數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論

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第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（續(xù)2）

西南科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院

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第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

7.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

7.2需求分析

7.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.6數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)

7.7小結(jié)

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7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

?:?邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)

■把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的基本E?R圖轉(zhuǎn)換

為與選用DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合

的邏輯結(jié)構(gòu)

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?:?邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟

?將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型

將轉(zhuǎn)換來(lái)的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持

下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換

-對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化

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邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的3個(gè)步驟

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7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.4.1E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

7.4.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

7.4.3設(shè)計(jì)用戶子模式

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7.4.1E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

?:?轉(zhuǎn)換內(nèi)容

?:?轉(zhuǎn)換原則

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

?:*E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換要解決的問(wèn)題

-如何將實(shí)體型和實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式

-如何確定這些關(guān)系模式的屬性和碼

?:?轉(zhuǎn)換內(nèi)容

?將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將實(shí)體、實(shí)體的屬性和

實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換(續(xù))

實(shí)體型間的聯(lián)系有以下不同情況：

(1)一個(gè)1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，也可

以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。

■轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式

,與某一端實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并

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(2)一個(gè)1:n聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式,

也可以與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并。

■轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式

/與n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

（3）一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。

例，“選修”聯(lián)系是一個(gè)m:n聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)

換為如下關(guān)系模式，其中學(xué)號(hào)與課程號(hào)為關(guān)系的

組合碼：

選修（堂號(hào)，課程號(hào),成績(jī)）

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

（4）三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)

系模式。

例，“講授”聯(lián)系是一個(gè)三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為

如下關(guān)系模式，其中課程號(hào)、職工號(hào)和書號(hào)為關(guān)系的

組合碼：

講授（課程號(hào)，職工號(hào)，書號(hào)）

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

（5）具有相同碼的關(guān)系模式可合并

■目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個(gè)數(shù)

■合并方法：將其中一個(gè)關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個(gè)

關(guān)系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能

不同名），并適當(dāng)調(diào)整屬性的次序

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

注意：

?:?從理論上講，1:1聯(lián)系可以與任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并

但在一些情況下，與不同的關(guān)系模式合并效率會(huì)大不一樣。

因此究竟應(yīng)該與哪端的關(guān)系模式合并需要依應(yīng)用的具體情

況而定。

?由于連接操作是最費(fèi)時(shí)的操作，所以一般應(yīng)以盡量減少連

接操作為目標(biāo)。

例如，如果經(jīng)常要查詢某個(gè)班級(jí)的班主任姓名，則將管理

聯(lián)系與教師關(guān)系合并更好些。

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

［例］把圖7.30中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型

■部門實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

部門（部門號(hào),部門名，經(jīng)理的職工號(hào)，…）

A此關(guān)系模式已包含了聯(lián)系“領(lǐng)導(dǎo)”所對(duì)應(yīng)的關(guān)系

模式

A經(jīng)理的職工號(hào)是關(guān)系的候選碼

■職工實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

職工（職工號(hào)、部門號(hào)，職工名，職務(wù)，…）

A該關(guān)系模式已包含了聯(lián)系“屬于；所

3八Anintroductionystem

模r式

E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

［例］把圖7.30中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（續(xù)）

■產(chǎn)品實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

產(chǎn)品（產(chǎn)品號(hào),產(chǎn)品名，產(chǎn)品組長(zhǎng)的職工號(hào)，…）

■供應(yīng)商實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

供應(yīng)商（供應(yīng)商號(hào),姓名，…）

■零件實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

零件（零件號(hào),零件名，…）

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E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)）

［例］把圖7.30中虛線上部的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型（續(xù)）

■聯(lián)系“參加”所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

職工工作（職工號(hào)，產(chǎn)品號(hào),工作天數(shù)，…）

■聯(lián)系“供應(yīng)”所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式

供應(yīng)（產(chǎn)品號(hào)，供應(yīng)商號(hào)，零件號(hào),供應(yīng)量）

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7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.4.1E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

7.4.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

7.4.3設(shè)計(jì)用戶子模式

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7.4.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

?:?得到初步數(shù)據(jù)模型后，還應(yīng)該適當(dāng)?shù)匦薷?、調(diào)整數(shù)據(jù)模型

的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的性能，這就是數(shù)

據(jù)模型的優(yōu)化

關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)

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數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）

?優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法

確定數(shù)據(jù)依賴

按需求分析階段所得到的語(yǔ)義，分別寫出每個(gè)關(guān)系模式

內(nèi)部各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴以及不同關(guān)系模式屬性之間

數(shù)據(jù)依賴

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2.確定所屬范式

■按照數(shù)據(jù)依賴的理論對(duì)關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析

■考查是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依

賴等。

■確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。

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數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）

3.按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求,

分析對(duì)于這樣的應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，

確定是否要對(duì)它們進(jìn)行合并或分解。

注意：并不是規(guī)范化程度越高的關(guān)系就越優(yōu)，一般說(shuō)

來(lái)，第三范式就足夠了

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數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）

例：在關(guān)系模式

學(xué)生成績(jī)單（學(xué)號(hào)，英語(yǔ)，數(shù)學(xué)，語(yǔ)文，平均成績(jī)）

中存在下列函數(shù)依賴：

學(xué)號(hào)一英語(yǔ)

學(xué)號(hào)一數(shù)學(xué)

學(xué)號(hào)一語(yǔ)文

學(xué)號(hào)一平均成績(jī)

（英語(yǔ),數(shù)學(xué),語(yǔ)文）一平均成績(jī)

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數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)）

顯然有：

學(xué)號(hào)一（英語(yǔ)，數(shù)學(xué)，語(yǔ)文）

因此該關(guān)系模式中存在傳遞函數(shù)信賴，是2NF關(guān)系

雖然平均成績(jī)可以由其他屬性推算出來(lái)，但如果應(yīng)

用中需要經(jīng)常查詢學(xué)生的平均成績(jī)，為提高效率，

仍然可保留該冗余數(shù)據(jù)，對(duì)關(guān)系模式不再做進(jìn)一步

分解

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7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7A1E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換

7.4.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化

7.4.3設(shè)計(jì)用戶子模式

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7.4.3設(shè)計(jì)用戶子模式

?:?定義用戶外模式時(shí)應(yīng)該注重的問(wèn)題

包括三個(gè)方面：

(1)使用更符合用戶習(xí)慣的別名

(2)針對(duì)不同級(jí)別的用戶定義不同的View,以

滿足系統(tǒng)對(duì)安全性的要求。

(3)簡(jiǎn)化用戶對(duì)系統(tǒng)的使用

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設(shè)計(jì)用戶子模式（續(xù)）

［例］關(guān)系模式產(chǎn)品（產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價(jià)，生產(chǎn)車

間，生產(chǎn)負(fù)責(zé)人，產(chǎn)品成本，產(chǎn)品合格率，質(zhì)量等級(jí)），

口］以在廣品關(guān)系上建立兩個(gè)視圖：

為一般顧客建立視圖：

產(chǎn)品1（產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價(jià)）

為產(chǎn)品銷售部門建立視圖：

產(chǎn)品2（產(chǎn)品號(hào)，產(chǎn)品名，規(guī)格，單價(jià)，車間，生產(chǎn)

負(fù)責(zé)人）

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顧客視圖中只包含允許顧客查詢的屬性

■銷售部門視圖中只包含允許銷售部門查詢的屬性

■生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)部門則可以查詢?nèi)慨a(chǎn)品數(shù)據(jù)

可以防止用戶非法訪問(wèn)不允許他們查詢的數(shù)據(jù)，保證

系統(tǒng)的安全性

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邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)

?任務(wù)

■將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為具體的數(shù)據(jù)模型

?:?邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟

■將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型

■將轉(zhuǎn)化來(lái)的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型向特定DBMS支持

下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換

■對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化

■設(shè)計(jì)用戶子模式

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邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)

?:*E?R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換內(nèi)容

?:+E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則

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邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)

?優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法

1.確定數(shù)據(jù)依賴

2.對(duì)于各個(gè)關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，

消除冗余的聯(lián)系。

3.確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。

4.分析對(duì)于應(yīng)用環(huán)境這些模式是否合適，確定是否要對(duì)

它們進(jìn)行合并或分解。

5.對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解或合并

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邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)

?:?設(shè)計(jì)用戶子模式

1.使用更符合用戶習(xí)慣的別名

2.針對(duì)不同級(jí)別的用戶定義不同的外模式，以滿足系統(tǒng)

對(duì)安全性的要求。

3,簡(jiǎn)化用戶對(duì)系統(tǒng)的使用

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第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

7.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

7.2需求分析

7.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.6數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)

7.7小結(jié)

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7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

?:?數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

■數(shù)據(jù)庫(kù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)

庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于選定的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

■為一個(gè)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)構(gòu)的過(guò)程，就是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

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數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)（續(xù)）

?:?數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的步驟

■確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中主要指存取方法

和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

■對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間效率

如果評(píng)價(jià)結(jié)果滿足原設(shè)計(jì)要求，則可進(jìn)入到物理實(shí)施階段,

否則，就需要重新設(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

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數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)（續(xù)）

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7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.5.1數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法

7.5.2關(guān)系模式存取方法選擇

7.5.3確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

7.5.4評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)

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7.5.1數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法

?:?設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備工作

■對(duì)要運(yùn)行的事務(wù)進(jìn)行詳細(xì)分析，獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)

設(shè)計(jì)所需參數(shù)

■充分了解所用RDBMS的內(nèi)部特征，特別是系統(tǒng)提供的

存取方法和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

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數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（續(xù)）

?選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所需參數(shù)

■數(shù)據(jù)庫(kù)查詢事務(wù)

A查詢的關(guān)系

＞查詢條件所涉及的屬性

＞連接條件所涉及的屬性

＞查詢的投影屬性

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數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（續(xù)）

?選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所需參數(shù)（續(xù)）

■數(shù)據(jù)更新事務(wù)

A被更新的關(guān)系

A每個(gè)關(guān)系上的更新操作條件所涉及的屬性

＞修改操作要改變的屬性值

每個(gè)事務(wù)在各關(guān)系上運(yùn)行的頻率和性能要求

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數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（續(xù)）

?關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容

■為關(guān)系模式選擇存取方法（建立存取路徑）

■設(shè)計(jì)關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫(kù)文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

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7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.5.1數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法

7.5.2關(guān)系模式存取方法選擇

7.5.3確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

7.5.4評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)

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7.5.2關(guān)系模式存取方法選擇

?:?數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是多用戶共享的系統(tǒng)，對(duì)同一個(gè)關(guān)系要建立多

條存取路徑才能滿足多用戶的多種應(yīng)用要求

?:?物理設(shè)計(jì)的任務(wù)之一就是要確定選擇哪些存取方法，即建

立哪些存取路徑

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關(guān)系模式存取方法選擇(續(xù))

?:.DBMS常用存取方法

■索引方法

A目前主要是B+樹索引方法

A經(jīng)典存取方法，使用最普遍

聚簇(Cluster)方法

■HASH方法

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?、索引存取方法的選擇

?:?根據(jù)應(yīng)用要求確定

對(duì)哪些屬性列建立索引

對(duì)哪些屬性列建立組合索引

對(duì)哪些索引要設(shè)計(jì)為唯一索引

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索引存取方法的選擇（續(xù)）

?選擇索引存取方法的一般規(guī)則

如果一個(gè)（或一組）屬性經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(gè)（或這組）屬性上建立

索弓1（或組合索引）

?如果一個(gè)屬性經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù)，則考慮在這個(gè)屬性上

建立索引

■如果一個(gè)（或一組）屬性經(jīng)常在連接操作的連接條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(gè)（或這組）

屬性上建立索引

?關(guān)系上定義的索引數(shù)過(guò)多會(huì)帶來(lái)較多的額外開銷

■維護(hù)索引的開銷

■查找索引的開銷

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二、聚簇存取方法的選擇

?:?聚簇

為了提高某個(gè)屬性（或?qū)傩越M）的查詢速度，把這個(gè)或這些

屬性（稱為聚簇碼）上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的

物理塊稱為聚簇

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

?:?聚簇的用途

-1.大大提高按聚簇碼進(jìn)行查詢的效率

例：假設(shè)學(xué)生關(guān)系按所在系建有索引，現(xiàn)在要查詢信息系的

所有學(xué)生名單。

A信息系的500名學(xué)生分布在500個(gè)不同的物理塊上時(shí)，至

少要執(zhí)行500次I/O操作

A如果將同一系的學(xué)生元組集中存放，則每讀一個(gè)物理塊

可得到多個(gè)滿足查詢條件的元組，從而顯著地減少了訪

問(wèn)磁盤的次數(shù)

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

2.節(jié)省存儲(chǔ)空間

A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(gè)元組中重復(fù)存儲(chǔ)，只要在一組中存

一次就行了

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

?:?聚簇的局限性

■1.聚簇只能提高某些特定應(yīng)用的性能

■2.建立與維護(hù)聚簇的開銷相當(dāng)大

A對(duì)已有關(guān)系建立聚簇，將導(dǎo)致關(guān)系中元組移動(dòng)其物理存

儲(chǔ)位置，并使此關(guān)系上原有的索引無(wú)效，必須重建

A當(dāng)一個(gè)元組的聚簇碼改變時(shí)，該元組的存儲(chǔ)位置也要做

相應(yīng)移動(dòng)

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

?:?聚簇的適用范圍

■1.既適用于單個(gè)關(guān)系獨(dú)立聚簇，也適用于多個(gè)關(guān)系組

合聚簇

例：假設(shè)用戶經(jīng)常要按系別查詢學(xué)生成績(jī)單，這一查詢涉

及學(xué)生關(guān)系和選修關(guān)系的連接操作，即需要按學(xué)號(hào)連接這

兩個(gè)關(guān)系，為提高連接操作的效率，可以把具有相同學(xué)號(hào)

值的學(xué)生元組和選修元組在物理上聚簇在一起。這就相當(dāng)

于把多個(gè)關(guān)系按“預(yù)連接”的形式存放，從而大大提高連

接操作的效率。

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

2.當(dāng)通過(guò)聚簇碼進(jìn)行訪問(wèn)或連接是該關(guān)系的主要應(yīng)用,

與聚簇碼無(wú)關(guān)的其他訪問(wèn)很少或者是次要的時(shí)，可以

使用聚簇。

A尤其當(dāng)SQL語(yǔ)句中包含有與聚簇碼有關(guān)的ORDERBY,

GROUPBY,UNION,DISTINCT等子句或短語(yǔ)時(shí)，使

用聚簇特別有利，可以省去對(duì)結(jié)果集的排序操作

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

設(shè)計(jì)候選聚簇

＞對(duì)經(jīng)常在一起進(jìn)行連接操作的關(guān)系可以建立聚簇

＞如果一個(gè)關(guān)系的一組屬性經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中，則該

單個(gè)關(guān)系可建立聚簇

＞如果一個(gè)關(guān)系的一個(gè)（或一組）屬性上的值重復(fù)率很高，則此

單個(gè)關(guān)系可建立聚簇。即對(duì)應(yīng)每個(gè)聚簇碼值的平均元組數(shù)不

太少。太少了，聚簇的效果不明顯

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聚簇存取方法的選擇（續(xù)）

?:?優(yōu)化聚簇設(shè)計(jì)

＞從聚簇中刪除經(jīng)常進(jìn)行全表掃描的關(guān)系；

＞從聚簇中刪除更新操作遠(yuǎn)多于連接操作的關(guān)系；

A不同的聚簇中可能包含相同的關(guān)系，一個(gè)關(guān)系可以在某

一個(gè)聚簇中，但不能同時(shí)加入多個(gè)聚簇

-從這多個(gè)聚簇方案（包括不建立聚簇）中選擇一個(gè)較優(yōu)的，即

在這個(gè)聚簇上運(yùn)行各種事務(wù)的總代價(jià)最小

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三、HASH存取方法的選擇

選擇HASH存取方法的規(guī)則

■當(dāng)一個(gè)關(guān)系滿足下列兩個(gè)條件時(shí)，可以選擇HASH存取

方法

?該關(guān)系的屬性主要出現(xiàn)在等值連接條件中或主要出現(xiàn)

在相等比較選擇條件中

A該關(guān)系的大小可預(yù)知，而且不變；

或

該關(guān)系的大小動(dòng)態(tài)改變，但所選用的DBMS提供了動(dòng)

態(tài)HASH存取方法

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7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.5.1數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法

7.5.2關(guān)系模式存取方法選擇

7.5.3確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

7.5.4評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)

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7.5.3確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

?確定數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的內(nèi)容

■1.確定數(shù)據(jù)的存放位置和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

A關(guān)系

＞索引

＞聚簇

＞日志

＞備份

■2.確定系統(tǒng)配置

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1.確定數(shù)據(jù)的存放位置

?:?確定數(shù)據(jù)存放位置和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的因素

■存取時(shí)間

二存儲(chǔ)空間利用率

■維護(hù)代價(jià)

這三個(gè)方面常常是相互矛盾的

例：消除一切冗余數(shù)據(jù)雖能夠節(jié)約存儲(chǔ)空間和減少維

護(hù)代價(jià)，但往往會(huì)導(dǎo)致檢索代價(jià)的增加

必須進(jìn)行權(quán)衡，選擇一個(gè)折中方案

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確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）

?:?基本原則

■根據(jù)應(yīng)用情況將

?易變部分與穩(wěn)定部分分開存放

A存取頻率較高部分與存取頻率較低部分，分開存放

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確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）

例：

A數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等由于只在故障恢復(fù)

時(shí)才使用，而且數(shù)據(jù)量很大，可以考慮存放在磁帶上

A如果計(jì)算機(jī)有多個(gè)磁盤或磁盤陣列，可以考慮將表

和索引分別放在不同的磁盤上，在查詢時(shí)，由于磁盤

驅(qū)動(dòng)器并行工作，可以提高物理I/O讀寫的效率

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確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）

例（續(xù)）：

A可以將比較大的表分別放在兩個(gè)磁盤上，以加快存取

速度，這在多用戶環(huán)境下特別有效

A可以將日志文件與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象（表、索引等）放在不

同的磁盤以改進(jìn)系統(tǒng)的性能

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2.確定系統(tǒng)配置

?DBMS產(chǎn)品一般都提供了一些存儲(chǔ)分配參數(shù)

■同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶數(shù)

■同時(shí)打開的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象數(shù)

?內(nèi)存分配參數(shù)

?使用的緩沖區(qū)長(zhǎng)度、個(gè)數(shù)

■存儲(chǔ)分配參數(shù)

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7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.5.1數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法

7.5.2關(guān)系模式存取方法選擇

7.5.3確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

7.5.4評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)

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754評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)

?:?評(píng)價(jià)內(nèi)容

■對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的多種方案進(jìn)行細(xì)致的

評(píng)價(jià)，從中選擇一個(gè)較優(yōu)的方案作為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)

構(gòu)

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評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)（續(xù)）

?:?評(píng)價(jià)方法（完全依賴于所選用的DBMS）

■定量估算各種方案

＞存儲(chǔ)空間

＞存取時(shí)間

＞維護(hù)代價(jià)

■對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行權(quán)衡、比較，選擇出一個(gè)較優(yōu)的合理的

物理結(jié)構(gòu)

如果該結(jié)構(gòu)不符合用戶需求，則需要修改設(shè)計(jì)

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第七章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

7.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述

7.2需求分析

7.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.5數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)

7.6數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)

7.7小結(jié)

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7.6數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施和維護(hù)

7.6.1數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試

7.6.2數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行

7.6.3數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)

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7.6.1數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試

?數(shù)據(jù)的載入

?應(yīng)用程序的編碼和調(diào)試

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數(shù)據(jù)的載入

?:?數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立好后，就可以向數(shù)據(jù)庫(kù)中裝載數(shù)據(jù)了。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。

?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(kù)

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應(yīng)用程序的編碼和調(diào)試

?:?數(shù)據(jù)庫(kù)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

?在組織數(shù)據(jù)入庫(kù)的同時(shí)還要調(diào)試應(yīng)用程序

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7.6數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施和維護(hù)

7.6.1數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試

7.6.2數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行

7.6.3數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)

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7.6.2數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行

?在原有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有一小部分已輸入數(shù)據(jù)庫(kù)后，就可以開始對(duì)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行

?數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行主要工作包括：

1）功能測(cè)試

'實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序，執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作，測(cè)試應(yīng)用

程序的功能是否滿足設(shè)計(jì)要求

■如果不滿足，對(duì)應(yīng)用程序部分則要修改、調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要

求

2）性能測(cè)試

■測(cè)量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，分析是否達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)

■如果測(cè)試的結(jié)果與設(shè)計(jì)目標(biāo)不符，則要返回物理設(shè)計(jì)階段，重新

調(diào)整物理結(jié)構(gòu)，修改系統(tǒng)參數(shù)，某些情況下甚至要返回邏輯設(shè)計(jì)

階段，修改邏輯結(jié)構(gòu)

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數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行（續(xù)）

強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：

分期分批組織數(shù)據(jù)入庫(kù)

■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(kù)。

■由于數(shù)據(jù)入庫(kù)工作量實(shí)在太大，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，所以應(yīng)

分期分批地組織數(shù)據(jù)入庫(kù)

■先輸入小批量數(shù)據(jù)供調(diào)試用

A待試運(yùn)行基本合格后再大批量輸入數(shù)據(jù)

A逐步增加數(shù)據(jù)量，逐步完成運(yùn)行評(píng)價(jià)

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數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行（續(xù)）

?數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)

■在數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)工作，盡量減少對(duì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的破壞。

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7.6數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施和維護(hù)

7.6.1數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試

7.6.2數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行

7.6.3數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)

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7.6.3數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行與維護(hù)

?:?數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行合格后，數(shù)據(jù)庫(kù)即可投入正式運(yùn)行。

?數(shù)據(jù)庫(kù)投入運(yùn)行標(biāo)志著開發(fā)任務(wù)的基本完