第5章關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計

1、第5章關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計5 51 1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟5.2 5.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法 5.3 5.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計舉例數(shù)據(jù)庫設(shè)計舉例第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計25.1.1 5.1.1 需求分析階段需求分析階段5.1.2 5.1.2 概念模型設(shè)計階段概念模型設(shè)計階段5.1.3 5.1.3 邏輯模型設(shè)計階段邏輯模型設(shè)計階段5.1.4 5.1.4 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段5.1.5 5.1.5 數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段5.1.6 5.1.6 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段51 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)

2、據(jù)庫設(shè)計3圖圖5.1 5.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計4 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計首先必須準(zhǔn)確了解與分析用戶需求，包括進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計首先必須準(zhǔn)確了解與分析用戶需求，包括數(shù)據(jù)與處理需求。需求分析是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是最困數(shù)據(jù)與處理需求。需求分析是整個設(shè)計過程的基礎(chǔ)，是最困難、最耗時的一步。作為難、最耗時的一步。作為“地基地基”的需求分析是否做得充分的需求分析是否做得充分與準(zhǔn)確，決定了在其上構(gòu)建與準(zhǔn)確，決定了在其上構(gòu)建“數(shù)據(jù)庫大廈數(shù)據(jù)庫大廈”的速度與質(zhì)量。的速度與質(zhì)量。需求分析做得不好，可能會導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)庫重新設(shè)計，因此，需求分析做得不好，可能會導(dǎo)致整個數(shù)據(jù)庫重新設(shè)

3、計，因此，務(wù)必引起高度重視。務(wù)必引起高度重視。511 需求分析階段需求分析階段第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計5在概念設(shè)計階段，設(shè)計人員僅從用戶角度看待數(shù)據(jù)及其處理在概念設(shè)計階段，設(shè)計人員僅從用戶角度看待數(shù)據(jù)及其處理要求和約束，產(chǎn)生一個反映用戶觀點(diǎn)的概念模式，也稱為要求和約束，產(chǎn)生一個反映用戶觀點(diǎn)的概念模式，也稱為“組織模式組織模式”。概念模式能充分反映現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體間的聯(lián)。概念模式能充分反映現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體間的聯(lián)系，又是各種基本數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，易于向關(guān)系模型轉(zhuǎn)系，又是各種基本數(shù)據(jù)模型的共同基礎(chǔ)，易于向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換。這樣做有以下好處：換。這樣做有以下好處：（1 1）數(shù)據(jù)庫設(shè)計各階段的任務(wù)

4、相對單一化，設(shè)計復(fù)雜程度）數(shù)據(jù)庫設(shè)計各階段的任務(wù)相對單一化，設(shè)計復(fù)雜程度得到降低，便于組織管理。得到降低，便于組織管理。（2 2）概念模式不受特定）概念模式不受特定DBMSDBMS的限制，也獨(dú)立于存儲安排，的限制，也獨(dú)立于存儲安排，因而比邏輯設(shè)計得到的模式更為穩(wěn)定。因而比邏輯設(shè)計得到的模式更為穩(wěn)定。（3 3）概念模式不含具體的）概念模式不含具體的DBMSDBMS所附加的技術(shù)細(xì)節(jié)，更容易所附加的技術(shù)細(xì)節(jié)，更容易為用戶所理解，因而能準(zhǔn)確地反映用戶的信息需求。為用戶所理解，因而能準(zhǔn)確地反映用戶的信息需求。512 概念模型設(shè)計階段概念模型設(shè)計階段第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計6邏輯模型設(shè)計階段的

5、任務(wù)是將概念模型設(shè)計階段得到的基本邏輯模型設(shè)計階段的任務(wù)是將概念模型設(shè)計階段得到的基本E-RE-R圖，轉(zhuǎn)換為與選用的圖，轉(zhuǎn)換為與選用的DBMSDBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)。如采用基于如采用基于E-RE-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法，該階段就模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法，該階段就是將所設(shè)計的是將所設(shè)計的E-RE-R模型轉(zhuǎn)換為某個模型轉(zhuǎn)換為某個DBMSDBMS所支持的數(shù)據(jù)模型；如所支持的數(shù)據(jù)模型；如采用用戶視圖法，則應(yīng)進(jìn)行采用用戶視圖法，則應(yīng)進(jìn)行表的規(guī)范化，列出所有的關(guān)鍵字表的規(guī)范化，列出所有的關(guān)鍵字以及用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖描述表集合中的約束與聯(lián)系，匯總各用戶以及用

6、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖描述表集合中的約束與聯(lián)系，匯總各用戶視圖的設(shè)計結(jié)果，將所有的用戶視圖合成一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫視圖的設(shè)計結(jié)果，將所有的用戶視圖合成一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)系統(tǒng)。513 邏輯模型設(shè)計階段邏輯模型設(shè)計階段第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)主要指數(shù)據(jù)庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存取方法。數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)主要指數(shù)據(jù)庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存取方法。物理設(shè)計可分五步完成，前三步涉及到物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，后兩步涉及到約束和物理設(shè)計可分五步完成，前三步涉及到物理結(jié)構(gòu)設(shè)計，后兩步涉及到約束和具體的程序設(shè)計：具體的程序設(shè)計：（1 1）存儲記錄結(jié)構(gòu)設(shè)計：包括記錄的組成、數(shù)據(jù)項的類型、長度

7、，以及邏輯）存儲記錄結(jié)構(gòu)設(shè)計：包括記錄的組成、數(shù)據(jù)項的類型、長度，以及邏輯記錄到存儲記錄的映射。記錄到存儲記錄的映射。（2 2） 確定數(shù)據(jù)存放位置：可以把經(jīng)常同時被訪問的數(shù)據(jù)組合在一起，確定數(shù)據(jù)存放位置：可以把經(jīng)常同時被訪問的數(shù)據(jù)組合在一起，“記記錄聚簇（錄聚簇（clustercluster）”技術(shù)能滿足這個要求。技術(shù)能滿足這個要求。（3 3）存取方法的設(shè)計：存取路徑分為主存取路徑及輔存取路徑，前者用于主）存取方法的設(shè)計：存取路徑分為主存取路徑及輔存取路徑，前者用于主鍵檢索，后者用于輔助鍵檢索。鍵檢索，后者用于輔助鍵檢索。（4 4）完整性和安全性考慮：設(shè)計者應(yīng)在完整性、安全性、有效性和效率方面

8、）完整性和安全性考慮：設(shè)計者應(yīng)在完整性、安全性、有效性和效率方面進(jìn)行分析，作出權(quán)衡。進(jìn)行分析，作出權(quán)衡。（5 5）程序設(shè)計：在邏輯數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)確定后，應(yīng)用程序設(shè)計就應(yīng)當(dāng)隨之開始。）程序設(shè)計：在邏輯數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)確定后，應(yīng)用程序設(shè)計就應(yīng)當(dāng)隨之開始。物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性的目的是消除由于物理結(jié)構(gòu)的改變而引起對應(yīng)用程序的修改。物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性的目的是消除由于物理結(jié)構(gòu)的改變而引起對應(yīng)用程序的修改。當(dāng)物理獨(dú)立性未得到保證時，可能會引發(fā)對程序的修改。當(dāng)物理獨(dú)立性未得到保證時，可能會引發(fā)對程序的修改。514 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計階段第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計8根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果，在計算機(jī)系統(tǒng)

9、上建立起實(shí)際根據(jù)邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的結(jié)果，在計算機(jī)系統(tǒng)上建立起實(shí)際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、裝入數(shù)據(jù)、測試和試運(yùn)行的過程稱為數(shù)據(jù)庫的實(shí)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、裝入數(shù)據(jù)、測試和試運(yùn)行的過程稱為數(shù)據(jù)庫的實(shí)施階段。實(shí)施階段主要有三項工作。施階段。實(shí)施階段主要有三項工作。（1 1）建立實(shí)際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。對描述邏輯設(shè)計和物理設(shè)計結(jié)果的）建立實(shí)際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。對描述邏輯設(shè)計和物理設(shè)計結(jié)果的程序即程序即“源模式源模式”，經(jīng)，經(jīng)DBMSDBMS編譯成目標(biāo)模式并執(zhí)行后，便建立編譯成目標(biāo)模式并執(zhí)行后，便建立了實(shí)際的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。了實(shí)際的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。（2 2）裝入試驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以是實(shí)際）裝入試驗(yàn)數(shù)據(jù)對應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試。試驗(yàn)

10、數(shù)據(jù)可以是實(shí)際數(shù)據(jù)，也可由手工生成或用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成。應(yīng)使測試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，也可由手工生成或用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成。應(yīng)使測試數(shù)據(jù)盡可能覆蓋現(xiàn)實(shí)世界的各種情況。盡可能覆蓋現(xiàn)實(shí)世界的各種情況。（3 3）裝入實(shí)際數(shù)據(jù)，進(jìn)入試運(yùn)行狀態(tài)。測量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，）裝入實(shí)際數(shù)據(jù)，進(jìn)入試運(yùn)行狀態(tài)。測量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，是否符合設(shè)計目標(biāo)。如果不符，則返回到前面，修改數(shù)據(jù)庫的是否符合設(shè)計目標(biāo)。如果不符，則返回到前面，修改數(shù)據(jù)庫的物理模型設(shè)計甚至邏輯模型設(shè)計。物理模型設(shè)計甚至邏輯模型設(shè)計。515 數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段第第5 5章章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計9數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正式運(yùn)行，標(biāo)志著數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)工作的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)正式運(yùn)行，標(biāo)志著數(shù)據(jù)庫設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)工作的結(jié)束和維護(hù)階段的開始。運(yùn)行維護(hù)階段的主要任務(wù)有四項：結(jié)束和維護(hù)階段的開始。運(yùn)行維護(hù)階段的主要任務(wù)有四項：（1 1）維護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全性與完整性：檢查系統(tǒng)安全性是否受）維護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全性與完整性：檢查系統(tǒng)安全性是否受到侵犯，及時調(diào)整授權(quán)和密碼，實(shí)施系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲與備份，發(fā)生到侵犯，及時調(diào)整授權(quán)和密碼，實(shí)施系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲與備份，發(fā)生故障后及時恢復(fù)。故障后及時恢復(fù)。（2 2）監(jiān)測并改善數(shù)據(jù)庫運(yùn)行性能：對數(shù)據(jù)庫的存儲空間狀況）監(jiān)測并改善數(shù)據(jù)庫