鍵的實(shí)體類型 冗余屬性的消除 冗余聯(lián)系的消除：利用規(guī)范化理論中函數(shù)依賴的概念消除冗余聯(lián)系,2006年4月12日,72,例子：三個(gè)局部ER圖合并成一個(gè)ER圖,2006年4月12日,73,沖突的種類,1、屬性沖突 屬性域沖突：屬性值的類型、取值范圍或取值集合不同。 例1， 由于學(xué)號(hào)是數(shù)字，因此某些部門（即局部應(yīng)用）將學(xué)號(hào)定義為整數(shù)形式，而由于學(xué)號(hào)不用參與運(yùn)算，因此另一些部門（即局部應(yīng)用）將學(xué)號(hào)定義為字符型形式。 例2， 某些部門（即局部應(yīng)用）以出生日期形式表示學(xué)生的年齡，而另一些部門（即局部應(yīng)用）用整數(shù)形式表示學(xué)生的年齡。 屬性取值單位沖突。 例：學(xué)生的身高，有的以米為單位，有的以厘米為單位，有的以尺為單位。 2、命名沖突 同名異義：不同意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字 例，局部應(yīng)用A中將教室稱為房間， 局部應(yīng)用B中將學(xué)生宿舍稱為房間 異名同義（一義多名）：同一意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字 例，有的部門把教科書稱為課本， 有的部門則把教科書稱為教材 命名沖突可能發(fā)生在屬性級(jí)、實(shí)體級(jí)、聯(lián)系級(jí)上。其中屬性的命名沖突更為常見(jiàn)。 3、結(jié)構(gòu)沖突,2006年4月12日,74,3類結(jié)構(gòu)沖突,1、同一對(duì)象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象 例，“課程”在某一局部應(yīng)用中被當(dāng)作實(shí)體，在另一局部應(yīng)用中則被當(dāng)作屬性 解決方法：通常是把屬性變換為實(shí)體或把實(shí)體變換為屬性，使同一對(duì)象具有相同的抽象。變換時(shí)要遵循兩個(gè)準(zhǔn)則。 2、同一實(shí)體在不同局部視圖中所包含的屬性不完全相同，或者屬性的排列次序不完全相同。 產(chǎn)生原因：不同的局部應(yīng)用關(guān)心的是該實(shí)體的不同側(cè)面。 解決方法：使該實(shí)體的屬性取各分E-R圖中屬性的并集，再適當(dāng)設(shè)計(jì)屬性的次序。 3、實(shí)體之間的聯(lián)系在不同局部視圖中呈現(xiàn)不同的類型 例1， 實(shí)體E1與E2在局部應(yīng)用A中是多對(duì)多聯(lián)系，而在局部應(yīng)用B中是一對(duì)多聯(lián)系 例2， 在局部應(yīng)用X中E1與E2發(fā)生聯(lián)系，而在局部應(yīng)用Y中E1、E2、E3三者之間有聯(lián)系。 解決方法：根據(jù)應(yīng)用語(yǔ)義對(duì)實(shí)體聯(lián)系的類型進(jìn)行綜合或調(diào)整。,2006年4月12日,75,2006年4月12日,76,二、修改與重構(gòu),基本任務(wù) 消除不必要的冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖,2006年4月12日,77,1冗余,冗余從何而來(lái)？ 冗余的數(shù)據(jù)是指可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)， 冗余的聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。 冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系容易破壞數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性，給數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)增加困難并不是所有的冗余數(shù)據(jù)與冗余聯(lián)系都必須加以消除，有時(shí)為了提高某些應(yīng)用的效率，不得不以冗余信息作為代價(jià)。 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)時(shí)，哪些冗余信息必須消除，哪些冗余信息允許存在，需要根據(jù)用戶的整體需求來(lái)確定。消除不必要的冗余后的初步E-R圖稱為基本E-R圖。,2006年4月12日,78,2消除冗余的方法,分析方法 以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間邏輯關(guān)系的說(shuō)明來(lái)消除冗余。 例，教師工資單中包括該教師的基本工資、各種補(bǔ)貼、應(yīng)扣除的房租水電費(fèi)以及實(shí)發(fā)工資。 由于實(shí)發(fā)工資可以由前面各項(xiàng)推算出來(lái)，因此可以去掉，在需要查詢實(shí)發(fā)工資時(shí)根據(jù)基本工資、各種補(bǔ)貼、應(yīng)扣除的房租水電費(fèi)數(shù)據(jù)臨時(shí)生成。 如果是為了提高效率，人為地保留了一些冗余數(shù)據(jù)，則應(yīng)把數(shù)據(jù)字典中數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的說(shuō)明作為完整性約束條件。 一種更好的方法是把冗余數(shù)據(jù)定義在視圖中,2006年4月12日,79,消除冗余的方法,規(guī)范化理論 函數(shù)依賴的概念提供了消除冗余聯(lián)系的形式化工具 方法 1. 確定分E-R圖實(shí)體之間的數(shù)據(jù)依賴FL 。實(shí)體之間一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的聯(lián)系可以用實(shí)體碼之間的函數(shù)依賴來(lái)表示。 例： 班級(jí)和學(xué)生之間一對(duì)多的聯(lián)系： 學(xué)號(hào)班級(jí)號(hào) 學(xué)生和課程之間多對(duì)多的聯(lián)系： （學(xué)號(hào)，課程號(hào)） 成績(jī) 2. 求FL的最小覆蓋GL ，差集為 D = FL-GL。 逐一考察D中的函數(shù)依賴，確定是否是冗余的聯(lián)系，若是，就把它去掉。,2006年4月12日,80,冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系： (1) 學(xué)生實(shí)體中的年齡屬性可以由出生日期推算出來(lái)，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。這樣不僅可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，而且當(dāng)某個(gè)學(xué)生的出生日期有誤，進(jìn)行修改后，無(wú)須相應(yīng)修改年齡，減少了產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的機(jī)會(huì)。 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) 教室實(shí)體與班級(jí)實(shí)體的上課聯(lián)系可以由教室與課程之間的開(kāi)設(shè)聯(lián)系、課程與學(xué)生之間的選修聯(lián)系、學(xué)生與班級(jí)之間的組成聯(lián)系三者推導(dǎo)出來(lái)，因此屬于冗余聯(lián)系，可以消去。 (3) 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(lái) 由于應(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，保留該冗余數(shù)據(jù) 但定義一個(gè)觸發(fā)器來(lái)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。 任何一科成績(jī)修改后，或該學(xué)生學(xué)了新的科目并有成績(jī)后，就觸發(fā)該觸發(fā)器去修改該學(xué)生的平均成績(jī)屬性值。,2006年4月12日,81,三、驗(yàn)證整體概念結(jié)構(gòu),視圖集成后形成一個(gè)整體的數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)，對(duì)該整體概念結(jié)構(gòu)還必須進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，確保它能夠滿足下列條件： 整體概念結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致性，不存在互相矛盾的表達(dá)。 整體概念結(jié)構(gòu)能準(zhǔn)確地反映原來(lái)的每個(gè)視圖結(jié)構(gòu)，包括屬性、實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系。 整體概念結(jié)構(gòu)能滿足需要分析階段所確定的所有要求。 整體概念結(jié)構(gòu)最終還應(yīng)該提交給用戶，征求用戶和有關(guān)人員的意見(jiàn)，進(jìn)行評(píng)審、修改和優(yōu)化，然后把它確定下來(lái)，作為數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)，作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的依據(jù)。,2006年4月12日,82,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 實(shí)施 運(yùn)行維護(hù) 設(shè)計(jì)過(guò)程中往往還會(huì)有許多反復(fù)。,2006年4月12日,83,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié),概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟 抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖 集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu) 驗(yàn)證整體概念結(jié)構(gòu),2006年4月12日,84,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié),數(shù)據(jù)抽象 分類 聚集 概括,2006年4月12日,85,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié),設(shè)計(jì)局部視圖 選擇局部應(yīng)用 逐一設(shè)計(jì)分E-R圖 標(biāo)定局部應(yīng)用中的實(shí)體、屬性、碼，實(shí)體間的聯(lián)系 用E-R圖描述出來(lái),2006年4月12日,86,概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié),集成局部視圖 1.合并分E-R圖，生成初步E-R圖 消除沖突 屬性沖突 命名沖突 結(jié)構(gòu)沖突 2. 修改與重構(gòu) 消除不必要的冗余，設(shè)計(jì)生成基本E-R圖 分析方法 規(guī)范化理論,2006年4月12日,87,6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù) 概念結(jié)構(gòu)是各種數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)。為了能夠用某一DBMS實(shí)現(xiàn)用戶需求，還必須將概念結(jié)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，這正是數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所要完成的任務(wù)。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟 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,2006年4月12日,88,2006年4月12日,89,6.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換內(nèi)容 轉(zhuǎn)換原則,2006年4月12日,90,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換內(nèi)容,E-R圖由實(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 關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)是一組關(guān)系模式的集合 將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：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。,2006年4月12日,91,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則1,一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。 關(guān)系的屬性：實(shí)體型的屬性 關(guān)系的碼：實(shí)體型的碼 例，學(xué)生實(shí)體可以轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式： 學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，平均成績(jī)） 性別、宿舍、班級(jí)、檔案材料、教師、課程、教室、教科書都分別轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。,2006年4月12日,92,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則2,一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)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：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)）,2006年4月12日,93,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則3,一個(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。 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 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,2006年4月12日,94,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則4, 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 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,2006年4月12日,95,例，“管理”聯(lián)系為1:1聯(lián)系，可以有三種轉(zhuǎn)換方法： （1）轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式： 管理（職工號(hào)，班級(jí)號(hào)） 或 管理（職工號(hào)，班級(jí)號(hào)） （2）“管理”聯(lián)系與班級(jí)關(guān)系模式合并，則只需在班級(jí)關(guān)系中加入教師關(guān)系的碼，即職工號(hào)： 班級(jí)：（班級(jí)號(hào)，學(xué)生人數(shù)，職工號(hào)） （3）“管理”聯(lián)系與教師關(guān)系模式合并，則只需在教師關(guān)系中加入班級(jí)關(guān)系的碼，即班級(jí)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）,2006年4月12日,96,注意： 從理論上講，1:1聯(lián)系可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。 但在一些情況下，與不同的關(guān)系模式合并效率會(huì)大不一樣。因此究竟應(yīng)該與哪端的關(guān)系模式合并需要依應(yīng)用的具體情況而定。 由于連接操作是最費(fèi)時(shí)的操作，所以一般應(yīng)以盡量減少連接操作為目標(biāo)。 例如，如果經(jīng)常要查詢某個(gè)班級(jí)的班主任姓名，則將管理聯(lián)系與教師關(guān)系合并更好些。,2006年4月12日,97,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則5, 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。 關(guān)系的屬性：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 關(guān)系的碼：各實(shí)體碼的組合 例，“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)、職工號(hào)和書號(hào)為關(guān)系的組合碼： 講授（課程號(hào)，職工號(hào)，書號(hào)）,2006年4月12日,98,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則6, 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： 教師：職工號(hào)，姓名，性別，職稱，系主任,2006年4月12日,99,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則7, 具有相同碼的關(guān)系模式可合并。 目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個(gè)數(shù)。 合并方法：將其中一個(gè)關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個(gè)關(guān)系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序。 例，“性別”關(guān)系模式： 性別（學(xué)號(hào)，性別） 與學(xué)生關(guān)系模式： 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)） 都以學(xué)號(hào)為碼，可以將它們合并為一個(gè)關(guān)系模式： 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)，平均成績(jī)）,2006年4月12日,100,實(shí)例 按照上述七條原則，學(xué)生管理子系統(tǒng)中的18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)，平均成績(jī)，檔案號(hào)） 宿舍樓（宿舍樓號(hào)，性別） 住宿（學(xué)號(hào)，宿舍編號(hào)） 宿舍（宿舍編號(hào)，宿舍樓號(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） 指導(dǎo)（職工號(hào)，學(xué)號(hào)） 課程（課程號(hào)，課程名，學(xué)分，教室號(hào)） 選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績(jī)） 教科書（書號(hào)，書名，價(jià)錢） 教室（教室編號(hào)，地址，容量） 講授（課程號(hào)，教師號(hào)，書號(hào)） 檔案材料（檔案號(hào)，） 。 。,2006年4月12日,101,E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）,該關(guān)系模型由12個(gè)關(guān)系模式組成。 其中： 學(xué)生關(guān)系模式包含了“擁有”聯(lián)系、“組成”聯(lián)系、“歸檔”聯(lián)系所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式 教師關(guān)系模式包含了“管理”聯(lián)系所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式； 宿舍關(guān)系模式包含了“住宿”聯(lián)系所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式； 課程關(guān)系模式包含了“開(kāi)設(shè)”聯(lián)系所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式。,2006年4月12日,102,ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式集的規(guī)則,將每個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成一個(gè)關(guān)系模式，實(shí)體的屬性即為關(guān)系模式的屬性，實(shí)體標(biāo)識(shí)符即為關(guān)系模式的鍵 二元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換 若實(shí)體間聯(lián)系是1:1，可以在兩個(gè)實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成的兩個(gè)關(guān)系模式中任意一個(gè)關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)關(guān)系模式的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 若實(shí)體間聯(lián)系是1:N，則在N端實(shí)體類型轉(zhuǎn)換成的關(guān)系模式中加入1端實(shí)體類型的鍵和聯(lián)系類型的屬性。 若實(shí)體間聯(lián)系是M:N，則將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為兩端實(shí)體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為兩端實(shí)體鍵的組合 一元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換:同二元聯(lián)系 三元聯(lián)系類型的轉(zhuǎn)換 總是將三元聯(lián)系類型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式，其屬性為三端實(shí)體類型的鍵加上聯(lián)系類型的屬性，而鍵為三端實(shí)體鍵的組合。,2006年4月12日,103,ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換實(shí)例,2006年4月12日,104,ER模型到關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換實(shí)例,零件,零件號(hào),零件名,規(guī)格,數(shù)量,組成,M,N,M,N,P,零件（零件號(hào)，零件名，規(guī)格） 組成（零件號(hào)，子零件號(hào)，數(shù)量）,倉(cāng)庫(kù)（倉(cāng)庫(kù)號(hào)，倉(cāng)庫(kù)名，地址） 商店（商店號(hào)，商店名） 商品（商品號(hào)，商品名） 進(jìn)貨（商店號(hào)，商品名，倉(cāng)庫(kù)號(hào)，日期，數(shù)量）,2006年4月12日,105,采用ER方法的邏輯設(shè)計(jì)步驟,2006年4月12日,106,例1 庫(kù)存銷售信息管理系統(tǒng)的ER模型及轉(zhuǎn)換,庫(kù)存系統(tǒng)ER圖,車間(車間號(hào),車間名,主任名) 產(chǎn)品(產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，單價(jià)) 倉(cāng)位(倉(cāng)位號(hào)，地址，主任名) 客戶(客戶號(hào)，客戶名，聯(lián)系人，電話， 地址，稅號(hào)，賬號(hào)) 銷售員(銷售員號(hào),姓名,性別,學(xué)歷,業(yè)績(jī)）,實(shí)體,入庫(kù)（入庫(kù)單號(hào),入庫(kù)量,入庫(kù)日期,經(jīng)手人, 車間號(hào),倉(cāng)位號(hào),產(chǎn)品名） 出庫(kù)（出庫(kù)單號(hào)，出庫(kù)量，出庫(kù)日期，經(jīng)手人， 客戶號(hào)，產(chǎn)品名，倉(cāng)位號(hào)） 訂單（訂單號(hào)，數(shù)量，折扣，總價(jià)，訂單日期， 產(chǎn)品號(hào)，客戶號(hào)，銷售員號(hào)） 存儲(chǔ)(倉(cāng)位號(hào),產(chǎn)品號(hào),核對(duì)日期,核對(duì)員,存儲(chǔ)量),聯(lián)系,2006年4月12日,107,例2：公司車隊(duì)信息系統(tǒng)的ER模型,2006年4月12日,108,1、 弱實(shí)體,什么是弱實(shí)體 弱實(shí)體的表示方法 包含弱實(shí)體的ER圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式,ER模型的擴(kuò)充,2006年4月12日,109,2 子類實(shí)體與超類實(shí)體,什么是子類和超類 子類和超類的性質(zhì) 子類與超類之間具有繼承性，但子類本身還能包含比超類更多的屬性。 子類和超類有相同的標(biāo)識(shí)符,人員,教師,本科生,學(xué)生,研究生,學(xué)校人事系統(tǒng)中實(shí)體之間的聯(lián)系,人員（身份證號(hào)，姓名，年齡，性別） 教師（身份證號(hào)，教師編號(hào)，職稱） 學(xué)生（身份證號(hào)，學(xué)號(hào)，系別，專業(yè)） 本科生（身份證號(hào)，入學(xué)年份） 研究生（身份證號(hào)，研究方向，導(dǎo)師姓名）,對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式,2006年4月12日,110,6.4.2 向特定DBMS規(guī)定的模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,一般的數(shù)據(jù)模型還需要向特定DBMS規(guī)定的模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 轉(zhuǎn)換的主要依據(jù)是所選用的DBMS的功能及限制。沒(méi)有通用規(guī)則。 對(duì)于關(guān)系模型來(lái)說(shuō)，這種轉(zhuǎn)換通常都比較簡(jiǎn)單。,2006年4月12日,111,6.4.3 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化,數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的結(jié)果不是唯一的。 得到初步數(shù)據(jù)模型后，還應(yīng)該適當(dāng)?shù)匦薷?、調(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的性能，這就是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化。 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)。,2006年4月12日,112,優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法, 確定數(shù)據(jù)依賴 按需求分析階段所得到的語(yǔ)義，分別寫出每個(gè)關(guān)系模式內(nèi)部各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴以及不同關(guān)系模式屬性之間數(shù)據(jù)依賴。 例，課程關(guān)系模式內(nèi)部存在 下列數(shù)據(jù)依賴： 課程號(hào)課程名 課程號(hào)學(xué)分 課程號(hào)教室號(hào) 選修關(guān)系模式中存在 下列數(shù)據(jù)依賴： （學(xué)號(hào)，課程號(hào)）成績(jī),學(xué)生關(guān)系模式中存在 下列數(shù)據(jù)依賴： 學(xué)號(hào)姓名 學(xué)號(hào)性別 學(xué)號(hào)出生日期 學(xué)號(hào)所在系 學(xué)號(hào)年級(jí) 學(xué)號(hào)班級(jí)號(hào) 學(xué)號(hào)平均成績(jī) 學(xué)號(hào)檔案號(hào),學(xué)生關(guān)系模式的學(xué)號(hào)與選修關(guān)系 模式的學(xué)號(hào)之間存在數(shù)據(jù)依賴： 學(xué)生.學(xué)號(hào)選修.學(xué)號(hào),2006年4月12日,113,數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）, 對(duì)于各個(gè)關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。 按照數(shù)據(jù)依賴的理論對(duì)關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析，考查是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等，確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。 例如經(jīng)過(guò)分析可知，課程關(guān)系模式屬于BC范式。 按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，分析對(duì)于這樣的應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，確定是否要對(duì)它們進(jìn)行合并或分解。,2006年4月12日,114,數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）,并不是規(guī)范化程度越高的關(guān)系就越優(yōu)。 當(dāng)一個(gè)應(yīng)用的查詢中經(jīng)常涉及到兩個(gè)或多個(gè)關(guān)系模式的屬性時(shí)，系統(tǒng)必須經(jīng)常地進(jìn)行聯(lián)接運(yùn)算，而聯(lián)系運(yùn)算的代價(jià)是相當(dāng)高的，可以說(shuō)關(guān)系模型低效的主要原因就是做聯(lián)接運(yùn)算引起的，因此在這種情況下，第二范式甚至第一范式也許是最好的。 非BCNF的關(guān)系模式雖然從理論上分析會(huì)存在不同程度的更新異常，但如果在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)此關(guān)系模式只是查詢，并不執(zhí)行更新操作，則就不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際影響。 對(duì)于一個(gè)具體應(yīng)用來(lái)說(shuō)，到底規(guī)范化進(jìn)行到什么程度，需要權(quán)衡響應(yīng)時(shí)間和潛在問(wèn)題兩者的利弊才能決定。一般說(shuō)來(lái)，第三范式就足夠了。,2006年4月12日,115,例：在關(guān)系模式 學(xué)生成績(jī)單(學(xué)號(hào),英語(yǔ),數(shù)學(xué),語(yǔ)文,平均成績(jī)) 中存在下列函數(shù)依賴： 學(xué)號(hào)英語(yǔ) 學(xué)號(hào)數(shù)學(xué) 學(xué)號(hào)語(yǔ)文 學(xué)號(hào)平均成績(jī) (英語(yǔ), 數(shù)學(xué), 語(yǔ)文)平均成績(jī) 顯然有： 學(xué)號(hào)(英語(yǔ),數(shù)學(xué),語(yǔ)文) 因此該關(guān)系模式中存在傳遞函數(shù)信賴，是2NF關(guān)系。 雖然平均成績(jī)可以由其他屬性推算出來(lái)，但如果應(yīng)用中需要經(jīng)常查詢學(xué)生的平均成績(jī)，為提高效率，我們?nèi)匀豢杀Ａ粼撊哂鄶?shù)據(jù)，對(duì)關(guān)系模式不再做進(jìn)一步分解。,2006年4月12日,116,數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）, 按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求，對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解或合并，以提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲(chǔ)空間的利用率 常用分解方法 水平分解 垂直分解,2006年4月12日,117,什么是水平分解？ 把(基本)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，以提高系統(tǒng)的效率。 水平分解的適用范圍 1. 滿足“80/20原則”的應(yīng)用 80/20原則：一個(gè)大關(guān)系中，經(jīng)常被使用的數(shù)據(jù)只是關(guān)系的一部分，約20% 把經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)分解出來(lái)