[醫(yī)學(xué)]第7章 DataBase3邏輯設(shè)計ppt課件

1、第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析7.3 概念構(gòu)造設(shè)計7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫施行7.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護7.8 小結(jié)認識抽象認識抽象概念模型概念模型DBMSDBMS支持的數(shù)據(jù)模型支持的數(shù)據(jù)模型現(xiàn)實世界現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換回憶：現(xiàn)實世界中客觀對象的抽象過程信息世界機器世界現(xiàn)實世界7.4 7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計邏輯構(gòu)造設(shè)計n邏輯構(gòu)造設(shè)計的任務(wù)n概念構(gòu)造是各種數(shù)據(jù)模型的共同根底n為了可以用某一DBMS實現(xiàn)用戶需求，還必須將概念構(gòu)造進一步轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，這正是數(shù)據(jù)庫邏輯構(gòu)造設(shè)計所要完成的任務(wù)。7.4 7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計邏輯構(gòu)造

2、設(shè)計邏輯構(gòu)造設(shè)計的步驟1將概念構(gòu)造轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型2將轉(zhuǎn)化來的關(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3對數(shù)據(jù)模型進展優(yōu)化7.4 7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計邏輯構(gòu)造設(shè)計7.4.1 E-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)計用戶子形式7.4.1 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換n轉(zhuǎn)換內(nèi)容n轉(zhuǎn)換原那么E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)n轉(zhuǎn)換內(nèi)容nE-R圖由實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)絡(luò)三個要素組成n關(guān)系模型的邏輯構(gòu)造是一組關(guān)系形式的集合n將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：將實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)絡(luò)轉(zhuǎn)化為關(guān)系形式。E-RE

3、-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)n轉(zhuǎn)換原那么 一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系形式。：實體型的屬性：實體型的碼E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù) 一個m:n聯(lián)絡(luò)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系形式。：與該聯(lián)絡(luò)相連的各實體的碼以及聯(lián)絡(luò)本身的屬性：各實體碼的組合例 “選修聯(lián)絡(luò)是一個m:n聯(lián)絡(luò)，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系形式，其中學(xué)號與課程號為關(guān)系的組合碼：選修學(xué)號，課程號，成績E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù) 一個1:n聯(lián)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系形式合并。n1 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形式：與該聯(lián)絡(luò)相連的各實體的碼以及聯(lián)絡(luò)本身的屬性：n端實體的碼E-R

4、圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù) 一個1:n聯(lián)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系形式合并。n2 與n端對應(yīng)的關(guān)系形式合并：在n端關(guān)系中參加1端關(guān)系的碼和聯(lián)絡(luò)本身的屬性：不變n可以減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)，一般情況下更傾向于采用這種方法E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)例 班級和學(xué)生之間的“組成聯(lián)絡(luò)為1:n聯(lián)絡(luò)。將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系形式的兩種方法： 1使其成為一個獨立的關(guān)系形式：組成學(xué)號，班級號 2將其學(xué)生關(guān)系形式合并： 學(xué)生學(xué)號，姓名，出生日期，所在系，年級，班級號E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù) 一個1:1聯(lián)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形

5、式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系形式合并。n1 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形式：與該聯(lián)絡(luò)相連的各實體的碼以及聯(lián)絡(luò)本身的屬性：每個實體的碼均是該關(guān)系的候選碼E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù) 一個1:1聯(lián)絡(luò)可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系形式合并。n2 與某一端對應(yīng)的關(guān)系形式合并：參加對應(yīng)關(guān)系的碼和聯(lián)絡(luò)本身的屬性：不變E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)例：老師與班級的“管理聯(lián)絡(luò)為1:1聯(lián)絡(luò)，可以有三種轉(zhuǎn)換方法：1轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系形式： 管理職工號，班級號 或管理職工號，班級號2“管理聯(lián)絡(luò)與班級關(guān)系形式合并，那么只需在班級關(guān)系中參加老師關(guān)系的

6、碼，即職工號：班級：班級號，學(xué)生人數(shù)，職工號3“管理聯(lián)絡(luò)與老師關(guān)系形式合并，那么只需在老師關(guān)系中參加班級關(guān)系的碼，即班級號：老師：職工號，姓名，性別，職稱，班級號E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù) 三個或三個以上實體間的一個多元聯(lián)絡(luò)轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系形式。：與該多元聯(lián)絡(luò)相連的各實體的碼以及聯(lián)絡(luò)本身的屬性：各實體碼的組合例，“講授聯(lián)絡(luò)是一個三元聯(lián)絡(luò)，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系形式，其中課程號、職工號和書號為關(guān)系的組合碼：講授課程號，職工號，書號E-RE-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換續(xù)6. 具有一樣碼的關(guān)系形式可合并。n目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)。n合并方法：將其中一個關(guān)系形

7、式的全部屬性參加到另一個關(guān)系形式中，然后去掉其中的同義屬性可能同名也可能不同名，并適當調(diào)整屬性的次序。7.4 7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計邏輯構(gòu)造設(shè)計7.4.1 E-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)計用戶子形式7.4.2 7.4.2 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化n數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的結(jié)果不是唯一的。n得到初步數(shù)據(jù)模型后，還應(yīng)該適當?shù)匦薷?、調(diào)整數(shù)據(jù)模型的構(gòu)造，以進一步進步數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能，這就是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化。n關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以標準化理論為指導(dǎo)。數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化續(xù)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 對于各個關(guān)系形式之間的數(shù)據(jù)依賴進展極小化處理，消除冗余的聯(lián)

8、絡(luò)。 按照數(shù)據(jù)依賴的理論對關(guān)系形式逐一進展分析，考察是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等，確定各關(guān)系形式分別屬于第幾范式。 按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理的要求，分析對于這樣的應(yīng)用環(huán)境這些形式是否適宜，確定是否要對它們進展合并或分解。 對關(guān)系形式進展必要的分解或合并，以進步數(shù)據(jù)操作的效率和存儲空間的利用率。 7.3 7.3 邏輯構(gòu)造設(shè)計邏輯構(gòu)造設(shè)計7.4.1 E-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)計用戶子形式7.4.3 7.4.3 設(shè)計用戶子形式設(shè)計用戶子形式n定義數(shù)據(jù)庫全局形式主要是從系統(tǒng)的時間效率、空間效率、易維護等角度出發(fā)。n定義用戶外形式時

9、應(yīng)該更注重考慮用戶的習(xí)慣與方便。包括三個方面：1 使用更符合用戶習(xí)慣的別名2 針對不同級別的用戶定義不同的視圖，以滿足系統(tǒng)對平安性的要求。3 簡化用戶對系統(tǒng)的使用假如某些部分應(yīng)用中經(jīng)常要使用某些很復(fù)雜的查詢?yōu)榱朔奖阌脩?，可以將這些復(fù)雜查詢定義為視圖。第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析7.3 概念構(gòu)造設(shè)計7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)據(jù)庫施行7.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護7.8 小結(jié)7.5 7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計n什么是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計n數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲構(gòu)造與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理構(gòu)造，它依賴于給定的計算機系統(tǒng)。

10、n為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最合適應(yīng)用環(huán)境的物理構(gòu)造的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計。7.5 7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計n數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計通常分為兩步：1確定數(shù)據(jù)庫的物理構(gòu)造，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中主要指存取方法和存儲構(gòu)造。2對物理構(gòu)造進展評價，評價的重點是時間和空間效率。7.5.1 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容n關(guān)系數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容n 為關(guān)系形式選擇存取方法建立存取途徑n 設(shè)計關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲構(gòu)造7.5.2 7.5.2 關(guān)系形式存取方法選擇關(guān)系形式存取方法選擇n數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是多用戶共享的系統(tǒng)，對同一個關(guān)系要建立多條存取途徑才能滿足多用戶的多種應(yīng)用要求。n物理設(shè)計的第一個任務(wù)就

11、是要確定選擇哪些存取方法，即建立哪些存取途徑。n存取方法是快速存取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的技術(shù)。關(guān)系形式存取方法選擇續(xù)關(guān)系形式存取方法選擇續(xù)nDBMS常用的三類存取方法一、索引存取方法，目前主要是B+樹索引方法n所謂選擇索引存取方法實際上就是根據(jù)應(yīng)用要求確定對關(guān)系的哪些屬性列建立索引、哪些屬性列建立組合索引、哪些索引要設(shè)計為唯一索引等。關(guān)系形式存取方法選擇續(xù)關(guān)系形式存取方法選擇續(xù)二、聚簇存取Cluster方法n為了進步某個屬性或?qū)傩越M的查詢速度，把這個或這些屬性稱為聚簇碼上具有一樣值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊稱為聚簇。n聚簇功能可以大大進步按聚簇碼進展查詢的效率。關(guān)系形式存取方法選擇續(xù)關(guān)系形式存取方法

12、選擇續(xù) 三、HASH存取方法n當一個關(guān)系滿足以下兩個條件時，可以選擇HASH存取方法該關(guān)系的屬性主要出如今等值連接條件中或主要出如今相等比較選擇條件中該關(guān)系的大小可預(yù)知，而且不變；或該關(guān)系的大小動態(tài)改變，但所選用的DBMS提供了動態(tài)HASH存取方法確定數(shù)據(jù)的存放位置續(xù)確定數(shù)據(jù)的存放位置續(xù)n根本原那么n根據(jù)應(yīng)用情況將易變部分與穩(wěn)定部分分開存放存取頻率較高部分與存取頻率較低部分分開存放確定數(shù)據(jù)的存放位置續(xù)確定數(shù)據(jù)的存放位置續(xù)例：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等由于只在故障恢復(fù)時才使用，而且數(shù)據(jù)量很大，可以考慮存放在磁帶上假如計算機有多個磁盤或磁盤陣列 ，可以考慮將表和索引分別放在不同的磁盤上，在查詢

13、時，由于磁盤驅(qū)動器并行工作，可以進步物理I/O讀寫的效率 確定數(shù)據(jù)的存放位置續(xù)確定數(shù)據(jù)的存放位置續(xù)例：可以將比較大的表分別放在兩個磁盤上，以加快存取速度，這在多用戶環(huán)境下特別有效可以將日志文件與數(shù)據(jù)庫對象表、索引等放在不同的磁盤以改進系統(tǒng)的性能評價物理構(gòu)造評價物理構(gòu)造n評價方法完全依賴于所選用的DBMSn定量估算各種方案 存儲空間 存取時間 維護代價n對估算結(jié)果進展權(quán)衡、比較，選擇出一個較優(yōu)的合理的物理構(gòu)造n假如該構(gòu)造不符合用戶需求，那么需要修改設(shè)計第七章第七章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計7.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述7.2 需求分析7.3 概念構(gòu)造設(shè)計7.4 邏輯構(gòu)造設(shè)計7.5 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計7.6 數(shù)

14、據(jù)庫施行7.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護7.8 小結(jié)7.6 數(shù)據(jù)庫的施行數(shù)據(jù)庫的施行n數(shù)據(jù)庫施行的工作內(nèi)容n用DDL定義數(shù)據(jù)庫構(gòu)造n組織數(shù)據(jù)入庫n編制與調(diào)試應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)庫試運行四、數(shù)據(jù)庫試運行四、數(shù)據(jù)庫試運行n應(yīng)用程序調(diào)試完成，并且已有一小部分數(shù)據(jù)入庫后，就可以開場數(shù)據(jù)庫的試運行。n數(shù)據(jù)庫試運行也稱為結(jié)合調(diào)試，其主要工作包括：1功能測試：實際運行應(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。2性能測試：測量系統(tǒng)的性能指標，分析是否符合設(shè)計目的。數(shù)據(jù)庫試運行續(xù)數(shù)據(jù)庫試運行續(xù)n數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)n在數(shù)據(jù)庫試運行階段，系統(tǒng)還不穩(wěn)定，硬、軟件故障隨時都可能發(fā)生。n系統(tǒng)的操作人員對新系統(tǒng)還不熟悉，誤操作也不可防止。n因此必須做好數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)工作，盡量減少對數(shù)據(jù)庫的破