6_第7章_数据库设计_3概要

《6_第7章_数据库设计_3概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《6_第7章_数据库设计_3概要（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、数据库原理,褚龙现 chulongxian,回顾- 概念结构设计,将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程就是概念结构设计 概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定 概念结构设计是整个数据库设计的关键,回顾- 局部视图设计,逐一设计分ER图,两条准则： （1）属性不能再具有需要描述的性质。即属性必须是不可分的数据项，不能再由另一些属性组成 （2）属性不能与其他实体具有联系。联系只发生在实体之间,回顾-视图集成,合并分ER图,各分E-R图存在冲突 属性冲突 命名冲突 结构冲突 合并分E-R图的主要工作与关键 合理消除各分E-R图的冲突,数据库

2、逻辑结构设计,数据库物理结构设计,1,2,教 学 内 容,教 学 目 标,教学具体内容,逻辑结构设计 E-R图向关系模型的转换 数据模型的优化 数据库物理设计的内容 关系模式存取方法 数据库试运行 数据库运行维护,7.4 逻辑结构设计,逻辑结构设计的任务 把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构 逻辑结构设计的步骤 将概念结构转化为一般的关系、网状、层次模型 将转换来的模型向特定DBMS支持下的数据模型转换 对数据模型进行优化,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,E-R图向关系模型的转换要解决的问题 如何将实体型和实体间的联系转换为关系模

3、式 如何确定这些关系模式的属性和码 转换内容 将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,转换准则,(1)一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与 任意一端对应的关系模式合并 (2)一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与 n端对应的关系模式合并 (3) 一个m:n联系转换为一个关系模式 (4)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系 模式,转换准则,(5)具有相同码的关系模式可合并 目的：减少系统中的关系个数 合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其中的同义属

4、性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的次序,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,转换准则,从理论上讲，1:1联系可以与任意一端对应的关系模式合并 但在一些情况下，与不同的关系模式合并效率会大不一样。因此究竟应该与哪端的关系模式合并需要依应用的具体情况而定。 由于连接操作是最费时的操作，所以一般应以尽量减少连接操作为目标。,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,例：将虚线上部的E-R图转换为关系模型,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,部门实体对应的关系模式 部门（部门号，部门名，经理的职工号，） 此关系模式已包含了联系“领导”所对应的关系模式 经理的职工号是关系的候选码 职工实体对应

5、的关系模式 职工（职工号、部门号，职工名，职务，） 该关系模式已包含了联系“属于”所对应的关系模式,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,产品实体对应的关系模式 产品（产品号，产品名，产品组长的职工号，） 供应商实体对应的关系模式 供应商（供应商号，姓名，） 零件实体对应的关系模式 零件（零件号，零件名，）,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,联系“参加”所对应的关系模式 职工工作（职工号，产品号，工作天数，） 联系“供应”所对应的关系模式 供应（产品号，供应商号，零件号，供应量）,7.4.1 E-R图向关系模型的转换,7.4.2 数据模型的优化,1. 确定数据依赖 分别写出每个关系模式内部

6、各属性之间的数据依赖 2. 消除冗余的联系 对各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除 冗余的联系 3. 确定所属范式 注意：并不是规范化程度越高的关系就越优 4. 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，分析对于这样的应用 环境这些模式是否合适，确定是否要对它们进行合并或分解 5. 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，对关系模式进行必要 的分解，以提高数据操作的效率和存储空间的利用率,7.4.3 设计用户子模式,定义用户外模式时应该注重的问题 (1) 使用更符合用户习惯的别名 (2) 针对不同级别的用户定义不同的视图，以满足 系统对安全性的要求 (3) 简化用户对系

7、统的使用,7.4.3 设计用户子模式,例 关系模式 产品（产品号，产品名，规格，单价，生产车间，生产负责人，产品成本，产品合格率，质量等级），可以在产品关系上建立两个视图： 为一般顾客建立视图： 产品1（产品号，产品名，规格，单价） 为产品销售部门建立视图： 产品2（产品号，产品名，规格，单价，车间，生产负责人） 顾客视图中只包含允许顾客查询的属性 销售部门视图中只包含允许销售部门查询的属性 生产领导部门则可以查询全部产品数据 可以防止用户非法访问不允许他们查询的数据，保证系统的安全性,7.4.4 小结,任务 将概念结构转化为具体的数据模型 逻辑结构设计的步骤 将概念结构转化为一般的关系、网状

8、、层次模型 将转化来的关系、网状、层次模型向特定DBMS支持下的数据模型转换 对数据模型进行优化 设计用户子模式,7.5 物理结构设计,数据库的物理设计 数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理系统 为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，就是数据库的物理设计 数据库物理设计的步骤 1. 确定数据库的物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构 2. 对物理结构进行评价，评价的重点是时间和空间效率,7.5.1 数据库物理设计的内容,关系数据库物理设计的内容 为关系模式选择存取方法(建立存取路径) 设计关系、索引等数据库文件

9、的物理存储结构,7.5.2关系模式存取方法选择,数据库系统对同一个关系要建立多条存取路径才能满足多用户的多种应用要求，物理设计的任务之一就是要确定选择哪些存取方法，即建立哪些存取路径 DBMS常用存取方法 索引方法 目前主要是B+树索引方法 经典存取方法，使用最普遍 聚簇（Cluster）方法,7.5.2关系模式存取方法选择,7.5.2关系模式存取方法选择,选择索引存取方法的一般规则 如果一个(或一组)属性经常在查询条件中出现，则考虑在这个(或这组)属性上建立索引(或组合索引) 如果一个属性经常作为最大值和最小值等聚集函数的参数，则考虑在这个属性上建立索引 如果一个(或一组)属性经常在连接操作

10、的连接条件中出现，则考虑在这个(或这组)属性上建立索引 关系上定义的索引数过多会带来较多的额外开销 维护索引的开销 查找索引的开销,索引存取方法,7.5.2关系模式存取方法选择,聚簇存取方法,聚簇 为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把这个或这些属性上具有相同值的元组集中存放在连续的物理块称为聚簇 聚簇的局限性 聚簇只能提高某些特定应用的性能,建立与维护聚簇的开销相当大 设计候选聚簇 对经常在一起进行连接操作的关系可以建立聚簇 如果一个关系的一组属性经常出现在相等比较条件中，则该单个关系可建立聚簇 如果一个关系的一个(或一组)属性上的值重复率很高，则此单个关系可建立聚簇,7.5.3确定数据

11、库的存储结构,存放位置,确定数据存放位置 存取时间 存储空间利用率 维护代价 基本原则 根据应用情况将 易变部分与稳定部分分开存放 存取频率较高部分与存取频率较低部分，分开存放,7.5.3确定数据库的存储结构,确定系统配置,DBMS产品一般都提供了一些存储参数 同时使用数据库的用户数 同时打开的数据库对象数 内存分配参数 使用的缓冲区长度、个数 存储分配参数,7.6 数据库的实施维护,数据的载入和应用程序的调试 数据库的试运行 数据库的运行和维护,7.6.1 数据载入和程序调试,数据装载方法 人工方法 计算机辅助数据入库 数据库应用程序的设计应该与数据设计并行进行 在组织数据入库的同时还要调试

12、应用程序,7.6.2 数据库试运行,数据库试运行主要工作包括： 1）功能测试 执行对数据库的各种操作，测试应用程序的功能是否满足设计要求;如果不满足，对应用程序部分则要修改、调整，直到达到设计要求 2）性能测试 测量系统的性能指标，如果测试的结果与设计目标不符，则要返回物理设计阶段，重新调整物理结构，修改系统参数，某些情况下甚至要返回逻辑设计阶段，修改逻辑结构,7.6.2 数据库试运行,重新设计物理结构甚至逻辑结构，会导致数据重新入库 由于数据入库工作量实在太大，费时、费力，所以应分期分批地组织数据入库 先输入小批量数据供调试用 待试运行基本合格后再大批量输入数据 逐步增加数据量，逐步完成运行

13、评价,7.6.2 数据库试运行,数据库的转储和恢复 在数据库试运行阶段，系统还不稳定，故障随时可能发生 系统的操作人员对新系统还不熟悉，误操作也不可避免 因此必须做好数据库的转储和恢复，减少对数据库的破坏,7.6.3 数据库的运行维护,数据库试运行合格后，数据库即可投入正式运行 在数据库运行阶段，经常性的维护工作主要是由DBA完成 数据库的转储和恢复 数据库的安全性、完整性控制 数据库性能的监督、分析和改进 数据库的重组织和重构造,小 结,需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 数据库的各级模式是在设计过程中逐步形成的 逻辑设计阶段将E-R图转换成数据模型 物理设计 实施和维护,实验内容：,设计一个采购、销售和客户管理应用数据库 处理过程描述：一个供应商可以供应多种零件，一种零件可以有多个供应商；一个客户订单可以订购多种供应商供应的零件；客户和供应商都分属不同的国家，而国家按世界五大洲八大洋划分地区。 根据处理过程业务描述完成数据库的概念结构设计和逻辑结构设计,实验内容：,概念模型,下次课程内容 数据库编程,