第3章 圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

1、 第3章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(shj)共三十頁(yè) 數(shù)據(jù)庫(kù)是現(xiàn)代各種信息系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)庫(kù)多存儲(chǔ)的信息能否(nn fu)正確反映現(xiàn)實(shí)世界，在運(yùn)行中能否(nn fu)及時(shí)、準(zhǔn)確地為各個(gè)應(yīng)用程序提供所需數(shù)據(jù)，與信息系統(tǒng)的性能密切相關(guān)。本章主要介紹數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及常用的設(shè)計(jì)方法和步驟。共三十頁(yè)3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(shj)概述 現(xiàn)實(shí)世界(shji)的信息結(jié)構(gòu)復(fù)雜且應(yīng)用環(huán)境多種多樣，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作是一項(xiàng)龐大的工程，是一個(gè)多學(xué)科的綜合性技術(shù)。共三十頁(yè)3.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是：對(duì)于給定的應(yīng)用環(huán)境，建立一個(gè)良好的、能滿足不同用戶(yngh)使用要求的、又能被選定的DBMS所接受的數(shù)據(jù)庫(kù)系

2、統(tǒng)模式。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)的行為特性設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模式設(shè)計(jì)。1. 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特性是指數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)特征。由于數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特性是靜態(tài)的，一般情況下不會(huì)輕易變動(dòng)，因此數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)又稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特性設(shè)計(jì)過(guò)程是：先將現(xiàn)實(shí)世界中的事物、事物間的聯(lián)系用E-R圖表示，再將各個(gè)分E-R圖匯總，得出數(shù)據(jù)庫(kù)的概念結(jié)構(gòu)模型，最后將概念結(jié)構(gòu)模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)模型表示。 共三十頁(yè)2. 數(shù)據(jù)庫(kù)的行為特性設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)的行為特性設(shè)計(jì)是指確定數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(yngh)的行為和動(dòng)作，并設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)、功能結(jié)

3、構(gòu)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖，確定數(shù)據(jù)庫(kù)的子模式。數(shù)據(jù)庫(kù)用戶的行為和動(dòng)作是指數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)、事物處理及報(bào)表處理等操作，這些都是通過(guò)應(yīng)用程序表達(dá)和執(zhí)行。由于用戶行為總是更新數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的存取數(shù)據(jù)操作，用戶行為特性是動(dòng)態(tài)的，所以數(shù)據(jù)庫(kù)的行為特性設(shè)計(jì)也稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)庫(kù)行為特性的設(shè)計(jì)步驟是：將現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)及應(yīng)用情況用數(shù)據(jù)流程圖和數(shù)據(jù)字典表示，并詳細(xì)描述其中的數(shù)據(jù)操作要求（即操作對(duì)象、方法、頻度和實(shí)時(shí)性要求）；確定系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)；確定系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)；確定數(shù)據(jù)庫(kù)的子模式；確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖。3.數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模式設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理模式設(shè)計(jì)要求：根據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性（即數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用處理要求），在選定

4、的DBMS環(huán)境下，把數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)模型加以物理實(shí)現(xiàn)，從而得出數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)模式和存取方法。共三十頁(yè)3.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟 按規(guī)范化設(shè)計(jì)方法可將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為以下六個(gè)階段，每個(gè)階段都有相應(yīng)的成果，如圖3-1所示。1) 需求分析。2) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4) 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)。5) 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施。6) 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行(ynxng)和維護(hù)。共三十頁(yè)1. 需求分析階段 需求分析是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的第一步，也是最困難、最耗時(shí)間的一步。需求分析的主要任務(wù)是：詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象（組織、部門(mén)、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)）的概況和發(fā)展前景；明確用戶的各種需求；收集支持系統(tǒng)目標(biāo)

5、的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其處理方法；確定新系統(tǒng)的功能和邊界。(1) 調(diào)查的內(nèi)容 調(diào)查是系統(tǒng)需求分析的重要手段，只有通過(guò)對(duì)用戶的調(diào)查研究，才能得出需要的信息。調(diào)查的目的是獲得數(shù)據(jù)庫(kù)所需數(shù)據(jù)情況和數(shù)據(jù)處理要求。調(diào)查的具體內(nèi)容有以下三方面。1）信息內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫(kù)中需存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)，它包括用戶將從數(shù)據(jù)庫(kù)中直接獲 得或者間接導(dǎo)出的信息的內(nèi)容和性質(zhì)。2) 數(shù)據(jù)處理內(nèi)容：用戶要完成什么數(shù)據(jù)處理功能；用戶對(duì)數(shù)據(jù)處理響應(yīng)(xingyng)時(shí) 間的要求；數(shù)據(jù)處理的工作方式（是批處理還是聯(lián)機(jī)處理）。3) 安全性和完整性要求。共三十頁(yè)(2) 調(diào)查的步驟調(diào)查步驟如下：1）了解管理對(duì)象的組織(zzh)結(jié)構(gòu)情況：在系統(tǒng)分析時(shí)，要對(duì)管理對(duì)象

6、所涉及的 行政組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行了解，弄清所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與哪些部門(mén)相關(guān)，這 些部門(mén)以及下屬各個(gè)單位的聯(lián)系和職責(zé)是什么。2) 了解相關(guān)部門(mén)的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況：各部門(mén)需要輸入和使用什么數(shù)據(jù)；在部 門(mén)中是如何加工處理這些數(shù)據(jù)的；各部門(mén)需要輸出什么信息；輸出到什 么部門(mén)；輸出數(shù)據(jù)的格式是什么。3) 確定新系統(tǒng)的邊界：哪些功能現(xiàn)在就由計(jì)算機(jī)完成；哪些功能將來(lái)準(zhǔn)備 讓計(jì)算機(jī)完成；哪些功能或活動(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。2. 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)將系統(tǒng)需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)的過(guò)程。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果是數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中應(yīng)十分重視概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它

7、是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 只有將系統(tǒng)應(yīng)用需求抽象為信息世界的結(jié)構(gòu)，也就是概念模型后，才能轉(zhuǎn)化為機(jī)器世界中的數(shù)據(jù)模型，并用DBMS實(shí)現(xiàn)這些需求。共三十頁(yè) 概念模型獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)和支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的DBMS，它應(yīng)該滿足：1) 概念模型是現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)(y )真實(shí)模型：概念模型應(yīng)能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，能滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。2) 概念模型應(yīng)當(dāng)易于理解：概念模型只有被用戶理解后，才可以與設(shè)計(jì)者交換意見(jiàn)，參與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。3) 概念模型應(yīng)當(dāng)易于更改：由于現(xiàn)實(shí)世界（應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求）會(huì)發(fā)生變化，這就需要改變概念模型，易于更改的概念模型有利于修改和擴(kuò)充。4) 概念模型應(yīng)易于向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換：概念模型

8、最終要轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型。設(shè)計(jì)概念模型時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，使其有利于向特定的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 現(xiàn)階段概念模型通常用E-R圖來(lái)描述和定義。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體E-R圖的可以分為兩步：第一步是設(shè)計(jì)局部的E-R模型，即設(shè)計(jì)局部視圖；第二步是綜合各局部E-R模型，形成總的E-R模型，即全局的概念模型。3. 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 E-R圖表示的概念模型是用戶數(shù)據(jù)要求的形式化。E-R圖獨(dú)立于任何一種數(shù)據(jù)模型，它也不為任何一個(gè)DBMS所支持。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)就是把概念模型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成某個(gè)具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。共三十頁(yè) 通常把概念模型向邏輯模型的轉(zhuǎn)換過(guò)程分為3步進(jìn)行：1) 把概念模型轉(zhuǎn)換成一般的數(shù)據(jù)模型。2) 將一般的數(shù)據(jù)

9、模型轉(zhuǎn)換成特定的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。3) 通過(guò)優(yōu)化方法將其轉(zhuǎn)換為優(yōu)化的數(shù)據(jù)模型。概念模型向邏輯模型的轉(zhuǎn)換步驟，如圖3-2所示。 由于現(xiàn)階段流行的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)多是基于關(guān)系模型的，下面重點(diǎn)介紹概念模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則和方法。 將E-R圖轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是如何將實(shí)體集和實(shí)體間的聯(lián)系(linx)轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式；二是如何確定這些關(guān)系模式的屬性和碼。關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)是一組關(guān)系模式，而E-R圖則是由實(shí)體集、屬性以及聯(lián)系3個(gè)要素組成的，將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型實(shí)際就是要將實(shí)體集、屬性以及聯(lián)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式。 共三十頁(yè)概念模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的基本方法如下。(1) 實(shí)體集的轉(zhuǎn)換規(guī)則

10、 概念模型中的一個(gè)實(shí)體集轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型中的一個(gè)關(guān)系，實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼，關(guān)系的結(jié)構(gòu)是關(guān)系模式。(2) 實(shí)體集間聯(lián)系(linx)的轉(zhuǎn)換規(guī)則 在向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換時(shí)，實(shí)體集間的聯(lián)系可按以下規(guī)則轉(zhuǎn)換： 1) 1:1聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。 一個(gè)1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，也可以與任意一端實(shí)體集所對(duì)應(yīng)的關(guān)系合并。如果將1:1聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，則與該聯(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，且每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼。如果將1:1聯(lián)系與某一端實(shí)體集所對(duì)應(yīng)的關(guān)系合并，則需要在被合并關(guān)系中增加屬性，其新增的屬性為聯(lián)系本身的屬性和與聯(lián)系相關(guān)的另一個(gè)實(shí)體集

11、的碼。2) 1:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。 在向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換時(shí)，實(shí)體間的1:n聯(lián)系可以有兩種轉(zhuǎn)換方法：一種方法是將聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，其關(guān)系的屬性由與該聯(lián)系相連的各實(shí)體集的碼以及聯(lián)系本身的屬性組成，而該關(guān)系的碼為n端實(shí)體集的碼；另一種方法是在n端實(shí)體集中增加新的屬性，新屬性由聯(lián)系對(duì)應(yīng)的1端實(shí)體集的碼和聯(lián)系自身的屬性構(gòu)成，新增屬性后原關(guān)系的碼不變。共三十頁(yè)3) m:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。 在向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換時(shí)，一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系。轉(zhuǎn)換方法為：與該聯(lián)系相連的各實(shí)體集的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，新關(guān)系的碼為兩個(gè)(lin )相連實(shí)體碼的組合（該碼為多屬性構(gòu)成的組合碼）。4) 3個(gè)或3個(gè)

12、以上實(shí)體集間的多元聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。 要將3個(gè)或3個(gè)以上實(shí)體集間的多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，可根據(jù)以下兩種情況采用不同的方法處理：對(duì)于一對(duì)多的多元聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法是修改n端實(shí)體集對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即將與聯(lián)系相關(guān)的1端實(shí)體集的碼和聯(lián)系自身的屬性作為新屬性加入到n端實(shí)體集中；對(duì)于多對(duì)多的多元聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的方法是新建一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系，該關(guān)系的屬性為多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性，碼為各實(shí)體碼的組合。(3) 關(guān)系合并規(guī)則在關(guān)系模型中，具有相同碼的關(guān)系，可根據(jù)情況合并為一個(gè)關(guān)系。共三十頁(yè)4. 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是對(duì)于給定的邏輯數(shù)據(jù)模型，選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)

13、構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)指的是物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法，它依賴于給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以分為兩步進(jìn)行：首先確定數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，既確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；然后對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)物理結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和效率。如果評(píng)價(jià)結(jié)果滿足原設(shè)計(jì)要求，則可進(jìn)行物理實(shí)施；否則應(yīng)該重新設(shè)計(jì)或修改物理結(jié)構(gòu)，有時(shí)甚至要返回邏輯設(shè)計(jì)階段修改數(shù)據(jù)模型。 由于不同的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品所提供的物理環(huán)境、存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)各不相同，供設(shè)計(jì)人員使用的設(shè)計(jì)變量、參數(shù)范圍也各不相同，所以數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有通用的設(shè)計(jì)方法可以遵循，僅有一般的設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則(yunz)供數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者參考。共三十頁(yè) 數(shù)據(jù)庫(kù)

14、設(shè)計(jì)人員都希望自己設(shè)計(jì)的物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)能滿足事務(wù)在數(shù)據(jù)庫(kù)上運(yùn)行時(shí)響應(yīng)時(shí)間短、存儲(chǔ)空間利用率高和事務(wù)吞吐率大的要求。為此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)要運(yùn)行的事務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所需要的參數(shù)，并且應(yīng)當(dāng)全面了解給定的DBMS的功能、DBMS提供的物理環(huán)境和工具，尤其(yuq)是存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法。 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要指選擇存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括確定關(guān)系、索引、聚簇、日志、備份等的存儲(chǔ)安排和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)配置等。共三十頁(yè)5. 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行初步評(píng)價(jià)以后，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施了。數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段的工作是：1) 設(shè)計(jì)人員用DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言和其

15、他實(shí)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)結(jié)果嚴(yán)格描述出來(lái)，使數(shù)據(jù)模型成為DBMS可以接受的源代碼。2) 經(jīng)過(guò)調(diào)試產(chǎn)生目標(biāo)模式，完成建立定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的工作。3) 組織數(shù)據(jù)入庫(kù)，并運(yùn)行應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試。組織數(shù)據(jù)入庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段最主要的工作。由于數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)量一般都比較大，而且數(shù)據(jù)來(lái)源于部門(mén)中的各個(gè)不同(b tn)的單位，分散在各種數(shù)據(jù)文件、原始憑證或單據(jù)中，有大量的紙質(zhì)文件需要處理，數(shù)據(jù)的組織方式、結(jié)構(gòu)和格式都與新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有相當(dāng)大的差距。組織數(shù)據(jù)錄入時(shí)需要將各類源數(shù)據(jù)從各個(gè)局部應(yīng)用中抽取出來(lái)，并輸入到計(jì)算機(jī)后再進(jìn)行分類轉(zhuǎn)換，綜合成符合新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的形式，最后輸入數(shù)據(jù)庫(kù)。為提高數(shù)據(jù)輸入

16、工作的效率和質(zhì)量，必要時(shí)要針對(duì)具體的應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)入庫(kù)的任務(wù)。共三十頁(yè)6. 數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作完成之后，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行與維護(hù)階段，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常性地維護(hù)工作主要是由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員完成的。數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)工作包括以下四項(xiàng)。(1) 數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)(huf) 數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)是系統(tǒng)正式運(yùn)行后最重要的維護(hù)工作之一。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員要針對(duì)不同的應(yīng)用要求制定不同的轉(zhuǎn)儲(chǔ)計(jì)劃，以保證一旦發(fā)生故障盡快將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某種一致的狀態(tài)，并盡可能減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的破壞。(2) 數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性控制 在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中，由與應(yīng)用環(huán)境的變化，對(duì)安全性的要求也會(huì)發(fā)生變化。

17、比如有的數(shù)據(jù)原來(lái)是機(jī)密的，現(xiàn)在變成可以公開(kāi)查詢的了，而新加入的數(shù)據(jù)又可能是機(jī)密的?；蛘邤?shù)據(jù)庫(kù)的完整性約束條件也會(huì)變化，這些都需要數(shù)據(jù)庫(kù)管理員不斷修正，以滿足用戶需要。共三十頁(yè)(3) 數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改造 在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中，監(jiān)督系統(tǒng)運(yùn)行、對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并找出改進(jìn)系統(tǒng)性能的方法，是數(shù)據(jù)庫(kù)管理員的又一重要任務(wù)。目前有些DBMS產(chǎn)品提供了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能的參數(shù)工具，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員可以利用這些工具方便地得到系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一系列性能參數(shù)的值。數(shù)據(jù)庫(kù)管理員應(yīng)仔細(xì)分析這些數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行狀況是否最佳，應(yīng)作哪些改進(jìn)。(4) 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)使數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)情況變壞，降低

18、了數(shù)據(jù)的存取效率，數(shù)據(jù)庫(kù)的性能下降。這時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員就要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行重組織或部分重組織。DBMS一般都提供數(shù)據(jù)重組織用的實(shí)用程序。這里僅對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行了粗略的介紹，還有許多細(xì)節(jié)內(nèi)容未設(shè)計(jì)，有興趣的讀者可以參考相關(guān)(xinggun)書(shū)籍。共三十頁(yè)3.2 圖書(shū)館管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)(shj) 本書(shū)以一個(gè)圖書(shū)館管理系統(tǒng)為例，介紹數(shù)據(jù)庫(kù)從設(shè)計(jì)到具體實(shí)施的過(guò)程。實(shí)際(shj)的圖書(shū)館管理系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行過(guò)程十分復(fù)雜，這里只選取和圖書(shū)館使用者密切相關(guān)且熟悉的借閱過(guò)程。但通過(guò)該示例學(xué)習(xí)和靈活運(yùn)用相關(guān)的知識(shí)，讀者就可以開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。共三十頁(yè)3.2.1 需求分析 通過(guò)對(duì)現(xiàn)行圖書(shū)館業(yè)務(wù)的調(diào)查，

19、明確了圖書(shū)館工作由圖書(shū)管理、讀者管理、借書(shū)服務(wù)和還書(shū)服務(wù)4個(gè)部分組成。用戶對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)功能的描述如下。(1) 圖書(shū)管理1) 對(duì)館內(nèi)所有圖書(shū)按類別統(tǒng)一(tngy)編碼；對(duì)各類圖書(shū)建立圖書(shū)登記卡，登記 圖書(shū)的主要信息。2) 新購(gòu)的圖書(shū)要編碼和建卡，對(duì)遺失的圖書(shū)要注銷其圖書(shū)登記卡。(2) 讀者管理1) 建立讀者信息表，對(duì)讀者統(tǒng)一編號(hào)。2) 對(duì)新加盟的讀者，將其信息加入到讀者信息表中；對(duì)某些特定的讀者， 將其信息從讀者信息表中刪除。3) 當(dāng)讀者情況變化時(shí)，修改讀者信息表中相應(yīng)的記錄。共三十頁(yè)(3) 借書(shū)服務(wù)1) 為借出的圖書(shū)要按類別上架，供讀者查看。2) 建立借書(shū)登記卡，卡上記錄著書(shū)號(hào)、讀者姓名和編號(hào)、

20、借書(shū)日期；將借 書(shū)登記卡按讀者單位、讀者編號(hào)集中保管。3) 讀者提出借書(shū)請(qǐng)求時(shí)，先查看該讀者的借書(shū)卡，統(tǒng)計(jì)讀者已借書(shū)的數(shù)量 如果該讀者無(wú)借書(shū)超期和超量情況，則辦理(bnl)借書(shū)手續(xù)。4) 辦理借書(shū)手續(xù)的方法是：填寫(xiě)借書(shū)登記卡，管理員核實(shí)后讀者可將圖書(shū) 帶走。(4) 還書(shū)服務(wù)1) 讀者提出還書(shū)要求時(shí)，先對(duì)照相應(yīng)的借書(shū)卡，確認(rèn)書(shū)號(hào)和書(shū)名無(wú)誤后 可辦理還書(shū)手續(xù)。2) 辦理還書(shū)手續(xù)的方法是：在借書(shū)卡上填寫(xiě)還書(shū)時(shí)間，管理員簽名；將已 還的借書(shū)卡集中保管；收回圖書(shū)。3) 將收回的圖書(shū)上架，供讀者查看和借閱。根據(jù)對(duì)功能的分析得到如下的功能模塊劃分，如圖3-3所示。 共三十頁(yè)共三十頁(yè)3.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

21、 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟是：根據(jù)需求分析(fnx)建立概念模型；將數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型；進(jìn)行規(guī)范化處理。1. 數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型 根據(jù)系統(tǒng)需求分析，可以得出圖書(shū)館管理系統(tǒng)的概念模型。圖3-4使用E-R圖表示的圖書(shū)館管理系統(tǒng)的概念模型。圖3-5是使用數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系實(shí)體模型設(shè)計(jì)工具Erwin繪制的E-R圖。共三十頁(yè)共三十頁(yè)共三十頁(yè)共三十頁(yè)2. 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模型 根據(jù)由E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型的基本方法，將圖書(shū)館管理系統(tǒng)的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，帶有下劃線的為關(guān)系的碼：1）首先將用戶、讀者和圖書(shū)實(shí)體集分別轉(zhuǎn)化成為一個(gè)關(guān)系模式，這 樣，數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)該有3個(gè)基本關(guān)系： 用戶（用戶名，密碼）； 讀者信息（讀者編號(hào)，姓名，性別，讀者類別，工作(gngzu)單位，家庭住 址，電話，登記日期，已借書(shū)數(shù)量）； 圖書(shū)信息（圖書(shū)編號(hào)，書(shū)名，類別，作者，出版社，出版日期，入庫(kù) 日期、價(jià)格，狀態(tài)）。 共三十頁(yè)2）根據(jù)圖3-4中d)圖的實(shí)體間聯(lián)系，將兩者的m:n關(guān)系轉(zhuǎn)