數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)實(shí)施和維護(hù)

第七章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)本章要求：1、掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟2、掌握各階段的任務(wù)、方法和常用的技術(shù)手段3、能夠針對小型應(yīng)用問題進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1本章內(nèi)容：§1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述§2需求分析§3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§5數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)§6數(shù)據(jù)庫的實(shí)施和維護(hù)2§1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是指對一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存取數(shù)據(jù)，滿足用戶的應(yīng)用需求。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為用戶提供一個(gè)針對具體應(yīng)用的高效的數(shù)據(jù)管理和操作環(huán)境。一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和開發(fā)是涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)，其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在：◆“三分技術(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”

◆數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和處理行為設(shè)計(jì)相結(jié)合3二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需要多方面的技術(shù)和知識(shí)，包括：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)軟件工程的原理和方法程序設(shè)計(jì)方法和技巧數(shù)據(jù)庫基本知識(shí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)4二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法1、新奧爾良方法該方法將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)四個(gè)階段，運(yùn)用軟件工程的方法，通過一定的輔助手段實(shí)現(xiàn)每一過程。2、E-R模型法用E-R模型來描述數(shù)據(jù)庫的概念模型，是概念設(shè)計(jì)階段常用的方法。53、3NF設(shè)計(jì)法用關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的邏輯模式，并使每個(gè)模式最低為3NF，是邏輯設(shè)計(jì)階段常用的方法。4、ODL（ObjectDefinitionLanguage）法用面向?qū)ο蟮母拍詈托g(shù)語來描述數(shù)據(jù)庫的對象結(jié)構(gòu)，以建設(shè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫。隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的手工方式已不能滿足數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的需要，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工具已經(jīng)實(shí)用化和產(chǎn)品化，如：

ORACLE公司Designer2000Sybase公司的PowerDesigner三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟6需求收集和分析應(yīng)用需求(數(shù)據(jù)、處理)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)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)評價(jià)設(shè)計(jì)、性能檢測物理實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)性運(yùn)行使用、維護(hù)數(shù)據(jù)庫轉(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)庫實(shí)施階段數(shù)據(jù)庫運(yùn)行、維護(hù)不滿意7設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)描述數(shù)據(jù)處理需求分析

數(shù)據(jù)字典、全系統(tǒng)中數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述數(shù)據(jù)流圖和判定表（判定樹）、數(shù)據(jù)字典中處理過程的描述

概念模型（E-R圖）

數(shù)據(jù)字典

系統(tǒng)說明書包括：①新系統(tǒng)要求、方案和概圖②反映新系統(tǒng)信息流的數(shù)據(jù)流圖

某種數(shù)據(jù)模型關(guān)系非關(guān)系

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（模塊結(jié)構(gòu)）

存儲(chǔ)安排方法選擇存取路徑建立

模塊設(shè)計(jì)IPO表實(shí)施階段

編寫模式裝入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行

程序編碼、編譯聯(lián)結(jié)、測試運(yùn)行、維護(hù)

性能監(jiān)測、轉(zhuǎn)儲(chǔ)/恢復(fù)數(shù)據(jù)庫重組和重構(gòu)

新舊系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、運(yùn)行、維護(hù)（修正性、適應(yīng)性、改善性維護(hù)）

IPO表……輸入：輸出：處理：Creat……Load……Main()……if……then……end分區(qū)1

分區(qū)2……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)8§2需求分析了解將要開發(fā)的系統(tǒng)要管理什么樣的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)要求）、對這些數(shù)據(jù)要進(jìn)行怎樣的處理（處理要求）、系統(tǒng)的安全性和完整性方面有什么樣的要求等。要徹底弄清這些情況往往是很困難的。因?yàn)橛脩艨赡懿恢烙?jì)算機(jī)能做什么，不能做什么，往往不能準(zhǔn)確、全面地表達(dá)自己的需求，而設(shè)計(jì)員可能不了解領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)，不能夠準(zhǔn)確領(lǐng)會(huì)用戶的意圖。因此必須經(jīng)過充分交流、討論才能達(dá)成共識(shí)。一、需求分析的任務(wù)9二、需需求分分析的的方法法調(diào)查組組織機(jī)機(jī)構(gòu)情情況了解該該組織織的部部門組組成情情況，，各部部門的的職責(zé)責(zé)，為為分析析信息息流調(diào)查各部門的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況(重點(diǎn)）了解各部門的輸入和使用什么樣的數(shù)據(jù)如何加工這些數(shù)據(jù)輸出什么信息輸出到什么部門信息輸出結(jié)果的格式需求10協(xié)助用用戶明明確對對新系系統(tǒng)的的各種種要求求（重重點(diǎn)））信息要要求、、處理理要求求、安安全性性與完完整性性要求求確定新新系統(tǒng)統(tǒng)的邊邊界確定那那些由由計(jì)算算機(jī)來來完成成，那那些由由人工工來完完成。。11需求分分析調(diào)調(diào)查方方法：：跟班作作業(yè)參加業(yè)業(yè)務(wù)工工作來來了解解業(yè)務(wù)務(wù)活動(dòng)動(dòng)的情情況，，此種種方法法可以以準(zhǔn)確確地了了解用用戶的的需求求，但但是比比較耗耗費(fèi)時(shí)時(shí)間。。開會(huì)調(diào)調(diào)查召集用用戶開開座談?wù)剷?huì)，，了解解業(yè)務(wù)務(wù)活動(dòng)動(dòng)情況況，座座談時(shí)時(shí)，參參加者者之間間可以以相互互啟發(fā)發(fā)。請專人人介紹紹請熟悉悉業(yè)務(wù)務(wù)情況況的專專家或或用戶戶代表表介紹紹業(yè)務(wù)務(wù)情況況。12詢問對尚存存有疑疑惑的的問題題，或或用戶戶沒有有提出出但認(rèn)認(rèn)為應(yīng)應(yīng)該考考慮的的問題題，可可隨時(shí)時(shí)詢問問。設(shè)計(jì)調(diào)調(diào)查表表請用用戶填填寫如果調(diào)調(diào)查表表設(shè)計(jì)計(jì)的合合理，，這種種方法法是很很有效效，也也易于于為用用戶接接受。。查閱記記錄通過查查閱業(yè)業(yè)務(wù)活活動(dòng)記記錄和和各種種數(shù)據(jù)據(jù)報(bào)表表，了了解業(yè)業(yè)務(wù)的的活動(dòng)動(dòng)內(nèi)容容和規(guī)規(guī)律。。做需求求調(diào)查查時(shí)，，往往往需要要同時(shí)時(shí)采用用上13需求分分析結(jié)結(jié)果的的表示示了解用用戶需需求后后，通通過分分析和和總結(jié)結(jié)，將將需求求分析析結(jié)果果用數(shù)數(shù)據(jù)流流圖和和數(shù)據(jù)據(jù)字典典表示示出來來。14數(shù)據(jù)流流圖用于描描述信信息在在系統(tǒng)統(tǒng)中流流動(dòng)和和處理理的情情況，，它是是邏輯輯系統(tǒng)統(tǒng)的圖圖形表表示。。設(shè)計(jì)計(jì)人員員將他他對系系統(tǒng)的的認(rèn)識(shí)識(shí)和設(shè)設(shè)想用用數(shù)據(jù)據(jù)流圖圖描述述出來來，供供人們們審查查、確確認(rèn)和和參閱閱。設(shè)設(shè)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)流流圖時(shí)時(shí)只需需考慮慮系統(tǒng)統(tǒng)要完完成的的基本本邏輯輯功能能，不不必考考慮如如何具具體地地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)這些些功能能。三、數(shù)數(shù)據(jù)流流圖（（DataFlowDiagram，，DFD)15由于數(shù)數(shù)據(jù)流流圖不不包含含任何何物理理實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的細(xì)細(xì)節(jié)，，所以以即使使是非非計(jì)算算機(jī)人人員也也容易易理解解和評評價(jià)。。數(shù)據(jù)流流圖中中的數(shù)數(shù)據(jù)用用數(shù)據(jù)字字典描述，，而處處理一一般用用判定樹樹來表示示。數(shù)數(shù)據(jù)流流圖中中的處處理可可以是是一個(gè)個(gè)簡單單的處處理程程序，，也可可以是是一個(gè)個(gè)復(fù)雜雜的處處理過過程。。16數(shù)據(jù)流流圖中中的符符號(hào)數(shù)據(jù)源源點(diǎn)或或終點(diǎn)點(diǎn)數(shù)據(jù)加加工或或處理理數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流流T*ABC同時(shí)輸入A、B后變成CT+ABC輸入A或/和B后變成CT+ABC僅輸入A、B之一后變成CT*將A變成B和CABCT+ABC將A變成B或/和CT+ABC將A變成B或C之一17舉例：：對某工工廠倉倉庫和和采購購部兩兩個(gè)部部門，，要開開發(fā)一一個(gè)定定貨系系統(tǒng)，，了解解到如如下業(yè)業(yè)務(wù)情情況：：倉庫管管理員員將零零件入入庫或或出庫庫稱為為事務(wù)務(wù)，當(dāng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)庫存存數(shù)量量小于于臨界界值時(shí)時(shí)，自自動(dòng)生生成定定貨信信息，，包括括零件件編號(hào)號(hào)、名名稱、、數(shù)量量、目目前價(jià)價(jià)格、、主供供貨者者、次次供貨貨者。。根據(jù)據(jù)定貨貨信息息生成成定貨貨報(bào)表表交采采購員員采購購零件件。18舉例：：倉庫管理員定貨系統(tǒng)采購員出入庫單定貨報(bào)表倉庫管理員出入庫單1事務(wù)處理2產(chǎn)生報(bào)表采購員定貨報(bào)表庫存清單庫存清單D1定貨信息D2定貨信息定貨信息明細(xì)帳D0明細(xì)信息19倉庫管理員員出入庫庫單1.接收事務(wù)2產(chǎn)生報(bào)報(bào)表采購員員定貨報(bào)報(bào)表庫存清清單庫存清清單D1定貨信信息D2定貨信信息定貨信信息明細(xì)信信息1.2更新庫庫存1.3處理定定貨明細(xì)帳帳D0明細(xì)信信息20四、數(shù)數(shù)據(jù)字字典（（DataDictionary，，DD）數(shù)據(jù)流流圖表達(dá)了了數(shù)據(jù)據(jù)和處處理的的關(guān)系系，數(shù)據(jù)字字典則是系系統(tǒng)中中各類類數(shù)據(jù)據(jù)描述述的集集合，，是進(jìn)進(jìn)行詳詳細(xì)的的數(shù)據(jù)據(jù)收集集和分分析之之后所所獲得得的主主要成成果，，數(shù)據(jù)據(jù)字211.數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)是是不不可可再再分分的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)單單位位。。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)的的描描述述為為：：數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)描描述述={數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)名名，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)含含義義說說明明，，別別名名，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)類類型型，，長長度度，，取取值222.數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可以以由由數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)或或其其它它數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)組組成成，，用用于于反反映映數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)之之間間的的組組合合關(guān)關(guān)系系。。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的描描述述為為：：數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)描描述述={數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)名名，，含含義義說說明明，，組組成成:{數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)項(xiàng)項(xiàng)或或數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)}}233.數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流是數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在系系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)內(nèi)的的傳傳輸輸路路徑徑，，描描述述為為：：數(shù)據(jù)據(jù)流流描描述述={數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流名名，，說說明明，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流來來源源，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流去去向向，，組組成成：：{數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)}，，平平均均流流量量，，高高峰峰期期流流量量}數(shù)據(jù)據(jù)流流來來源源是是說說明明該該數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流來來自自哪哪個(gè)數(shù)據(jù)流去向是說明該數(shù)據(jù)流將到哪個(gè)過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244.數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲(chǔ)儲(chǔ)是數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)停停留留或或保保存存的的地地方方，，也也是是數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流的的來來源源和和去去向向之之一一。。可可以以是是手手工工文文檔檔或或手手工工憑憑單單，，也也可可以以是是計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)文文檔檔。。數(shù)據(jù)據(jù)存存儲(chǔ)儲(chǔ)描描述述={數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲(chǔ)儲(chǔ)名名，，說說明明，，編編號(hào)號(hào)，，輸輸入入的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流，，輸輸出出的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流，，組組成成：：{數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)}，，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)量量，，存取取頻頻度度，存取取方方式式}流入入的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流：：指指出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)來來源源流出出的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流：：指指出出數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)去去向向數(shù)據(jù)據(jù)量量：：每每次次存存取取多多少少數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，，每每天天（（或或每每小小時(shí)時(shí)、、每每周周等等存取方法：批處理/聯(lián)機(jī)處理；檢索/更新；順序檢索/隨機(jī)檢索25簡要要說說明明：：說說明明該該處處理理過過程程的的功功能能及及處處理理要要求求，，功功能能是是指指該該處處理理過過程程用用來來干干什什么么處理理要要求求包包括括處處理理頻頻度度要要求求，，如如單單位位時(shí)時(shí)間間里里處處理理多多少少事事務(wù)務(wù)、、多多少少數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)量量、、響響應(yīng)應(yīng)時(shí)時(shí)間間。。5.處處理理過過程程對處處理理過過程程進(jìn)進(jìn)行行簡簡明明扼扼要要的的描描述述，，具具體體處處理理邏邏輯輯用用判判定定樹樹表表示示。。處理理過過程程描描述述={處處理理過過程程名名，，說說明明，，輸輸入入：：{數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流}，，輸輸出出：：{數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流}26舉例例：：數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱說明類型長度取值取值含義編號(hào)唯一地標(biāo)識(shí)某字符40101~前兩位為類別零件的關(guān)鍵字0899后兩位為序號(hào)名稱零件名稱字符20數(shù)量某種零件數(shù)字在D0中,負(fù)數(shù)表示的數(shù)量出庫價(jià)格目前價(jià)格數(shù)字6,2主商主供貨商字符20次商次供貨商字符20操作員管理員字符8審批領(lǐng)導(dǎo)字符8經(jīng)手人字符8采購員，領(lǐng)取人日期日期27數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)名稱說明入流出流組成存取方式出入外部管理接收編號(hào),名稱,數(shù)量,經(jīng)手人,留存庫單員事務(wù)審批領(lǐng)導(dǎo)D0明細(xì)更新日期,編號(hào),數(shù)量,操作員聯(lián)機(jī)帳庫存D1庫存更新定貨編號(hào),名稱,數(shù)量,價(jià)格,主商,聯(lián)機(jī)清單庫存處理次商D2定貨定貨產(chǎn)生上述項(xiàng)+操作員,經(jīng)手人,聯(lián)機(jī)信息處理報(bào)表日期定貨外部產(chǎn)生采購?fù)狭舸娓鶊?bào)表報(bào)表員處理過程輸入輸出功能接收事務(wù)出入庫單明細(xì)信息顯示界面接收數(shù)據(jù)生成明細(xì)信息更新庫存明細(xì)信息D0,D1根據(jù)明細(xì)信息登記明細(xì)帳并修改庫存清單處理定貨D1D2當(dāng)庫存數(shù)量低于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)生成定貨信息，每天1次產(chǎn)生報(bào)表D2定貨報(bào)表將定貨信息以規(guī)定的報(bào)表格式輸出2份，每天1次處理過程程29五、判定定樹以樹型結(jié)結(jié)構(gòu)描述述復(fù)雜處處理過程程中的詳詳細(xì)處理理細(xì)節(jié)，，給出條條件與處處理方法法之間的的對應(yīng)關(guān)關(guān)系。如飛機(jī)行行李費(fèi)計(jì)計(jì)算方法法可描述行李費(fèi)算法行李重量W>30行李重量W≤30國內(nèi)乘客外國乘客頭等倉其他倉頭等倉其他倉殘疾乘客--(W-30)×2正常乘客--(W-30)×4免費(fèi)殘疾乘客--(W-30)×3正常乘客--(W-30)×6殘疾乘客--(W-30)×4正常乘客--(W-30)×8殘疾乘客--(W-30)×6正常乘客--(W-30)×1230什么是概概念結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)?需求分析析階段描描述的用用戶應(yīng)用用需求是是現(xiàn)實(shí)世世界的具具體需求求將需求分分析得到到的用戶戶需求抽抽象為信信息結(jié)構(gòu)構(gòu)即概念念模型的的過程就就是概念念結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)構(gòu)是各種種數(shù)據(jù)模模型的共共同基礎(chǔ)礎(chǔ)，它比比數(shù)據(jù)模模型更獨(dú)獨(dú)立于機(jī)機(jī)器、更更抽象，，從而更更加穩(wěn)定定。概念結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)是是整個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)庫設(shè)設(shè)計(jì)的關(guān)關(guān)鍵§3概概念結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)31能真實(shí)充充分地反反映客觀觀世界，，包括事物物和事物物之間的的聯(lián)系，，滿足用用戶對數(shù)數(shù)據(jù)的處處理要求求易于理解解從而可以以用它和和不熟悉悉計(jì)算機(jī)機(jī)的用戶戶交換意意見，用用戶的積積極參與與是數(shù)據(jù)據(jù)庫的設(shè)設(shè)計(jì)成功功的關(guān)鍵鍵。易于更改改當(dāng)應(yīng)用環(huán)環(huán)境和應(yīng)應(yīng)用要求求改變時(shí)時(shí)，容易易對概念念模型修修改和擴(kuò)擴(kuò)充。易于向關(guān)關(guān)系、網(wǎng)網(wǎng)狀、層層次等各各種數(shù)據(jù)據(jù)模型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換將需求分分析得到到的用戶需求求抽象為信息結(jié)結(jié)構(gòu)（即即概念模模型）的的過程就就是概念念結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)。一、概念念結(jié)構(gòu)的的主要特特點(diǎn)：描述概念念結(jié)構(gòu)模模型的常常用工具具是E——R圖。。32二、概念念結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)的方方法與步步驟自頂向下下先定義各各全局概概念框架架，然后后逐步細(xì)細(xì)化，P210圖7.7a。。自底向上上先定義各各局部應(yīng)應(yīng)用的概概念框架架，然后后將它們們集中起起來，得得到全局局概念結(jié)結(jié)構(gòu)，P210圖7.7b。。逐步擴(kuò)張張先定義最最重要的的核心概概念結(jié)構(gòu)構(gòu)，然后后向外擴(kuò)擴(kuò)充，以以滾雪球球的方式式逐步生生成其它它概念結(jié)結(jié)構(gòu)，直直至總體體概念結(jié)結(jié)構(gòu)，P210圖7.7c。?；旌喜呗月詫⒆皂斚蛳蛳潞妥宰缘紫蛏仙舷嘟Y(jié)合合，用自自頂向下下策略設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)個(gè)全局的的概念結(jié)結(jié)構(gòu)框架架，以它它為骨架架集成由由底向上上策略中中設(shè)計(jì)的的各局部部概念框框架。33需求需求1需求n需求1.1需求1.2需求n.1需求n.2......概念模式式1.1概念模式式1.2概念模式式n.1概念模式式n.2概念模式式1......概念模式式n全局概念念模式需求分析析(自頂頂向下)概念結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)(自底向向上)常用方法法：自頂頂向下分分析需求求與自底底向上設(shè)設(shè)計(jì)概念念結(jié)構(gòu)P211圖7.834需求分析析DFDDD數(shù)據(jù)抽象象、局部部視圖的的設(shè)計(jì)視圖集成成分E-R圖總E-R圖邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)返回用戶戶征求意意見直到到滿意為為止概念結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)步步驟35三、數(shù)據(jù)據(jù)抽象與與局部視視圖設(shè)計(jì)計(jì)分類定義具有有某些共共同特性性和行為為的一組組對象的的類型（（即定義實(shí)實(shí)體）。聚集定義某一一類型的的組成成成分（即描述實(shí)實(shí)體的構(gòu)構(gòu)成成分分--型）。概括定義類型型之間的的一種子子集聯(lián)系系。如學(xué)生是是一個(gè)實(shí)實(shí)體型，，本科生生、研究究生也分分別是一一個(gè)實(shí)體體型。本本科生和和研究生生是學(xué)生生的子集集，學(xué)生生是超類類(Superclass)，本科科生、研研究生是是子類(Subclass)抽象就是是選取需需要關(guān)注注的人、、物、事事和概念念的特性性，用各各種概念念精確地地加以描描述。抽象的方方法36概念結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)就就是利用用抽象機(jī)機(jī)制，將將需求分分析得到到的數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行分分類、聚聚集、概概括，確確定系統(tǒng)統(tǒng)有哪些些實(shí)體，，各實(shí)體體由哪些些屬性組組成，實(shí)實(shí)體間是是否有子子集關(guān)系系，以及及實(shí)體之之間是1:1、、1:n還是m:n聯(lián)聯(lián)系，實(shí)實(shí)體的碼碼是什么么，并用用分E--R圖圖表示出出來。通常的做做法是：：對每一個(gè)個(gè)相對獨(dú)獨(dú)立的子子系統(tǒng)，，根據(jù)其其數(shù)據(jù)流流圖和數(shù)數(shù)據(jù)字典典，設(shè)計(jì)計(jì)出E——R圖。。關(guān)于一個(gè)個(gè)對象是是作為““屬性””，還是是作為““實(shí)體””，參照照214頁圖7.15及相關(guān)關(guān)說明。。37四、視圖圖的集成成多個(gè)分E-R圖圖一次集集成復(fù)雜，難難度大逐步集成成用用累加加的方法法一次集集成兩個(gè)個(gè)分E-R圖每次只集集成兩個(gè)個(gè)分E-R圖，，可以降降低復(fù)雜雜度無論采用用以上那那種方式式，每次次集成局局部E-R圖都要分分兩步走走合并解決各分分E-R圖的沖沖突，將將各分E-R圖圖合并起起來生成成初步的的E-R圖。各子系統(tǒng)統(tǒng)的分E-R圖圖設(shè)計(jì)好好之后，，就要將將各分E-R圖圖綜合成成一個(gè)系系統(tǒng)的總總E-R圖。視視圖集成成的方式式有兩種種：38屬性沖突屬屬性類型型、表示或計(jì)計(jì)量單位沖突突命名沖突同同名異義義和異名同義義結(jié)構(gòu)沖突同同一對象象在不同應(yīng)用用上有不同的的抽象，同一一實(shí)體在不同同的分E-R圖中所包含含的屬性個(gè)數(shù)數(shù)和屬性排列列次序不完全全相同。修改和重構(gòu)消除不必要的的冗余屬性或或聯(lián)系，生成成基本E-R圖。方法：：1.分析方方法：即以數(shù)數(shù)據(jù)字典和數(shù)數(shù)據(jù)流圖為依依據(jù)，根據(jù)數(shù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)關(guān)于數(shù)據(jù)項(xiàng)2.用規(guī)范化理論中函數(shù)依賴的概念來消除冗余39用規(guī)范化理論論中函數(shù)依賴賴的來消除冗冗余的方法如如下：確定分E-R圖實(shí)體之間間的數(shù)據(jù)依賴賴實(shí)體之間的1:1、1:n或m:n聯(lián)系可以用用實(shí)體碼之間間的函數(shù)依賴賴來表示求函數(shù)依賴集集Fl的最小覆蓋Gl，差集為D=Fl-Gl逐一檢查D中中的函數(shù)依賴賴，確定是否否是冗余的聯(lián)聯(lián)系，若是就就去掉.40注意的問題：：冗余的聯(lián)系一一定在D中，，但D中的聯(lián)聯(lián)系不一定是是冗余的當(dāng)實(shí)體之間存存在多種聯(lián)系系時(shí)，要將實(shí)實(shí)體之間的聯(lián)聯(lián)系在形式上上加以區(qū)分41§4邏邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)分三三步進(jìn)行：將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成一般的的關(guān)系、層次次、網(wǎng)狀模將轉(zhuǎn)換來的關(guān)系、層次、網(wǎng)狀模型向特定的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)化概念結(jié)構(gòu)基本E-R圖一般數(shù)據(jù)模型關(guān)系、層次、網(wǎng)狀特定的DBMS支持下的的數(shù)據(jù)模型優(yōu)化的數(shù)據(jù)模模型轉(zhuǎn)換規(guī)則DBMS的特點(diǎn)和限制優(yōu)化方法42一、E-R圖圖向關(guān)系模型型的轉(zhuǎn)換將E-R圖中中的實(shí)體、屬屬性和實(shí)體之之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為關(guān)系模模式，這種轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換遵循如下下規(guī)則：(1)一個(gè)個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)換成成一個(gè)關(guān)系模模式。實(shí)體的的屬性就是關(guān)關(guān)系的屬性，，實(shí)體的碼就就是關(guān)系的碼碼。(2)對于實(shí)體間的的聯(lián)系則有以以下幾種情況況：如：隊(duì)長學(xué)員隊(duì)任職11上任時(shí)間43可以轉(zhuǎn)換為一一個(gè)獨(dú)立的關(guān)關(guān)系模式。該關(guān)系的屬性性由兩端實(shí)體體的碼和聯(lián)系系的屬性構(gòu)成成，任一端實(shí)實(shí)體的碼均可可作為該關(guān)系系的候選碼，，并分別是外外碼。隊(duì)長（編號(hào)，姓名，性別別）學(xué)員隊(duì)（隊(duì)號(hào)，隊(duì)名，人數(shù)數(shù)）任職（編號(hào)，隊(duì)號(hào)，上任時(shí)間））可以與任一端端對應(yīng)的關(guān)系系模式合并。。在某一端關(guān)系系模式中加入入另一端實(shí)體體的碼及聯(lián)系系本身的屬性性。另一端實(shí)實(shí)體的碼成為為外碼。隊(duì)長（編號(hào)，姓名，性別別，隊(duì)號(hào)，上任時(shí)時(shí)間）或?qū)W員員隊(duì)（隊(duì)號(hào)，隊(duì)名，人數(shù)數(shù)，編號(hào)，上任時(shí)時(shí)間）441:n聯(lián)系系可以轉(zhuǎn)換為一一個(gè)獨(dú)立的關(guān)關(guān)系模式。該關(guān)系的屬性性由兩端實(shí)體體的碼和聯(lián)系系的屬性構(gòu)成成，關(guān)系的碼碼為n端端實(shí)體的碼，，兩端實(shí)體的的碼分別是外外碼。工作（職工號(hào)，倉庫號(hào)，調(diào)調(diào)入時(shí)間）可以與n端端對應(yīng)的關(guān)系系模式合并。。在n端關(guān)系系模式中加入入1端實(shí)體的的碼及聯(lián)系本本身的屬性。。1端實(shí)體的的碼成為外碼碼。職工（職工號(hào)，姓名，倉庫號(hào)，調(diào)入入時(shí)間）如：倉庫職工工作1n調(diào)入時(shí)間45n:m聯(lián)系系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)獨(dú)立的關(guān)系模模式。該關(guān)系的屬性性由兩端實(shí)體體的碼和聯(lián)系系的屬性構(gòu)成成，兩端實(shí)體體的碼共同組組成關(guān)系的碼碼，兩端實(shí)體體的碼分別是是外碼。選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)號(hào)，成績）如：課程學(xué)生選修nm成績46多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)獨(dú)立的關(guān)系模模式。該關(guān)系的屬性性由各實(shí)體的的碼和聯(lián)系的的屬性構(gòu)成，，各實(shí)體的碼碼共同組成關(guān)關(guān)系的碼，各各實(shí)體的碼分分別是外碼。。供應(yīng)（產(chǎn)品號(hào)，供應(yīng)應(yīng)商號(hào)，零件件號(hào)，供應(yīng)量）如：產(chǎn)品零件供應(yīng)nm供應(yīng)商供應(yīng)量p具有相同碼的的關(guān)系模式可可以合并。47二、數(shù)據(jù)模型型的優(yōu)化確定數(shù)據(jù)依賴賴。根據(jù)語義義寫出各關(guān)系系模式中屬性性間的數(shù)據(jù)依依賴。對各關(guān)系模式式的數(shù)據(jù)依賴賴集進(jìn)行極小小化處理，消消除冗余的聯(lián)聯(lián)系。方法見見P222下下部。按照數(shù)據(jù)依賴賴的理論對關(guān)關(guān)系模式逐一一進(jìn)行分析，，考察是否存存在部分函數(shù)數(shù)依賴、傳遞遞函數(shù)依賴，，多值函數(shù)依依賴等，確定定各關(guān)系模式式屬于第幾范范式。按照需求分析析階段得到的的處理要求，，分析這些模模式對于這樣樣的應(yīng)用環(huán)境境是否合適，，確定對某些些模式是否要要進(jìn)行合并或或分解。48對關(guān)系模式進(jìn)進(jìn)行必要的分分解，提高數(shù)數(shù)據(jù)操作的效效率和存儲(chǔ)空空間的利用率率。常用的分分解方法是水水平分解和垂垂直分解。三、設(shè)計(jì)用戶戶子模式使用更符合用用戶習(xí)慣的別別名可以對不同級(jí)級(jí)別的用戶定定義不同的View，以以保證系統(tǒng)的的安全性簡化用戶對系系統(tǒng)的操作一般DBMS都提供了視視圖的概念，，可利用這一一功能為局部部用戶設(shè)計(jì)更更合適的用戶戶外模式，并并考慮下列因因素：49§5物物理結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的物理理設(shè)計(jì)通常分分為兩步：確定數(shù)據(jù)庫的的物理結(jié)構(gòu)——存取方法和存存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行評價(jià)，重重點(diǎn)是時(shí)間和和空間效率一、數(shù)據(jù)庫的的物理設(shè)計(jì)的的內(nèi)容和方法法對于數(shù)據(jù)庫的的查詢事務(wù)，，需要得到如如下信息：查詢的關(guān)系查詢條件所涉涉及到的屬性性連接條件所涉涉及到的屬性性查詢的投影屬屬性50對于數(shù)據(jù)更新新事務(wù)，需要要得到如下信信息：被更新的關(guān)系系每個(gè)關(guān)系上的的更新操作條條件所涉及到到的屬性修改操作要改改變的屬性二、關(guān)系模式式的存取方法法選擇存取方法用于于快速存取數(shù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)數(shù)據(jù)。常用的的存取方法有有：索引存取方法法—常用用B+樹方法對于經(jīng)常要查查詢的屬性（（組）、經(jīng)常常用于最大值值或最小值統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的屬性以以及經(jīng)常用于于連接條件的的屬性（組））應(yīng)建立索引引。51聚簇（Cluster））存取方法一個(gè)表（關(guān)系系）只能建立立一個(gè)聚簇索索引。聚簇索索引是將某個(gè)個(gè)屬性（組））上值相同的的記錄存放在在連續(xù)的物理理磁盤塊中，，以減少按這這個(gè)屬性（組組）存取記錄錄時(shí)的I/O次數(shù)和磁頭頭定位次數(shù)。。當(dāng)很少對一個(gè)個(gè)表增刪記錄錄和修改某個(gè)個(gè)屬性（組））的值時(shí)，若若有下列需求求，可考慮在在這個(gè)屬性（（組）上建立立聚簇索引。?！窠?jīng)常在這個(gè)屬屬性（組）上上查詢或連接接●這個(gè)屬性（組組）的值大量量重復(fù)●經(jīng)常按這個(gè)屬屬性（組）分分組或排序結(jié)結(jié)果52HASH存取取方法如果滿足下列列諸條件，可可以考慮選擇擇HASH存存取方法。表的記錄數(shù)和和記錄長度基基本不變屬性（組）只只進(jìn)行相等比比較或等值連連接三、確定數(shù)據(jù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)的存存放位置如將數(shù)據(jù)的易易變部分與穩(wěn)穩(wěn)定部分、頻頻繁存取與不不頻繁存取部部分分開存放放；將索引與與數(shù)據(jù)、日志志與數(shù)據(jù)、大大數(shù)據(jù)庫的數(shù)數(shù)據(jù)分開存放放到不同的磁磁盤上均可有有效地改善系系統(tǒng)的性能。。53確定系統(tǒng)的配配置如限制同時(shí)使使用數(shù)據(jù)庫的的用戶數(shù)、每每個(gè)用戶可用用的內(nèi)存大小小、封鎖粒度度、CPU時(shí)時(shí)間片大小等等。四、評價(jià)物理理結(jié)構(gòu)評價(jià)物理數(shù)據(jù)據(jù)庫的方法完完全依賴于所所選用的DBMS，主要要是從定量估估算各種方案案的存儲(chǔ)空間間、存取時(shí)間間和維護(hù)代價(jià)價(jià)入手，對估估算結(jié)果進(jìn)行行權(quán)衡、比較較，選擇出一一個(gè)較優(yōu)的合合理的物理結(jié)結(jié)構(gòu)。54§6數(shù)數(shù)據(jù)庫的實(shí)實(shí)施和維護(hù)數(shù)據(jù)的載入和和應(yīng)用程序的的調(diào)試組織初始數(shù)據(jù)據(jù)（標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)規(guī)則、參數(shù)等等）并輸入數(shù)數(shù)據(jù)庫中（有有時(shí)工作量很很大）。編寫程序代碼碼并進(jìn)行調(diào)試試。數(shù)據(jù)庫的試運(yùn)運(yùn)行又稱系統(tǒng)聯(lián)調(diào)調(diào)，測試系統(tǒng)統(tǒng)的各項(xiàng)功能能是否正常。。數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)儲(chǔ)和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的安全全性、完整性性控制數(shù)據(jù)庫性能的的監(jiān)督、分析析和改造數(shù)據(jù)庫的重組組織與重構(gòu)造造55作業(yè):P2342,6,7,12,13,18,19569、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黃葉樹樹，燈下白頭頭人。。13:55:2313:55:2313:5512/29/20221:55:23PM11、以我獨(dú)獨(dú)沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2213:55:2313:55Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。13:55:2313:55:2313:55Thursday,December29,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月-2212月-2213:55:2313:55:23December29,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。29十十二二月月20221:55:23下下午午13:55:2312月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月221:55下下午12月-2213:55December29,202216、行動(dòng)動(dòng)出成成果，，工作作出財(cái)財(cái)富。。。2022/12/2913:55:2313:55:2329December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時(shí)時(shí)，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點(diǎn)點(diǎn)的射線線向前。。。1:55:23下午午1:55下午