數(shù)據(jù)庫課件-第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)6

第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)小結(jié)6.6

數(shù)據(jù)庫的實(shí)施l

數(shù)據(jù)庫實(shí)施的工作內(nèi)容用DDL定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)入庫編制與調(diào)試應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行new數(shù)據(jù)庫實(shí)施定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)裝載數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)物理模型編制與調(diào)試應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)new一、定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)l確定了數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)后，就可以用所選用的DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言（DDL）來嚴(yán)格描述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。new定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)（續(xù)）例，對于前面的例子，可以用SQL語句如下定義表結(jié)構(gòu)：CREATE

TABLE學(xué)生

(學(xué)號CHAR(8),……………);CREATE

TABLE課程

(……………);……………new定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)（續(xù)）接下來是在這些基本表上定義視圖：

CREATE

VIEW....(……………);……………如果需要使用聚簇，在建基本表之前，應(yīng)先用CREATE

CLUSTER語句定義聚族。new二、數(shù)據(jù)裝載l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(shí)施階段最主要的工作。l

數(shù)據(jù)裝載方法人工方法計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)入庫new數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）l

人工方法：適用于小型系統(tǒng)–

步驟1)篩選數(shù)據(jù)。需要裝入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通常都分散在各個(gè)部門的數(shù)據(jù)文件或原始憑證中，所以首先必須把需要入庫的數(shù)據(jù)篩選出來。轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式。篩選出來的需要入庫的數(shù)據(jù)，其格式往往不符合數(shù)據(jù)庫要求，還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換有時(shí)可能很復(fù)雜。輸入數(shù)據(jù)。將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中。new數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）l

計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)入庫：適用于中大型系統(tǒng)–

步驟篩選數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)。由錄入員將原始數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī)中。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)應(yīng)提供輸入界面。校驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)采用多種檢驗(yàn)技術(shù)檢查輸入數(shù)據(jù)的正確性。new數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求，從錄入的數(shù)據(jù)中抽取有用成分，對其進(jìn)行分類，然后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式。抽取、分類和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)的主要工作，也是數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)的復(fù)雜性所在。綜合數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)對轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)根據(jù)系統(tǒng)的要求進(jìn)一步綜合成最終數(shù)據(jù)。new數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）如果數(shù)據(jù)庫是在老的文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，則數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)

只需要完成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、綜合數(shù)據(jù)兩項(xiàng)工作，直接將老系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成新系統(tǒng)中需

要的數(shù)據(jù)格式。為了保證數(shù)據(jù)能夠及時(shí)入庫，應(yīng)在數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的同時(shí)編制數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)。new三、編制與調(diào)試應(yīng)用程序l數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)應(yīng)該與數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并行進(jìn)行。l在數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段，當(dāng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)建立好后，就可以開始編制與調(diào)試數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序。調(diào)試應(yīng)用程序時(shí)由于數(shù)據(jù)入庫尚未完成，可先使用模擬數(shù)據(jù)。new四、數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行l(wèi)應(yīng)用程序調(diào)試完成，并且已有一小部分?jǐn)?shù)據(jù)入庫后，就可以開始數(shù)據(jù)庫的試運(yùn)行。l數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行也稱為聯(lián)合調(diào)試，其主要工作包括：功能測試：實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用程序，執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的各種操作，測試應(yīng)用程序的各種功能。性能測試：測量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，分析是否符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行（續(xù)）l

數(shù)據(jù)庫性能指標(biāo)的測量數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段在評價(jià)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)估算時(shí)間、空間指標(biāo)時(shí)，作了許多簡化和假設(shè)，忽略了許多次要因素，因此結(jié)果必然很粗糙。數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行則是要實(shí)際測量系統(tǒng)的各種性能指標(biāo)（不僅是時(shí)間、空間指標(biāo)），如果結(jié)果不符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，則需要返回物理設(shè)計(jì)階段，調(diào)整物理結(jié)構(gòu)，修改參數(shù)；有時(shí)甚至需要返回邏輯設(shè)計(jì)階段，調(diào)整邏數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行（續(xù)）l

數(shù)據(jù)的分期入庫重新設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)甚至邏輯結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)重新入庫。由于數(shù)據(jù)入庫工作量實(shí)在太大，所以可以采用分期輸入數(shù)據(jù)的方法先輸入小批量數(shù)據(jù)供先期聯(lián)合調(diào)試使用待試運(yùn)行基本合格后再輸入大批量數(shù)據(jù)逐步增加數(shù)據(jù)量，逐步完成運(yùn)行評價(jià)數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行（續(xù)）l

數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)在數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行階段，系統(tǒng)還不穩(wěn)定，硬、軟件故障隨時(shí)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(chǔ)和恢復(fù)工作，盡量減少對數(shù)據(jù)庫的破壞。第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)小結(jié)6.7

數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)l數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行結(jié)果符合設(shè)計(jì)目標(biāo)后，數(shù)據(jù)庫就可以真正投入運(yùn)行了。l數(shù)據(jù)庫投入運(yùn)行標(biāo)著開發(fā)任務(wù)的基本完成和維護(hù)工作的開始l對數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)、調(diào)整、修改等維護(hù)工作是一個(gè)長期的任務(wù)，也是設(shè)計(jì)工作的繼續(xù)和提高。應(yīng)用環(huán)境在不斷變化數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中物理存儲(chǔ)會(huì)不斷變化數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）l在數(shù)據(jù)庫運(yùn)行階段，對數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護(hù)工作主要是由DBA完成的，包括：⒈數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)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。DBA要針對不同的應(yīng)用要求制定不同的轉(zhuǎn)儲(chǔ)計(jì)劃，定期對數(shù)據(jù)庫和日志文件進(jìn)行備份。一旦發(fā)生介質(zhì)故障，即利用數(shù)據(jù)庫備份及日志文件備份，盡快將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到某種一致性狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）⒉數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性控制DBA必須根據(jù)用戶的實(shí)際需要授予不同的操作權(quán)限在數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中，由于應(yīng)用環(huán)境的變化，對安全性的要求也會(huì)發(fā)生變化，

DBA需要根據(jù)實(shí)際情況修改原有的安全性

控制。由于應(yīng)用環(huán)境的變化，數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件也會(huì)變化，也需要DBA不斷修正，以滿足用戶要求。數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）⒊數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn)在數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中，DBA必須監(jiān)督系統(tǒng)運(yùn)行，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出改進(jìn)系統(tǒng)性能的方法。

利用監(jiān)測工具獲取系統(tǒng)運(yùn)行過程中一系列性能參數(shù)的值

通過仔細(xì)分析這些數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前系統(tǒng)是否處于最佳運(yùn)行狀態(tài)

如果不是，則需要通過調(diào)整某些參數(shù)來進(jìn)一步改進(jìn)數(shù)據(jù)庫性能數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）⒋數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造

1）數(shù)據(jù)庫的重組織為什么要重組織數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫運(yùn)行一段時(shí)間后，由于記錄的不斷增、刪、改，會(huì)使數(shù)據(jù)庫的物理存儲(chǔ)變壞，從而降低數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間的利用率和數(shù)據(jù)

的存取效率，使數(shù)據(jù)庫的性能下降。數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）重組織的形式全部重組織部分重組織–只對頻繁增、刪的表進(jìn)行重組織重組織的目標(biāo)提高系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）重組織的工作按原設(shè)計(jì)要求重新安排存儲(chǔ)位置回收垃圾減少指針鏈

數(shù)據(jù)庫的重組織不會(huì)改變原設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）–

DBMS一般都提供了供重組織數(shù)據(jù)庫使用的實(shí)用程序，幫助DBA重新組織數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）2）數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的重構(gòu)造

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用環(huán)境發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系也發(fā)生相應(yīng)的變化，使原有的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)不能很好地滿足新的需求增加新的應(yīng)用或新的實(shí)體取消某些已有應(yīng)用改變某些已有應(yīng)用數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫重構(gòu)造的主要工作根據(jù)新環(huán)境調(diào)整數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式增加新的數(shù)據(jù)項(xiàng)改變數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型改變數(shù)據(jù)庫的容量增加或刪除索引修改完整性約束條件數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）重構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的程度是有限的

若應(yīng)用變化太大，已無法通過重構(gòu)數(shù)據(jù)庫來滿足新的需求，或重構(gòu)數(shù)據(jù)庫的代價(jià)太

大，則表明現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周

期已經(jīng)結(jié)束，應(yīng)該重新設(shè)計(jì)新的數(shù)據(jù)庫系

統(tǒng)，開始新數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期了。第六章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)小結(jié)6.8

小結(jié)l

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)實(shí)施運(yùn)行維護(hù)設(shè)計(jì)過程中往往還會(huì)有許多反復(fù)。小結(jié)（續(xù)）l

數(shù)據(jù)庫各級模式的形成數(shù)據(jù)庫的各級模式是在設(shè)計(jì)過程中逐步形成的需求分析階段綜合各個(gè)用戶的應(yīng)用需求（現(xiàn)實(shí)世界的需求）。概念設(shè)計(jì)階段形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)、獨(dú)立于各個(gè)DBMS產(chǎn)品的概念模式（信息世界模型），用E-R圖來描述。小結(jié)（續(xù)）在邏輯設(shè)計(jì)階段將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式。然后根據(jù)用戶處理的要求，安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖（VIEW）形成數(shù)據(jù)的外模式。在物理設(shè)計(jì)階段根據(jù)DBMS特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，設(shè)計(jì)索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。小結(jié)（續(xù)）l整個(gè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)特征與行為特征的緊密結(jié)合。小結(jié)（續(xù)）l

目前很多DBMS都提供了一些輔助工具（CASE工具），為加快數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)速度，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)需要選用。例如需求分析完成之后，設(shè)計(jì)人員可以使用ORACLE

DESIGNER

2000畫E-R圖，將E-