邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論An Introduction to Database System第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計( (續(xù)續(xù)2)2).第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié).7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計v邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段設(shè)計好的基本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)v邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的

2、關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型將轉(zhuǎn)換來的關(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)換對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化. 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(續(xù)續(xù))邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計時的3個步驟 .7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換7.4.2 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化7.4.3 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式.7.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換v轉(zhuǎn)換內(nèi)容v轉(zhuǎn)換原則.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）vE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換要解決的問題 如何將實體型和實體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式 如何確定這些關(guān)系模式的屬性和碼 v轉(zhuǎn)換內(nèi)容 將E-R圖

3、轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）實體型間的聯(lián)系有以下不同情況 ：(1)一個1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式 與某一端實體對應(yīng)的關(guān)系模式合并(2)一個1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）(3) 一個m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。例，“選修”聯(lián)系是一個m:n聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號與課

4、程號為關(guān)系的組合碼：選修（學(xué)號，課程號，成績）.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）(4)三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。例，“講授”聯(lián)系是一個三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中課程號、職工號和書號為關(guān)系的組合碼：講授（課程號，職工號，書號）.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）(5)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)系個數(shù) 合并方法：將其中一個關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個關(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.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）注意：

5、v 從理論上講，1:1聯(lián)系可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并v 但在一些情況下，與不同的關(guān)系模式合并效率會大不一樣。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。v 由于連接操作是最費時的操作，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)常要查詢某個班級的班主任姓名，則將管理聯(lián)系與教師關(guān)系合并更好些。.E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）例 把圖7.30中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型 部門實體對應(yīng)的關(guān)系模式 部門（部門號，部門名，經(jīng)理的職工號，） 此關(guān)系模式已包含了聯(lián)系“領(lǐng)導(dǎo)”所對應(yīng)的關(guān)系模式 經(jīng)理的職工號是關(guān)系的候選碼 職工實體對應(yīng)的關(guān)系模式 職工（職工

6、號、部門號，職工名，職務(wù)，） 該關(guān)系模式已包含了聯(lián)系“屬于”所對應(yīng)的關(guān)系模式 .E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）例 把圖7.30中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（續(xù)） 產(chǎn)品實體對應(yīng)的關(guān)系模式 產(chǎn)品（產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，產(chǎn)品組長的職工號，） 供應(yīng)商實體對應(yīng)的關(guān)系模式 供應(yīng)商（供應(yīng)商號，姓名，） 零件實體對應(yīng)的關(guān)系模式 零件（零件號，零件名，） .E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）例 把圖7.30中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（續(xù)） 聯(lián)系“參加”所對應(yīng)的關(guān)系模式 職工工作（職工號，產(chǎn)品號，工作天數(shù)，） 聯(lián)系“供應(yīng)”所對應(yīng)的關(guān)系模式 供應(yīng)（產(chǎn)品號，供應(yīng)商號

7、，零件號，供應(yīng)量） .7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換7.4.2 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化7.4.3 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式.7.4.2 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化v 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)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能，這就是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化v 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).數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）v優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法v確定數(shù)據(jù)依賴v按需求分析階段所得到的語義，分別寫出每個關(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v消除 冗余的聯(lián)系v對于各個

8、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。v確定所屬范式按照數(shù)據(jù)依賴的理論對關(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.數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）v按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理的要求，分析對于這樣的應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，v 確定是否要對它們進(jìn)行合并或分解。并不是規(guī)范化程度越高的關(guān)系就越優(yōu)，一般說來，第三范式就足夠了.數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）例：在關(guān)系模式 學(xué)生成績單(學(xué)號,英語,數(shù)學(xué),語文,平均成績) 中存在下列函數(shù)依賴： 學(xué)號英語 學(xué)號數(shù)學(xué) 學(xué)號語文 學(xué)號平均成績 (英語,

9、數(shù)學(xué), 語文)平均成績.數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） 顯然有： 學(xué)號(英語,數(shù)學(xué),語文)因此該關(guān)系模式中存在傳遞函數(shù)信賴，是2NF關(guān)系 雖然平均成績可以由其他屬性推算出來，但如果應(yīng)用中需要經(jīng)常查詢學(xué)生的平均成績，為提高效率，仍然可保留該冗余數(shù)據(jù)，對關(guān)系模式不再做進(jìn)一步分解.數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）v按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理的要求，對關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，以提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲空間的利用率常用分解方法 水平分解 垂直分解.數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） 水平分解什么是水平分解 把(基本)關(guān)系的元組分為若干子集合，定義每個子集合為一個子關(guān)

10、系，以提高系統(tǒng)的效率水平分解的適用范圍 滿足“80/20原則”的應(yīng)用 并發(fā)事務(wù)經(jīng)常存取不相交的數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） 垂直分解什么是垂直分解 把關(guān)系模式R的屬性分解為若干子集合，形成若干子關(guān)系模式垂直分解的適用范圍 取決于分解后R上的所有事務(wù)的總效率是否得到了提高.7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換7.4.2 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化7.4.3 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式.7.4.3 設(shè)計用戶子模式設(shè)計用戶子模式v定義用戶外模式時應(yīng)該注重的問題 包括三個方面： (1) 使用更符合用戶習(xí)慣的別名 (2) 針對不同級

11、別的用戶定義不同的View ，以 滿足系統(tǒng)對安全性的要求。 (3) 簡化用戶對系統(tǒng)的使用.設(shè)計用戶子模式（續(xù)）設(shè)計用戶子模式（續(xù)）例例 關(guān)系模式產(chǎn)品（產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價，生產(chǎn)車間，生產(chǎn)負(fù)責(zé)人，產(chǎn)品成本，產(chǎn)品合格率，質(zhì)量等級），可以在產(chǎn)品關(guān)系上建立兩個視圖： 為一般顧客建立視圖： 產(chǎn)品1（產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價） 為產(chǎn)品銷售部門建立視圖： 產(chǎn)品2（產(chǎn)品號，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價，車間，生產(chǎn)負(fù)責(zé)人） 顧客視圖中只包含允許顧客查詢的屬性 銷售部門視圖中只包含允許銷售部門查詢的屬性 生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)部門則可以查詢?nèi)慨a(chǎn)品數(shù)據(jù) 可以防止用戶非法訪問不允許他們查詢的數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的安全性.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)

12、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)v 任務(wù) 將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)模型v 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟 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 對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化 設(shè)計用戶子模式.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)vE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換內(nèi)容vE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)v優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法 1. 確定數(shù)據(jù)依賴 2. 對于各個關(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。 3. 確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。 4. 分析對于應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，確定是否要對它們進(jìn)行合并或分解。 5. 對關(guān)系模式進(jìn)行必

13、要的分解或合并.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié)v設(shè)計用戶子模式 1. 使用更符合用戶習(xí)慣的別名 2. 針對不同級別的用戶定義不同的外模式，以滿足系統(tǒng)對安全性的要求。 3. 簡化用戶對系統(tǒng)的使用.第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié).7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計v數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計 數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于選定的數(shù)據(jù)庫管理

14、系統(tǒng) 為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計.數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(續(xù)續(xù))v數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的步驟 確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結(jié)構(gòu) 對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價，評價的重點是時間和空間效率 如果評價結(jié)果滿足原設(shè)計要求，則可進(jìn)入到物理實施階段，否則，就需要重新設(shè)計或修改物理結(jié)構(gòu)，有時甚至要返回邏輯設(shè)計階段修改數(shù)據(jù)模型.數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(續(xù)續(xù))數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計確定數(shù)確定數(shù)據(jù)庫的據(jù)庫的物理結(jié)物理結(jié)構(gòu)構(gòu)評價數(shù)據(jù)評價數(shù)據(jù)庫的物理庫的物理結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫實施實施物理物理模型模

15、型邏輯邏輯模型模型.7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法7.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇關(guān)系模式存取方法選擇7.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)7.5.4 評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu).7.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法v設(shè)計物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備工作 對要運行的事務(wù)進(jìn)行詳細(xì)分析，獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計所需參數(shù) 充分了解所用RDBMS的內(nèi)部特征，特別是系統(tǒng)提供的存取方法和存儲結(jié)構(gòu).數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)）v選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計所需參數(shù) 數(shù)據(jù)庫查詢

16、事務(wù)查詢的關(guān)系 查詢條件所涉及的屬性 連接條件所涉及的屬性 查詢的投影屬性 .數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)）v選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計所需參數(shù)(續(xù)) 數(shù)據(jù)更新事務(wù)被更新的關(guān)系每個關(guān)系上的更新操作條件所涉及的屬性 修改操作要改變的屬性值 每個事務(wù)在各關(guān)系上運行的頻率和性能要求.數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)）v關(guān)系數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容 為關(guān)系模式選擇存取方法(建立存取路徑) 設(shè)計關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲結(jié)構(gòu).7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法7.5.2

17、 關(guān)系模式存取方法選擇關(guān)系模式存取方法選擇7.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)7.5.4 評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu).7.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇關(guān)系模式存取方法選擇v 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是多用戶共享的系統(tǒng)，對同一個關(guān)系要建立多條存取路徑才能滿足多用戶的多種應(yīng)用要求v 物理設(shè)計的任務(wù)之一就是要確定選擇哪些存取方法，即建立哪些存取路徑.關(guān)系模式存取方法選擇（續(xù)）關(guān)系模式存取方法選擇（續(xù)）vDBMS常用存取方法 索引方法目前主要是B+樹索引方法經(jīng)典存取方法，使用最普遍 聚簇（Cluster）方法 HASH方法.一、索引存取方法的選擇一、索引存取方法的選擇v 根據(jù)應(yīng)用要求確定 對哪些屬性列

18、建立索引 對哪些屬性列建立組合索引 對哪些索引要設(shè)計為唯一索引.索引存取方法的選擇（續(xù)）索引存取方法的選擇（續(xù)）v 選擇索引存取方法的一般規(guī)則如果一個(或一組)屬性經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(或這組)屬性上建立索引(或組合索引)如果一個屬性經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù)，則考慮在這個屬性上建立索引如果一個(或一組)屬性經(jīng)常在連接操作的連接條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(或這組)屬性上建立索引v關(guān)系上定義的索引數(shù)過多會帶來較多的額外開銷 維護(hù)索引的開銷 查找索引的開銷.二、聚簇存取方法的選擇二、聚簇存取方法的選擇v聚簇 為了提高某個屬性（或?qū)傩越M）的查詢速度，把這個或這些屬性（稱為聚簇

19、碼）上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊稱為聚簇.聚簇存取方法的選擇（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)）v聚簇的用途 1. 大大提高按聚簇碼進(jìn)行查詢的效率 例：假設(shè)學(xué)生關(guān)系按所在系建有索引，現(xiàn)在要查詢信息系的所有學(xué)生名單。信息系的500名學(xué)生分布在500個不同的物理塊上時，至少要執(zhí)行500次I/O操作如果將同一系的學(xué)生元組集中存放，則每讀一個物理塊可得到多個滿足查詢條件的元組，從而顯著地減少了訪問磁盤的次數(shù).聚簇存取方法的選擇（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)） 2. 節(jié)省存儲空間聚簇以后，聚簇碼相同的元組集中在一起了，因而聚簇碼值不必在每個元組中重復(fù)存儲，只要在一組中存一次就行了.聚簇存取方法的選擇

20、（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)）v聚簇的局限性 1. 聚簇只能提高某些特定應(yīng)用的性能 2. 建立與維護(hù)聚簇的開銷相當(dāng)大對已有關(guān)系建立聚簇，將導(dǎo)致關(guān)系中元組移動其物理存儲位置，并使此關(guān)系上原有的索引無效，必須重建當(dāng)一個元組的聚簇碼改變時，該元組的存儲位置也要做相應(yīng)移動.聚簇存取方法的選擇（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)）v聚簇的適用范圍 1. 既適用于單個關(guān)系獨立聚簇，也適用于多個關(guān)系組合聚簇例：假設(shè)用戶經(jīng)常要按系別查詢學(xué)生成績單，這一查詢涉及學(xué)生關(guān)系和選修關(guān)系的連接操作，即需要按學(xué)號連接這兩個關(guān)系，為提高連接操作的效率，可以把具有相同學(xué)號值的學(xué)生元組和選修元組在物理上聚簇在一起。這就相當(dāng)于把多個關(guān)系

21、按“預(yù)連接”的形式存放，從而大大提高連接操作的效率。.聚簇存取方法的選擇（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)） 2. 當(dāng)通過聚簇碼進(jìn)行訪問或連接是該關(guān)系的主要應(yīng)用，與聚簇碼無關(guān)的其他訪問很少或者是次要的時，可以使用聚簇。尤其當(dāng)SQL語句中包含有與聚簇碼有關(guān)的ORDER BY，GROUP BY，UNION，DISTINCT等子句或短語時，使用聚簇特別有利，可以省去對結(jié)果集的排序操作.聚簇存取方法的選擇（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)）v設(shè)計候選聚簇對經(jīng)常在一起進(jìn)行連接操作的關(guān)系可以建立聚簇如果一個關(guān)系的一組屬性經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中，則該單個關(guān)系可建立聚簇如果一個關(guān)系的一個(或一組)屬性上的值重復(fù)率很高，

22、則此單個關(guān)系可建立聚簇。即對應(yīng)每個聚簇碼值的平均元組數(shù)不太少。太少了，聚簇的效果不明顯.聚簇存取方法的選擇（續(xù)）聚簇存取方法的選擇（續(xù)）v優(yōu)化聚簇設(shè)計從聚簇中刪除經(jīng)常進(jìn)行全表掃描的關(guān)系；從聚簇中刪除更新操作遠(yuǎn)多于連接操作的關(guān)系；不同的聚簇中可能包含相同的關(guān)系，一個關(guān)系可以在某一個聚簇中，但不能同時加入多個聚簇 從這多個聚簇方案(包括不建立聚簇)中選擇一個較優(yōu)的，即在這個聚簇上運行各種事務(wù)的總代價最小.三、三、HASH存取方法的選擇存取方法的選擇v 選擇HASH存取方法的規(guī)則 當(dāng)一個關(guān)系滿足下列兩個條件時，可以選擇HASH存取方法該關(guān)系的屬性主要出現(xiàn)在等值連接條件中或主要出現(xiàn)在相等比較選擇條件中

23、該關(guān)系的大小可預(yù)知，而且不變； 或 該關(guān)系的大小動態(tài)改變，但所選用的DBMS提供了動態(tài)HASH存取方法.7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法7.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇關(guān)系模式存取方法選擇7.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)7.5.4 評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu).7.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)v確定數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)的內(nèi)容 1. 確定數(shù)據(jù)的存放位置和存儲結(jié)構(gòu) 關(guān)系 索引 聚簇 日志 備份 2. 確定系統(tǒng)配置.1. 確定數(shù)據(jù)的存放位置確定數(shù)據(jù)的存放位置v確定數(shù)據(jù)存放位置和存儲結(jié)構(gòu)的因素 存取時

24、間 存儲空間利用率 維護(hù)代價 這三個方面常常是相互矛盾的 例：消除一切冗余數(shù)據(jù)雖能夠節(jié)約存儲空間和減少維護(hù)代價，但往往會導(dǎo)致檢索代價的增加 必須進(jìn)行權(quán)衡，選擇一個折中方案.確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）v基本原則 根據(jù)應(yīng)用情況將易變部分與穩(wěn)定部分分開存放存取頻率較高部分與存取頻率較低部分，分開存放.確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）例：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等由于只在故障恢復(fù)時才使用，而且數(shù)據(jù)量很大，可以考慮存放在磁帶上如果計算機(jī)有多個磁盤或磁盤陣列 ，可以考慮將表和索引分別放在不同的磁盤上，在查詢時，由于磁盤驅(qū)動器并行工作，可以提高物理I/O讀寫的效率

25、.確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）例（續(xù)）：可以將比較大的表分別放在兩個磁盤上，以加快存取速度，這在多用戶環(huán)境下特別有效可以將日志文件與數(shù)據(jù)庫對象（表、索引等）放在不同的磁盤以改進(jìn)系統(tǒng)的性能.2. 確定系統(tǒng)配置確定系統(tǒng)配置vDBMS產(chǎn)品一般都提供了一些存儲分配參數(shù) 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) 內(nèi)存分配參數(shù) 使用的緩沖區(qū)長度、個數(shù) 存儲分配參數(shù) .7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和方法7.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇關(guān)系模式存取方法選擇7.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)7.5.

26、4 評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu).7.5.4 評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu)v評價內(nèi)容 對數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計過程中產(chǎn)生的多種方案進(jìn)行細(xì)致的評價，從中選擇一個較優(yōu)的方案作為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu).評價物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu)(續(xù)續(xù))v評價方法（完全依賴于所選用的DBMS ） 定量估算各種方案 存儲空間 存取時間 維護(hù)代價 對估算結(jié)果進(jìn)行權(quán)衡、比較，選擇出一個較優(yōu)的合理的物理結(jié)構(gòu) 如果該結(jié)構(gòu)不符合用戶需求，則需要修改設(shè)計.第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析需求分析7.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計概念結(jié)構(gòu)設(shè)計7.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.

27、6 數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)7.7 小結(jié)小結(jié).7.6數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)7.6.1 數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試7.6.2 數(shù)據(jù)庫的試運行數(shù)據(jù)庫的試運行 7.6.3 數(shù)據(jù)庫的運行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運行和維護(hù) .7.6.1 數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試v 數(shù)據(jù)的載入 v 應(yīng)用程序的編碼和調(diào)試. 數(shù)據(jù)的載入數(shù)據(jù)的載入 v 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)建立好后，就可以向數(shù)據(jù)庫中裝載數(shù)據(jù)了。組織數(shù)據(jù)入庫是數(shù)據(jù)庫實施階段最主要的工作。v 數(shù)據(jù)裝載方法 人工方法 計算機(jī)輔助數(shù)據(jù)入庫.應(yīng)用程序的編碼和調(diào)試應(yīng)用程序的編碼和調(diào)試v數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的設(shè)計應(yīng)該與數(shù)據(jù)設(shè)

28、計并行進(jìn)行v在組織數(shù)據(jù)入庫的同時還要調(diào)試應(yīng)用程序 .7.6數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)7.6.1 數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試7.6.2 數(shù)據(jù)庫的試運行數(shù)據(jù)庫的試運行 7.6.3 數(shù)據(jù)庫的運行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的運行和維護(hù) .7.6.2 數(shù)據(jù)庫的試運行數(shù)據(jù)庫的試運行v 在原有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有一小部分已輸入數(shù)據(jù)庫后，就可以開始對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，稱為數(shù)據(jù)庫的試運行 v 數(shù)據(jù)庫試運行主要工作包括：1）功能測試 實際運行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的各種操作，測試應(yīng)用程序的功能是否滿足設(shè)計要求 如果不滿足，對應(yīng)用程序部分則要修改、調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)計要求2）性能測試 測量系統(tǒng)的

29、性能指標(biāo)，分析是否達(dá)到設(shè)計目標(biāo) 如果測試的結(jié)果與設(shè)計目標(biāo)不符，則要返回物理設(shè)計階段，重新調(diào)整物理結(jié)構(gòu)，修改系統(tǒng)參數(shù)，某些情況下甚至要返回邏輯設(shè)計階段，修改邏輯結(jié)構(gòu) .數(shù)據(jù)庫的試運行（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的試運行（續(xù)）強調(diào)兩點：v 分期分批組織數(shù)據(jù)入庫 重新設(shè)計物理結(jié)構(gòu)甚至邏輯結(jié)構(gòu)，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)重新入庫。 由于數(shù)據(jù)入庫工作量實在太大，費時、費力，所以應(yīng)分期分批地組織數(shù)據(jù)入庫 先輸入小批量數(shù)據(jù)供調(diào)試用待試運行基本合格后再大批量輸入數(shù)據(jù)逐步增加數(shù)據(jù)量，逐步完成運行評價.數(shù)據(jù)庫的試運行（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的試運行（續(xù)）v 數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù) 在數(shù)據(jù)庫試運行階段，系統(tǒng)還不穩(wěn)定，硬、軟件故障隨時都可能發(fā)生 系統(tǒng)的操作人員對新系統(tǒng)還不熟悉，誤操作也不可避免 因此必須做好數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)工作，盡量減少對數(shù)據(jù)庫的破壞。.7.6數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫實施和維護(hù)7.6.1 數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試7.6.2 數(shù)據(jù)庫的試運行數(shù)據(jù)庫的試運行 7.6.3 數(shù)據(jù)庫的運行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的