《系統(tǒng)分析與設計方法》PPT課件

1、系統(tǒng)分析與設計方法 主講教師： 何鳴授課單位： 黑龍江科技大學授課內(nèi)容： 關系數(shù)據(jù)庫物理模型設計關系數(shù)據(jù)庫物理模型設計物理模型設計確定數(shù)據(jù)庫的物理設計評價數(shù)據(jù)庫物理設計數(shù)據(jù)庫物理設計示例（教務管理系統(tǒng)）本次課主要內(nèi)容1 物理模型設計 對于給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合的應用環(huán)境的物理結構的過程，稱為數(shù)據(jù)庫物理設計。 物理設計是為邏輯數(shù)據(jù)模型建立一個完整的能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫結構，就是DBMS、硬件環(huán)境、存儲介質(zhì)、存取方式、網(wǎng)絡環(huán)境等。 設計主要分為兩個方面： 1.確定物理結構，在關系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲結構；2.評價物理結構，評價的重點是時間和空間效率。 2 確定數(shù)據(jù)庫的物理結構 一、 確

2、定數(shù)據(jù)的存儲結構 確定數(shù)據(jù)庫存儲結構時要綜合考慮存取時間、存儲空間利用率和維護代價三方面的因素。 數(shù)據(jù)存放方式有順序存放、散列存放、索引存放和聚簇存放。 1）聚簇功能可以大大提高按聚簇碼進行查詢的效率； 2）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存儲，只要在一組中存一次就行了，因此可以節(jié)省一些存儲空間； 3）聚簇功能不但適用于單個關系，也適用于多個關系。2 確定數(shù)據(jù)庫的物理結構 一、 確定數(shù)據(jù)的存儲結構 確定數(shù)據(jù)庫存儲結構時要綜合考慮存取時間、存儲空間利用率和維護代價三方面的因素。 數(shù)據(jù)存放方式有順序存放、散列存放、索引存放和聚簇存放。 許多關系型DBMS都提

3、供了聚簇功能，即為了提高某個屬性（或?qū)傩越M）的查詢速度，把在這個或這些屬性上有相同值的元組集中存放在一個物理塊中，如果存放不下，可以存放到預留的空白區(qū)或鏈接多個物理塊。2 確定數(shù)據(jù)庫的物理結構 二、 設計數(shù)據(jù)的存取路徑 在關系數(shù)據(jù)庫中，選擇存取路徑主要是指確定如何建立索引。 主要考慮應把哪些域作為次碼建立次索引，建立單碼索引還是組合索引，建立多少個為合適，是否建立聚集索引等 三、 確定數(shù)據(jù)的存放位置 為了提高系統(tǒng)性能，數(shù)據(jù)應該根據(jù)應用情況將易變部分與穩(wěn)定部分、經(jīng)常存取部分和存取頻率較低的部分分開存放。 四、 確定系統(tǒng)配置 DBMS產(chǎn)品一般都提供了一些存儲分配參數(shù)，供設計人員和DBA對數(shù)據(jù)庫進行

4、物理優(yōu)化。初始情況下，系統(tǒng)都為這些變量賦予了合理的缺省值。但是這些值不一定適合每一種應用環(huán)境，在進行物理設計時，需要重新對這些變量賦值以改善系統(tǒng)的性能。 通常情況下，這些配置變量包括： 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)，使用的緩沖區(qū)長度、個數(shù)，時間片大小、數(shù)據(jù)庫的大小、裝填因子、鎖的數(shù)目等等。 2 確定數(shù)據(jù)庫的物理結構3 評價物理結構 4. 數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫設計(Database Design，DD)是指根據(jù)用戶的需求，在某一具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上，設計數(shù)據(jù)庫的結構和建立數(shù)據(jù)庫的過程。 是對于一個給定的應用環(huán)境，構造一個最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，并據(jù)此建立一個既能反映現(xiàn)實世界信息和信息

5、聯(lián)系、滿足用戶對數(shù)據(jù)的使用要求和加工要求，又能被某個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）所接受的數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)。4 教務管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式設計示例 1需求分析 通過對現(xiàn)行教務管理工作調(diào)查和分析，確定與教務管理系統(tǒng)相關的信息。 具體描述如下： 存儲、查詢、維護有關學生的信息； 存儲、查詢、維護有關教師的信息； 存儲、查詢、維護有關每個系部的信息； 存儲、查詢、維護有關每個班級的信息； 存儲、查詢、維護有關課程及使用教材的信息； 存儲、查詢、維護有關課程安排的信息； 存儲、查詢、維護有關每個班級成績的信息； 4 教務管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式設計示例 2概念結構設計 設有如下教學環(huán)境： 一個班有多名學生，一名學生只

6、屬于一個班。一個學生可選修若干門課程，每門課程可被多名學生選修。一位教師可以講授若干門課程，一門課程可有位教師主講。每位教師屬于一個系部，一個系部有若干位教師。4 教務管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式設計示例 2概念結構設計 按照前述轉換原則，可得到一組初始關系模式： 學生（學號，姓名，性別，出生年月，入學時間，家庭地址，班級號） 教師（編號，姓名，性別，出生日期，系號，職位，郵政編碼，聯(lián)系電話，家庭住址） 系部（系部號，系名，系主任，系教師人數(shù)） 班級（班級號，班長，教室地點，班級學生人數(shù)） 課程（課程號，課程名，書號，周學時，總學時，學分） 教材（書號，書名，出版社，作者，價格）4 教務管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模式設計示例 2概念結構設計 按照前述轉換原則，可得到一組初始關系模式： 課程安排（教師編號，課程號，班級編號，學年，學期，上課時間，上課地點） 學生成績（課號，學號，分數(shù)，學分，學年，學期） 教學計劃（班級號，課程號） 1 界面設計定義與分類 2概念結構設計 通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成概念模型，借助實體聯(lián)系方法（E-R方法），進行概念結構設計，得到如圖所示的教務管理系統(tǒng)E-R總圖。 1 界面設計定義與分類 3邏輯結構設計 邏輯模式設計的實質(zhì)是把E-R圖轉換為具體的DBMS支持的數(shù)據(jù)模型。即把E-R圖轉換為關系模型。1 界面設計定義與分類 4體系結構 教務管理系統(tǒng)體