數(shù)據(jù)庫(kù)第六章課件

1、-第 6 章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)施 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)施 6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.2 數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃 6.3 需求分析 6.4 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.5 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.6 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.7 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù) 6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概念 6.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟 6.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 返回6.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概念（1）1、理解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的三個(gè)角度 通俗地角度：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)用戶需求和選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)一個(gè)單位或部門(mén)的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織和構(gòu)造的過(guò)程。 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員的角度：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)就是對(duì)一個(gè)給定的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，如何利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件和相關(guān)的硬件

2、系統(tǒng)，將用戶的需求轉(zhuǎn)化成有效的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，并使該數(shù)據(jù)庫(kù)模式易于適應(yīng)用戶新的數(shù)據(jù)需求的過(guò)程。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概念（2） 數(shù)據(jù)庫(kù)理論的抽象角度：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)就是根據(jù)用戶需求和特定數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的具體特點(diǎn)，將現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)特征抽象為概念數(shù)據(jù)模型表示，構(gòu)造出最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，使之既能正確反映現(xiàn)實(shí)世界的信息及其聯(lián)系，又能滿足用戶各種應(yīng)用需求(信息要求和處理要求)的過(guò)程。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概念（3）2、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施：把數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中規(guī)定的數(shù)據(jù)組織形式將數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。3、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備的技術(shù)和知識(shí) 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)； 計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)的方法和技巧； 軟件工程的原理和方法；

3、 應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)。返回6.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟（1）1、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的生存期：數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)從開(kāi)始規(guī)劃、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、投入運(yùn)行后的維護(hù)直到被新的系統(tǒng)取代而停止使用的整個(gè)期間，它通常將包含4個(gè)時(shí)期(或7個(gè)階段)，即規(guī)劃時(shí)期、設(shè)計(jì)時(shí)期(需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì))、實(shí)施時(shí)期和運(yùn)行維護(hù)時(shí)期。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟（2）2.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的生存期內(nèi)各階段的主要任務(wù)如下： 1、數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃時(shí)期 2、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)期 3、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施時(shí)期 4、數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)時(shí)期 返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃時(shí)期數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃時(shí)期：進(jìn)行建立數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性和可行性分析。通過(guò)評(píng)審的可行性分析報(bào)告是這個(gè)時(shí)期的結(jié)束標(biāo)記。 返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)期這個(gè)時(shí)

4、期一般分為如下的4個(gè)階段： 需求分析階段 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 返回需求分析階段（1）需求分析階段：利用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論和方法，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象(組織、部門(mén)、企業(yè)等)，即用戶的現(xiàn)行系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，收集支持系統(tǒng)目標(biāo)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其處理需求，其主要需求有： 信息需求，即數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)該存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)。 處理需求，即對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)性能需求，如響應(yīng)時(shí)間，處理方式等。 安全性和完整性方面的需求 返回概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：在需求分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)用戶需求進(jìn)行分析、歸納、抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體dbms和計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的整體概念結(jié)構(gòu)，即概念模式。 返回邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段邏

5、輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：在概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，在一定的原則指導(dǎo)下將概念模式(e-r圖)轉(zhuǎn)換為某個(gè)具體dbms支持的數(shù)據(jù)模型相符合的、經(jīng)過(guò)優(yōu)化的邏輯結(jié)構(gòu)。 返回 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段：為邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法等。 返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施時(shí)期數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施時(shí)期：用dbms提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(ddl)和其它實(shí)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理設(shè)結(jié)構(gòu)計(jì)結(jié)果用ddl嚴(yán)格描述出來(lái)，成為dbms可以接受的源代碼，再經(jīng)過(guò)調(diào)試產(chǎn)生目標(biāo)模式，最后將數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫(kù)。返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)時(shí)期數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)時(shí)期：收集和登記數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的情況記錄，用于評(píng)價(jià)并改善數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能。 返

6、回6.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）具有如下特點(diǎn)： 1、反復(fù)性 (iterative)； 2、試探性 (tentative) ； 3、多步性 (multistage) ； 4、面向數(shù)據(jù) (data-oriented) 。返回反復(fù)性反復(fù)性(iterative)：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)需要反復(fù)修改，逐步完善。因?yàn)榍半A段的設(shè)計(jì)是后階段設(shè)計(jì)的起點(diǎn)和基礎(chǔ)，而后階段設(shè)計(jì)也會(huì)向前階段反饋，提出新的要求。 返回試探性試探性(tentative)：由于設(shè)計(jì)過(guò)程中面臨各種各樣的要求和制約因素，且這些因素之間往往是矛盾的，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程的試探性和設(shè)計(jì)結(jié)果的不唯一性。 返回多步性 多步性(multistage)：數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

7、常常由不同的人員分階段進(jìn)行，其目的是進(jìn)行技術(shù)分工和分段把關(guān)，逐級(jí)審查，以保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和進(jìn)度。返回面向數(shù)據(jù)面向數(shù)據(jù)(data-oriented)：在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中實(shí)施以信息需求為主，兼顧處理需求的設(shè)計(jì)策略。 說(shuō)明：計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有兩種方法 信息需求為主，兼顧處理需求的方法稱為面向數(shù)據(jù)的方法(data-oriented approach) 以處理需求為主，兼顧信息需求的設(shè)計(jì)方法稱為面向過(guò)程的方法(process-oriented approach)。返回6.2 數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃1、數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)劃工作的重要性：直接關(guān)系到整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的成敗，對(duì)一個(gè)企業(yè)或部門(mén)的信息化建設(shè)進(jìn)程都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2、數(shù)據(jù)庫(kù)

8、規(guī)劃時(shí)期的主要工作：確定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在企業(yè)或部門(mén)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位以及各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的聯(lián)系；分析企業(yè)的基本業(yè)務(wù)功能，確定數(shù)據(jù)庫(kù)支持的業(yè)務(wù)范圍；回答是建立一個(gè)綜合的數(shù)據(jù)庫(kù)，還是建立若干個(gè)專門(mén)的數(shù)據(jù)庫(kù)等問(wèn)題，并對(duì)建立數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性和可行性進(jìn)行分析。返回6.3 需求分析 6.3.1 需求分析的任務(wù) 6.3.2 需求分析的步驟 6.3.3 數(shù)據(jù)字典 返回6.3.1 需求分析的任務(wù)通過(guò)詳細(xì)調(diào)查用戶的現(xiàn)行系統(tǒng)(手工系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng))的工作情況，深入了解其數(shù)據(jù)的性質(zhì)和數(shù)據(jù)的使用情況，數(shù)據(jù)的處理流程、流向、流量等，并仔細(xì)地分析用戶在數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性、可靠性以及數(shù)據(jù)的完整性方面的需求，按一定規(guī)范

9、要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)者和用戶都能理解的文檔需求分析說(shuō)明書(shū)。返回6.3.2 需求分析的步驟需求分析的任務(wù)可分解為以下三個(gè)步驟：1 需求調(diào)查2 分析整理3 撰寫(xiě)需求分析說(shuō)明書(shū)4 評(píng)審返回1.需求調(diào)查 需求調(diào)查的目的 需求調(diào)查的內(nèi)容 需求調(diào)查的方式 需求調(diào)查的策略 返回需求調(diào)查的目的需求調(diào)查的目的：獲得各個(gè)組織機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及其相互聯(lián)系的信息，為分析整理工作做好前期基礎(chǔ)工作。返回需求調(diào)查的內(nèi)容 組織機(jī)構(gòu)情況：各個(gè)組織機(jī)構(gòu)的組成，各部門(mén)的職責(zé)，各部門(mén)管理工作存在的問(wèn)題，各部門(mén)中哪些業(yè)務(wù)適合計(jì)算機(jī)管理，哪些業(yè)務(wù)不適合計(jì)算機(jī)管理。 業(yè)務(wù)活動(dòng)現(xiàn)狀：各部門(mén)輸入和使用的數(shù)據(jù)，加工處理這些數(shù)據(jù)的方法，處理結(jié)果的輸出去向，

10、輸入/輸出數(shù)據(jù)的格式，以及數(shù)據(jù)庫(kù)中需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。 外部要求：調(diào)查數(shù)據(jù)處理的響應(yīng)時(shí)間、頻度和發(fā)生的規(guī)則，以及經(jīng)濟(jì)性、安全性及完整性要求。 未來(lái)規(guī)劃中對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求等。返回需求調(diào)查方式 個(gè)別交談：仔細(xì)了解該用戶業(yè)務(wù)范圍的用戶需求，特點(diǎn)是調(diào)查時(shí)不受其它人員的影響。 開(kāi)座談會(huì)：獲得不同業(yè)務(wù)之間的聯(lián)系信息，特點(diǎn)是與會(huì)人員能互相啟發(fā)。 發(fā)調(diào)查表：獲得設(shè)計(jì)人員關(guān)心的用戶需求問(wèn)題。特點(diǎn)是調(diào)查目的準(zhǔn)確，但效果依賴于調(diào)查表設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 跟班作業(yè)：獲得業(yè)務(wù)活動(dòng)情況和用戶需求。特點(diǎn)是用戶需求準(zhǔn)確但比較費(fèi)時(shí)。 查閱記錄：獲得具體的業(yè)務(wù)細(xì)節(jié)。返回需求調(diào)查的策略 對(duì)高層負(fù)責(zé)人：對(duì)高層負(fù)責(zé)人：個(gè)別交談方式?？色@得有關(guān)企業(yè)

11、高層管理活動(dòng)和決策過(guò)程的信息需求以及企業(yè)的運(yùn)行政策、未來(lái)發(fā)展變化趨勢(shì)等與戰(zhàn)略規(guī)劃有關(guān)的信息。 對(duì)中層管理人員對(duì)中層管理人員：開(kāi)座談會(huì)、個(gè)別交談或發(fā)調(diào)查表、查閱記錄的調(diào)查方式。可獲得企業(yè)的具體業(yè)務(wù)控制方式和約束條件，不同業(yè)務(wù)之間的接口，日?？刂乒芾淼男畔⑿枨蟛㈩A(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)展的潛在信息需求。 對(duì)基層業(yè)務(wù)人員對(duì)基層業(yè)務(wù)人員：發(fā)調(diào)查表、個(gè)別交談、跟班作業(yè)或召開(kāi)小型座談會(huì)的調(diào)查方式?？色@得每項(xiàng)具體業(yè)務(wù)的輸入輸出數(shù)據(jù)和工作過(guò)程、數(shù)據(jù)處理要求和約束條件等。返回2.分析整理分析整理的工作主要有： 1、業(yè)務(wù)流程分析與表示 2、需求信息的補(bǔ)充描述 返回業(yè)務(wù)流程分析與表示業(yè)務(wù)流程分析與表示。通過(guò)業(yè)務(wù)流程分析，獲得業(yè)務(wù)

12、流程及業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)聯(lián)系的形式描述。一般采用數(shù)據(jù)流分析法，分析結(jié)果以數(shù)據(jù)流圖(data flow diagram, dfd圖)表示。dfd圖描述了數(shù)據(jù)與處理關(guān)系及其數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。返回需求信息的補(bǔ)充描述需求信息的補(bǔ)充描述。除了用dfd圖描述用戶需求外，還需要用一些規(guī)范化表格對(duì)其細(xì)節(jié)信息進(jìn)行補(bǔ)充描述。這些細(xì)節(jié)補(bǔ)充信息主要有： 數(shù)據(jù)字典：詳細(xì)內(nèi)容在6.3.3節(jié)介紹。 業(yè)務(wù)活動(dòng)清單：列出每一部門(mén)中最基本的工作任務(wù)，包括任務(wù)的定義、操作類型、執(zhí)行頻度、所屬部門(mén)涉及的數(shù)據(jù)項(xiàng)以及數(shù)據(jù)處理響應(yīng)時(shí)間要求。 其它需求清單：如完整性、一致性要求，安全性要求以及預(yù)期變化的影響需求等。返回3.撰寫(xiě)需求分析說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)需求分

13、析說(shuō)明書(shū):在需求調(diào)查的分析整理基礎(chǔ)上，依據(jù)一定的規(guī)范(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn))編寫(xiě)出需求分析說(shuō)明書(shū)。 返回4.評(píng)審 評(píng)審的目的：確認(rèn)需求階段的任務(wù)是否完成，以保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免重大的疏漏或者錯(cuò)誤。 評(píng)審人員構(gòu)成：項(xiàng)目組成員，非項(xiàng)目組的專家和主管部門(mén)負(fù)責(zé)人。 評(píng)審結(jié)果的作用：通過(guò)評(píng)審的需求分析說(shuō)明書(shū)是需求分析階段的結(jié)束標(biāo)志，也是下一個(gè)設(shè)計(jì)階段的輸入，并作為項(xiàng)目驗(yàn)收和鑒定的依據(jù)之一。返回6.3.3 數(shù)據(jù)字典1. 數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容 2 . 數(shù)據(jù)字典的實(shí)現(xiàn) 返回1.數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容 (1) 數(shù)據(jù)字典：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)(dfd圖)中數(shù)據(jù)性質(zhì)的描述，即元數(shù)據(jù)，而不是數(shù)據(jù)本身。它是對(duì)數(shù)據(jù)流程圖上各個(gè)元素作出詳細(xì)的定義和說(shuō)

14、明。 數(shù)據(jù)字典包括的內(nèi)容：數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理過(guò)程 返回?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)：數(shù)據(jù)的基本單元，即最小單位。數(shù)據(jù)項(xiàng)的描述方法和內(nèi)容是： 數(shù)據(jù)項(xiàng)描述=數(shù)據(jù)項(xiàng)名，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說(shuō)明，別名，數(shù)據(jù)類型，長(zhǎng)度，取值范圍，取值含義，與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系。其中： 別名，也稱數(shù)據(jù)項(xiàng)別名，是數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱的其它等價(jià)名字。 出現(xiàn)別名的主要原因有：對(duì)于同樣的數(shù)據(jù)，不同的用戶使用不同的名字。同一個(gè)設(shè)計(jì)人員在不同時(shí)期對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)使用了不同的名字。兩個(gè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中對(duì)同一數(shù)據(jù)項(xiàng)使用了不同的名字。 取值范圍：規(guī)定了數(shù)據(jù)項(xiàng)的取值區(qū)間或其值所在的集合。 與其它數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系：數(shù)據(jù)完整性約束條件。返回?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

15、若干數(shù)據(jù)項(xiàng)組成的有意義的集合，反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述方法和內(nèi)容是： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說(shuō)明，組成：數(shù)據(jù)項(xiàng)名列表返回?cái)?shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)流：某一處理輸入(輸出)的數(shù)據(jù)項(xiàng)或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流的描述方法和內(nèi)容是：數(shù)據(jù)流描述=數(shù)據(jù)流名，說(shuō)明，數(shù)據(jù)流來(lái)源，數(shù)據(jù)流去向，組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，平均流量，高峰期流量其中： 數(shù)據(jù)流來(lái)源說(shuō)明該數(shù)據(jù)流來(lái)自哪個(gè)處理過(guò)程。 數(shù)據(jù)流去向說(shuō)明該數(shù)據(jù)流將傳送給哪個(gè)處理過(guò)程。 平均流量是指單位時(shí)間(每天、每周、每月等)的傳輸次數(shù)。 峰期流量則是指在高峰時(shí)期的數(shù)據(jù)傳輸次數(shù)。返回?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：處理過(guò)程中需要保存的數(shù)據(jù)集合，是數(shù)據(jù)流的來(lái)源和去向之一。它可以是手工

16、憑證、手工文檔，也可以是計(jì)算機(jī)文件等。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的描述方法和內(nèi)容是：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)描述=數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名，說(shuō)明，編號(hào)，輸入的數(shù)據(jù)流，輸出的數(shù)據(jù)流，組成：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)量，存取方式.其中： 數(shù)據(jù)量是指每次存取多少數(shù)據(jù)，每天(或每小時(shí)、每周等)存取幾次等。 存取方法包括批處理或者聯(lián)機(jī)處理，檢索或者更新，順序檢索或者隨機(jī)檢索等。 輸入的數(shù)據(jù)流用于指明其來(lái)源，輸出的數(shù)據(jù)流用于指出其去向。 返回處理過(guò)程處理過(guò)程：處理過(guò)程也稱加工過(guò)程，這里指數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序模塊。其具體處理邏輯一般用判定表或判定樹(shù)來(lái)描述，也可用程序流程圖或盒圖(n-s)來(lái)描述，但在數(shù)據(jù)字典中只描述處理過(guò)程的說(shuō)明性信息，其描述方法和內(nèi)容是：處理過(guò)程描述=處

17、理過(guò)程名，說(shuō)明，輸入：數(shù)據(jù)流，輸出：數(shù)據(jù)流，處理：簡(jiǎn)要說(shuō)明其中：簡(jiǎn)要說(shuō)明用于說(shuō)明該處理過(guò)程的功能及處理要求，即該處理過(guò)程用來(lái)做什么(而不是怎樣做)和處理要求。處理要求是物理設(shè)計(jì)的輸入及性能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。返回2.數(shù)據(jù)字典的實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)字典的三種途徑：全人工過(guò)程，全自動(dòng)化過(guò)程(利用數(shù)據(jù)字典處理程序)和混合過(guò)程(用正文編輯程序，報(bào)告生成程序等實(shí)用程序幫助人工過(guò)程)。 實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)字典應(yīng)具有的特點(diǎn)： 通過(guò)名字能方便地查詢數(shù)據(jù)的定義。 沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余。 容易更新和更改。 定義的書(shū)寫(xiě)方式簡(jiǎn)單方便，而且嚴(yán)格。返回6.4 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：把需求分析階段得到用戶需求(已用數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖表示)抽象為概念

18、模型表示的過(guò)程。數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用e-r模型來(lái)描述概念結(jié)構(gòu).6.4.1 基本方法6.4.2 主要設(shè)計(jì)步驟返回6.4.1 基本方法 1、將用戶需求抽象為e-r模式的基本方法:（1）集中式設(shè)計(jì)法；（2）分散-集成設(shè)計(jì)法 ；2、e-r模式設(shè)計(jì)的策略 返回集中式設(shè)計(jì)法集中式設(shè)計(jì)法：根據(jù)用戶需求由一個(gè)統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)或人員一次設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)庫(kù)的全局e-r模式，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，容易保證e-r模式的統(tǒng)一性與一致性，但它僅適用于小型或并不復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)問(wèn)題，而對(duì)大型的或語(yǔ)義關(guān)聯(lián)復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)并不適用。返回分散-集成設(shè)計(jì)法分散-集成設(shè)計(jì)法：設(shè)計(jì)過(guò)程分解成兩步，首先將一個(gè)企業(yè)或部門(mén)的用戶需求，根據(jù)某種原則將

19、其分解成若干個(gè)部分，并對(duì)每個(gè)部分設(shè)計(jì)局部e-r模式，然后將各個(gè)局部e-r模式進(jìn)行集成，并消除集成過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的沖突，最終形成一個(gè)全局e-r模式。其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜，但能較好的反映用戶需求，對(duì)于大型和復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)問(wèn)題比較有效。返回e-r模式設(shè)計(jì)的策略 自上而下：自上而下：先定義全局e-r模式框架，然后逐步進(jìn)行細(xì)化，即先從抽象級(jí)別高且普遍性強(qiáng)的實(shí)體集開(kāi)始設(shè)計(jì)，然后逐步進(jìn)行細(xì)化、具體化與特殊化處理。 自下而上：自下而上：先從具體的實(shí)體開(kāi)始，然后逐步進(jìn)行抽象化，普遍化與一般化，最后形成一個(gè)較高層次的抽象實(shí)體集，其設(shè)計(jì)過(guò)程與自上而下策略的過(guò)程相反。 由內(nèi)向外由內(nèi)向外：也稱為逐步擴(kuò)張策略，即

20、先從最基本與最明顯的實(shí)體集著手逐步擴(kuò)展至非基本、不明顯的其它實(shí)體集。 混合策略：混合策略：將上面三種策略同時(shí)應(yīng)用于e-r模式設(shè)計(jì)過(guò)程之中。 返回6.4.2 主要設(shè)計(jì)步驟 e-r模式設(shè)計(jì)一般分為三步：設(shè)計(jì)局部e-r模式；將局部e-r模式集成為全局e-r模式；對(duì)全局e-r模式進(jìn)行優(yōu)化得到基于e-r模型的數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)。1. 設(shè)計(jì)局部e-r模式 2. 合并局部e-r模式 3. 優(yōu)化全局e-r模式返回1.設(shè)計(jì)局部e-r模式 局部e-r模式的設(shè)計(jì)一般又可分解為以下步驟： 1、確定局部e-r模式的范圍 2、定義實(shí)體型 3、定義聯(lián)系返回確定局部e-r模式的范圍確定局部e-r模式的范圍：將用戶需求劃分成若干個(gè)

21、部分，其劃分方法有： 根據(jù)企業(yè)的組織機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行自然劃分，并為它們分別設(shè)計(jì)局部e-r模式。 根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的服務(wù)種類進(jìn)行劃分，使得每一種服務(wù)所使用的數(shù)據(jù)明顯地不同于其它種類，并為每一類服務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)局部e-r模式。返回定義實(shí)體型定義實(shí)體型：每一個(gè)局部e-r模式都包括一些實(shí)體型，即從選定的局部范圍中的用戶需求出發(fā)，確定每一個(gè)實(shí)體型的屬性及其屬性名和主鍵。 區(qū)分實(shí)體與屬性的一些原則 給實(shí)體集與屬性命名：其原則是清晰明了便于記憶，并盡可能采用用戶熟悉的名字，減少?zèng)_突，方便使用。 確定實(shí)體標(biāo)識(shí)：即確定實(shí)體集的主鍵。在列出實(shí)體集的所有候選鍵的基礎(chǔ)上，選擇一個(gè)作為主鍵。 非空值原則：保證主鍵中的屬性不出現(xiàn)空

22、值。返回區(qū)分實(shí)體與屬性的原則 信息描述原則：一般地說(shuō)，實(shí)體需要進(jìn)一步用某些屬性進(jìn)行描述，而屬性則不需要。 依賴性原則：一般地講，屬性僅單向依賴于某個(gè)實(shí)體，且這種依賴是包含性依賴，如學(xué)生實(shí)體中的學(xué)號(hào)、學(xué)生姓名等均單向依賴于學(xué)生。 一致性原則：一個(gè)實(shí)體由若干個(gè)屬性組成，這些屬性間有內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性與一致性，如學(xué)生實(shí)體有學(xué)號(hào)、學(xué)生姓名、年齡、專業(yè)等屬性，它們分別獨(dú)立表示實(shí)體的某個(gè)特性，并在總體上協(xié)調(diào)一致，互相配合，構(gòu)成了一個(gè)統(tǒng)一的整體。返回定義聯(lián)系定義聯(lián)系：即判斷實(shí)體集之間是否存在聯(lián)系，并定義實(shí)體集之間聯(lián)系的類型。 實(shí)體集之間的聯(lián)系方式： 定義聯(lián)系的方法： 為實(shí)體集之間的聯(lián)系命名：聯(lián)系的命名應(yīng)反映聯(lián)系的

23、語(yǔ)義性質(zhì)，通常采用某個(gè)動(dòng)詞命名，如“選修”、“講授”、“使用”等。 確定每個(gè)聯(lián)系存在屬性，并為其命名。返回實(shí)體集之間的聯(lián)系方式存在性聯(lián)系。如學(xué)校有教師、教師有學(xué)生等。功能性聯(lián)系。如教師授課，教師參與管理學(xué)生等。事件聯(lián)系。如學(xué)生借書(shū)，學(xué)生打網(wǎng)球等。返回定義聯(lián)系的方法利用上面介紹的三種聯(lián)系方式去檢查e-r模式中兩個(gè)實(shí)體集之間是否存在聯(lián)系，并確定這些聯(lián)系的類型(1:1、1:n或n:m)。此外，還要考慮實(shí)體集內(nèi)部是否存在聯(lián)系，多個(gè)實(shí)體集之間是否存在聯(lián)系，并盡量消去冗余的聯(lián)系。 返回2.合并局部e-r模式 合并局部e-r模式為全局e-r模式的過(guò)程可分成三步： （1）確定公共實(shí)體型 （2）合并局部e-r模

24、式 （3）消除沖突：消除合并過(guò)程中局部e-r模式之間出現(xiàn)的不一致描述，即沖突。 （3）消除沖突的方法. 返回確定公共實(shí)體型確定多個(gè)局部e-r模式之間的公共實(shí)體型。一般根據(jù)實(shí)體型名稱和主鍵來(lái)認(rèn)定公共實(shí)體型，即把同名實(shí)體型作為一個(gè)候選的公共實(shí)體型，把具有相同主鍵的實(shí)體型作為另一個(gè)候選的公共實(shí)體型。返回合并局部e-r模式首先將兩個(gè)具有公共實(shí)體型的局部e-r模式進(jìn)行合并，然后每次將一個(gè)新的、與前面已合并模式具有公共實(shí)體型的局部e-r模式合并起來(lái)，最后再加入獨(dú)立的局部e-r模式，這樣即可終獲得全局e-r模式。返回沖突類型兩個(gè)局部e-r模式之間可能出現(xiàn)的沖突類型： 屬性沖突，主要指屬性值的類型、取值范圍，

25、或者計(jì)量單位的沖突。 命名沖突，主要指同名異義和異名同義兩種沖突，包括屬性名，實(shí)體型名，聯(lián)系名之間的沖突。同名異義，即不同意義的對(duì)象具有相同的名字；異名同義，即同一意義的對(duì)象具有不同的名字。 結(jié)構(gòu)沖突 . 返回結(jié)構(gòu)沖突 主要有表現(xiàn)為 同一對(duì)象在不同的局部e-r模式中的抽象不一致，比如職工，在某個(gè)局部e-r模式中抽象為實(shí)體，而在另一局部e-r模式中則抽象為屬性； 同一實(shí)體在不同的局部e-r模式中其屬性組成不同，包括屬性個(gè)數(shù)、次序等； 實(shí)體集之間的聯(lián)系在不同的局部e-r模式中呈現(xiàn)不同的類型，如實(shí)體集a與b在某一局部e-r模式中是多對(duì)多聯(lián)系，而在另一局部e-r模式中又是一對(duì)多聯(lián)系； 在某一局部e-r

26、模式中a與b發(fā)生聯(lián)系，而在另一局部e-r模式中a、b、c三者之間有聯(lián)系。返回消除沖突的方法消除沖突的方法 屬性沖突和命名沖突一般通過(guò)設(shè)計(jì)人員之間的討論，協(xié)商等方法即可得到解決，而結(jié)構(gòu)沖突則需要全體設(shè)計(jì)人員和用戶經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析，認(rèn)真討論，確定一個(gè)能夠反映用戶需求、全體用戶共同理解和接受的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)之后才能解決。 返回3.優(yōu)化全局e-r模式 全局e-r模式的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：能全面、準(zhǔn)確地反映用戶需求，且具有實(shí)體型的個(gè)數(shù)盡可能少；實(shí)體型所含屬性個(gè)數(shù)盡可能少；實(shí)體型之間聯(lián)系無(wú)冗余等特性。 優(yōu)化全局e-r模式的幾個(gè)方法 實(shí)體型的合并：將兩個(gè)有聯(lián)系的實(shí)體型的合并為一個(gè)實(shí)體型。 冗余屬性的消除：消除合并為全局e-r模

27、式后產(chǎn)生的冗余屬性。 冗余聯(lián)系的消除：消除全局模式中存在的冗余聯(lián)系。 優(yōu)化全局e-r模式的原則：在存儲(chǔ)空間、訪問(wèn)效率和維護(hù)代價(jià)之間進(jìn)行權(quán)衡，對(duì)實(shí)體型進(jìn)行恰當(dāng)?shù)暮喜?，適當(dāng)消去部分冗余屬性和冗余聯(lián)系。返回6.5 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：將全局e-r模式轉(zhuǎn)化成具體dbms能夠支持的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。 6.5.1 e-r模式到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換 6.5.2 關(guān)系模式的優(yōu)化 返回6.5.1 e-r模式到關(guān)系模式的轉(zhuǎn)換 1、實(shí)體型的轉(zhuǎn)換：對(duì)于e-r模式中的每個(gè)實(shí)體型，設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)系模式與之對(duì)應(yīng)，使該關(guān)系模式包含實(shí)體型的所有屬性，用下劃線來(lái)表示關(guān)系模式的主鍵和外鍵所包含的屬性。2、聯(lián)系的轉(zhuǎn)換返回聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 1:

28、1聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：先將兩個(gè)實(shí)體型分別轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，再將聯(lián)系的屬性和其中一個(gè)實(shí)體型對(duì)應(yīng)關(guān)系模式的主鍵屬性加入到另一個(gè)關(guān)系模式中。 1:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：先將兩個(gè)實(shí)體型分別轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，再將聯(lián)系的屬性和1端對(duì)應(yīng)關(guān)系模式的主鍵屬性加入到n端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式中。 對(duì)m:n聯(lián)系的轉(zhuǎn)換：先將兩個(gè)實(shí)體型分別轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式，再將聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系型，其屬性由聯(lián)系的屬性和前面兩個(gè)關(guān)系模式的主鍵屬性構(gòu)成。返回6.5.2關(guān)系模式的優(yōu)化1. 規(guī)范化處理2. 模式的評(píng)價(jià)與修正返回1.規(guī)范化處理 規(guī)范化處理的目的：減少乃至消除關(guān)系模式中存在的各種異常，保證其完整性和一致性，提高存儲(chǔ)效率。 規(guī)范化處理的步驟： 確定規(guī)范級(jí)別：考察

29、關(guān)系模式的數(shù)據(jù)依賴集合，如果僅為函數(shù)依賴，則3nf或bcnf是適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。如果數(shù)據(jù)依賴集合還包括多值依賴，則可將4nf作為其規(guī)范化級(jí)別。 實(shí)施規(guī)范化分解：在確定關(guān)系模式需要的規(guī)范級(jí)別之后，將關(guān)系模式分解為相應(yīng)級(jí)別的范式，并保持函數(shù)依賴和無(wú)損聯(lián)接性要求。返回2.模式的評(píng)價(jià)與修正 模式評(píng)價(jià)目的：檢查所得到的數(shù)據(jù)庫(kù)模式是否完全滿足用戶的功能要求，是否具有較高的效率，并確定哪些是需要加以修正的。 模式評(píng)價(jià)主要包括的內(nèi)容 模式修正:根據(jù)模式評(píng)價(jià)的結(jié)果，對(duì)已生成的模式集合進(jìn)行修正。 返回模式評(píng)價(jià)主要包括的內(nèi)容 功能評(píng)價(jià)：根據(jù)需求分析的結(jié)果，檢查規(guī)范化后的關(guān)系模式集合是否支持用戶的所有應(yīng)用要求。對(duì)于涉及多個(gè)

30、關(guān)系模式的應(yīng)用需求，還應(yīng)評(píng)價(jià)它們是否具有無(wú)損聯(lián)接性。 性能評(píng)價(jià)：一般利用邏輯記錄訪問(wèn)估算方法對(duì)連接運(yùn)算、存儲(chǔ)空間等性能作一些估計(jì)，并為模式的修改或后面的物理設(shè)計(jì)提出一些建議。返回模式修正 需求增加的修正：因?yàn)樾枨蠓治?、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的疏漏導(dǎo)致某些應(yīng)用得不到支持的修正，需增加新的關(guān)系模式或?qū)傩浴?查詢效率需求的修正： 存儲(chǔ)空間限制的修正：為了節(jié)省存儲(chǔ)空間而要求修正關(guān)系模式，可按以下方法處理。返回查詢效率需求的修正 減少連接運(yùn)算：減少連接運(yùn)算：對(duì)于一些常用的、性能要求較高的、涉及多個(gè)關(guān)系的連接查詢，可對(duì)這些關(guān)系模式按連接查詢使用的頻率進(jìn)行合并，以減少聯(lián)接操作，提高查詢效率。 減小關(guān)系的大小和數(shù)據(jù)量：

31、減小關(guān)系的大小和數(shù)據(jù)量：為了提高查詢的速度，可把一個(gè)關(guān)系分成若干個(gè)小的關(guān)系。 使用快照技術(shù)：使用快照技術(shù)：對(duì)有些只需要某一歷史時(shí)段數(shù)據(jù)的應(yīng)用(如統(tǒng)計(jì)報(bào)表)定義一個(gè)快照，并定期自動(dòng)刷新。返回存儲(chǔ)空間限制的修正 節(jié)省每個(gè)屬性所占的空間：在定義屬性時(shí)，不僅要求自然和易于理解，也要考慮節(jié)省存儲(chǔ)空間。 減少重復(fù)數(shù)據(jù)所占存儲(chǔ)空間：滿足規(guī)范化要求的關(guān)系模式仍然可能由于某些屬性值的重復(fù)而占用過(guò)多的存儲(chǔ)空間。通過(guò)構(gòu)造一個(gè)代碼轉(zhuǎn)換的關(guān)系模式，可以減少存儲(chǔ)空間的占用。返回6.6物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目前流行的商品化關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(rdbms)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的大量?jī)?nèi)部物理結(jié)構(gòu)都由rdbms自動(dòng)完成，留給用戶參與的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)

32、容主要有如下幾種：6.6.1 聚簇設(shè)計(jì)：確定每個(gè)關(guān)系是否需要建立聚簇，若需要，應(yīng)在什么屬性列上建立。6.6.2 索引設(shè)計(jì)：確定每個(gè)關(guān)系是否需要建立索引，若需要，應(yīng)在什么屬性列上建立。6.6.3 分區(qū)設(shè)計(jì)：確定數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存放在哪些磁盤(pán)上，數(shù)據(jù)如何分配。 6.6.4 確定系統(tǒng)配置參數(shù)：根據(jù)dbms產(chǎn)品提供了一些存儲(chǔ)分配參數(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物理優(yōu)化。6.6.5 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)：估算各種方案的存儲(chǔ)空間、存取時(shí)間和維護(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)。返回6.6.1 聚簇設(shè)計(jì)1、聚簇(cluster)：將有關(guān)的數(shù)據(jù)元組按聚簇屬性順序集中存放于一個(gè)物理塊內(nèi)或若干相鄰物理塊內(nèi)或同一柱

33、面內(nèi)，以提高查詢效率的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。2、聚簇設(shè)計(jì)：根據(jù)用戶需求確定每個(gè)關(guān)系是否需要建立聚簇，如果需要，則應(yīng)確定在該關(guān)系的哪些屬性列上建立聚簇。3、建立聚簇的特定情況返回建立聚簇的特定情況 當(dāng)對(duì)一個(gè)關(guān)系的某些屬性列的訪問(wèn)是該關(guān)系的主要應(yīng)用，而對(duì)其它屬性的訪問(wèn)很少或是次要應(yīng)用時(shí)，可以考慮對(duì)該關(guān)系在這些屬性列上建立聚簇。 如果一個(gè)關(guān)系在某些屬性列上的值重復(fù)率很高，則可以考慮對(duì)該關(guān)系在這些組屬性列上建立聚簇。 如果一個(gè)關(guān)系一旦裝入數(shù)據(jù)，某些屬性列的值很少修改，也很少增加或刪除元組，則可以考慮對(duì)該關(guān)系在這些組屬性列上建立聚簇。 返回 6.6.2 索引設(shè)計(jì)1、索引(index)設(shè)計(jì)的目的：提高數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)效

34、率。2、建立索引的幾種情況返回建立索引的幾種情況 在主鍵屬性列和外鍵屬性列上通常都可分別建立索引，不僅有助于唯一性檢查和完整性檢查，而且可以加快連接查詢的速度。 以查詢?yōu)橹鞯年P(guān)系可建立盡可能多的索引。 對(duì)等值連接，但滿足條件的元組較少的查詢可考慮建立索引。 如果查詢可以從索引直接得到結(jié)果而不必訪問(wèn)關(guān)系，則對(duì)此種查詢可建立索引。比如，為查詢某各屬性的min、max、avg、sum、count等函數(shù)值，可在該屬性列上建立索引。返回6.6.3 分區(qū)設(shè)計(jì)1、分區(qū)設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，包括關(guān)系、索引、聚簇、日志等在多個(gè)磁盤(pán)上存放位置的設(shè)計(jì)。其目的是提高系統(tǒng)性能。2、磁盤(pán)分區(qū)設(shè)計(jì)的一般原則 減少訪問(wèn)沖突，提高i/o并行性。 分散熱點(diǎn)數(shù)據(jù)，均衡i/o負(fù)擔(dān)。 保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)快速訪問(wèn)，緩解系統(tǒng)瓶頸。返回6.7 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施：根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果，在具體rdbms支持的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上建立實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)模式、裝入數(shù)據(jù)、并進(jìn)行測(cè)試和試運(yùn)行的過(guò)程。6.7.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與調(diào)整6.7.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的試運(yùn)行 6.7.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù) 返回6.7.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與調(diào)整1 數(shù)