數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-第七章課件

第七章數(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)庫的實(shí)施和維護(hù)第七章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)定義廣義：是數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狹義:設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫本身一般定義：是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)定義2數(shù)據(jù)庫建設(shè)基本規(guī)律三分技術(shù)、七分管理和十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)應(yīng)該與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫框架或數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)行為（處理）設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)應(yīng)用程序、事務(wù)處理等7.1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫建設(shè)基本規(guī)律7.1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.1數(shù)據(jù)37.1.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法

手工與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法規(guī)范設(shè)計(jì)法：如新奧爾良方法，將數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分為若干階段，并采用一些輔助手段實(shí)現(xiàn)每一過程?；贓-R模型的設(shè)計(jì)方法：用E-R模型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的概念模型

3NF的設(shè)計(jì)方法：用關(guān)系理論指導(dǎo)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的邏輯模型

ODL方法：用面向?qū)ο蠓椒ㄔO(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)7.1.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法手工與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法47.1.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作參加數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的人員：1)數(shù)據(jù)庫分析設(shè)計(jì)人員，其水平?jīng)Q定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的質(zhì)量

(1)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的核心人員

(2)自始至終參與數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)2)管理員和用戶

(1)參與需求分析

(2)參與數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行維護(hù)3)程序員和操作員，在系統(tǒng)實(shí)施階段參與進(jìn)來

(1)負(fù)責(zé)編制程序

(2)準(zhǔn)備軟硬件環(huán)境7.1.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作參51)需求分析綜合各個(gè)用戶的應(yīng)用需求，是整個(gè)設(shè)計(jì)過程的基礎(chǔ)；2)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過對(duì)用戶需求進(jìn)行綜合、歸納與抽象，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；3)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其模型進(jìn)行優(yōu)化，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式；二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的階段需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫實(shí)施、數(shù)據(jù)庫運(yùn)行維護(hù)1)需求分析二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的階段需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)64)數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)

-為邏輯數(shù)據(jù)模型選取合適的物理結(jié)構(gòu)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）；5)數(shù)據(jù)庫實(shí)施-編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫，并進(jìn)行試運(yùn)行；6)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行維護(hù)-正式運(yùn)行，并不斷對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整和修改。4)數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)7應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4綜合概念模式邏輯模式內(nèi)模式轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換外模式外模式外模式外模式應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用47.1.4數(shù)據(jù)庫各級(jí)模式的形成過程映像應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4綜合87.2需求分析1詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象2充分了解原系統(tǒng)的工作概況3明確用戶的各種需求4確定新系統(tǒng)的功能5考慮今后的擴(kuò)充性7.2.1.需求分析的任務(wù)7.2需求分析1詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對(duì)象7.2.9需求分析的難點(diǎn):用戶缺少計(jì)算機(jī)知識(shí)，無法一下子準(zhǔn)確地表達(dá)自己的需求，他們所提出的需求往往不斷地變化。設(shè)計(jì)人員缺少用戶的專業(yè)知識(shí)，不易理解用戶的真正需求，甚至誤解用戶的需求。新的硬件、軟件技術(shù)的出現(xiàn)也會(huì)使用戶需求發(fā)生變化。-與用戶不斷深入地進(jìn)行交流，才能逐步得以確定用戶的實(shí)際需求解決方法:需求分析的難點(diǎn):用戶缺少計(jì)算機(jī)知識(shí)，無法一下子準(zhǔn)確地表達(dá)自己10概念設(shè)計(jì)階段需求分析階段熟悉業(yè)務(wù)活動(dòng)明確用戶需求確定系統(tǒng)邊界分析系統(tǒng)功能分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)編寫分析報(bào)告調(diào)查機(jī)構(gòu)情況數(shù)據(jù)字典DD數(shù)據(jù)流圖DFD數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員和用戶功能模塊圖一、需求分析的步驟7.2.2需求分析的方法概念需求分析階段熟悉明確確定分析分析編寫調(diào)查11數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出處理數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流信息要求處理要求二、需求分析的方法結(jié)構(gòu)化分析方法（SA):是從最上層的系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)入手，采用自頂向下，逐層分解的方式分析系統(tǒng)，并用數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典描述系統(tǒng)。

SA方法把任何一個(gè)系統(tǒng)抽象為如下形式。數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出處理數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流信息要求處理要求二、12三、數(shù)據(jù)流圖(DFD,DataFlowDiagram)

描述數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和變換的過程，表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理過程的關(guān)系；以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)從輸入到輸出的移動(dòng)變換過程；數(shù)據(jù)流程分析的主要工具；系統(tǒng)分析人員與用戶進(jìn)行交流的手段和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一基本組成：

外部項(xiàng)：各種實(shí)體。數(shù)據(jù)處理邏輯：描述系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理的邏輯功能。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：邏輯意義上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)的傳輸路徑。三、數(shù)據(jù)流圖(DFD,DataFlowDiagram13課程管理的數(shù)據(jù)流圖課程管理的數(shù)據(jù)流圖147.2.3數(shù)據(jù)字典一、數(shù)據(jù)字典的用途

數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合，數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要結(jié)果；它所描述的對(duì)象都包含于數(shù)據(jù)流圖中，是對(duì)數(shù)據(jù)說明，而不是數(shù)據(jù)本身；它是一個(gè)動(dòng)態(tài)文件，在數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程中不斷的更新。二、數(shù)據(jù)字典的組成：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)處理過程7.2.3數(shù)據(jù)字典一、數(shù)據(jù)字典的用途二、數(shù)據(jù)字典的組成15(1)數(shù)據(jù)項(xiàng)是不可再分的數(shù)據(jù)單位；

數(shù)據(jù)項(xiàng)描述＝{數(shù)據(jù)項(xiàng)名，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說明，別名，數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值含義，與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系}數(shù)據(jù)項(xiàng):以“學(xué)號(hào)”為例

數(shù)據(jù)項(xiàng)：學(xué)號(hào)

含義說明：唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)學(xué)生

別名：學(xué)生編號(hào)

類型：字符型

長度：8

取值范圍：00000000至99999999

取值含義：前兩位表示該學(xué)生所在年級(jí)，后六位按順序編號(hào)(1)數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng):以“學(xué)號(hào)”為例16(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，也可以由若干個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成，或由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述＝{數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明，組成:｛數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝}數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):以“學(xué)生”為例

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：學(xué)生

含義說明：是學(xué)籍管理子系統(tǒng)的主體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，定義了一個(gè)學(xué)生的有關(guān)信息

組成：學(xué)號(hào)，姓名，性別，年齡，所在系，年級(jí)(2)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):以“學(xué)生”為例17(3)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂健?shù)據(jù)流描述＝｛數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源，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｝數(shù)據(jù)流:“體檢結(jié)果”可如下描述：

數(shù)據(jù)流：體檢結(jié)果

說明：學(xué)生參加體格檢查的最終結(jié)果

數(shù)據(jù)流來源：體檢

數(shù)據(jù)流去向：批準(zhǔn)

組成：……

平均流量：……

高峰期流量：……(3)數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流:“體檢結(jié)果”可如下描述：18(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，也是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)描述＝｛數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名，說明，編號(hào)，流入的數(shù)據(jù)流，流出的數(shù)據(jù)流，組成:｛數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)｝，數(shù)據(jù)量，存取方式｝數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：“學(xué)生登記表”可如下描述：

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：學(xué)生登記表

說明：記錄學(xué)生的基本情況

流入數(shù)據(jù)流：……

流出數(shù)據(jù)流：……

組成：……

數(shù)據(jù)量：每年3000張

存取方式：隨機(jī)存取(4)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：“學(xué)生登記表”可如下描述：19(5)處理過程處理過程的具體處理邏輯，一般用判定表或判定樹來描述。數(shù)據(jù)字典中只需要描述處理過程的說明性信息處理過程說明性信息的描述:

處理過程描述＝｛處理過程名，說明，輸入:｛數(shù)據(jù)流｝，輸出:｛數(shù)據(jù)流｝，處理:｛簡(jiǎn)要說明｝｝處理過程：“分配宿舍”可如下描述：

處理過程：分配宿舍

說明：為所有新生分配學(xué)生宿舍

輸入：學(xué)生，宿舍輸出：宿舍安排

處理：在新生報(bào)到后，為所有新生分配學(xué)生宿舍。要求同一間宿舍只能安排同一性別的學(xué)生，同一個(gè)學(xué)生只能安排在一個(gè)宿舍中。每個(gè)學(xué)生的居住面積不小于3平方米。安排新生宿舍其處理時(shí)間應(yīng)不超過15分鐘。(5)處理過程處理過程：“分配宿舍”可如下描述：

處理207.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3.1概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程就是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).現(xiàn)實(shí)世界機(jī)器世界信息世界需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是信息結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，它獨(dú)立于邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和DBMS7.3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3.1概念結(jié)構(gòu)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):現(xiàn)21概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：（1）能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界（2）易于理解（3）易于更改（4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換描述概念模型的工具：E-R模型概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：描述概念模型的工具：E-R模型227.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的四類方法：?自頂向下?自底向上?逐步擴(kuò)張?混合策略7.3.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的四類方法23常用策略：自底向上

自頂向下地進(jìn)行需求分析；自底向上地設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)常用策略：自底向上24自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的步驟：第1步：抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖；第2步：集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu).邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)視圖集成需求分析抽象數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)局部視圖分E-R圖總E-R圖返回用戶征求意見直至滿意自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的步驟：邏視需抽象分E-R圖總E-R圖25一、數(shù)據(jù)抽象1.分類定義某一類概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類型；這些對(duì)象具有某些共同的特性和行為；它抽象了對(duì)象值和型之間的“ismemberof”的語義；在E-R模型中，實(shí)體型就是這種抽象.7.3.3數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)一、數(shù)據(jù)抽象1.分類7.3.3數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)262.聚集定義某一類型的組成成分；它抽象了對(duì)象內(nèi)部類型和成分之間“ispartof”的語義；在E-R模型中若干屬性的聚集組成了實(shí)體型，就是這種抽象。2.聚集273.概括定義類型之間的一種子集聯(lián)系它抽象了類型之間的“issubsetof”的語義概括有一個(gè)很重要的性質(zhì)：繼承性。子類繼承超類上定義的所有抽象。3.概括28二、局部視圖設(shè)計(jì)1）選擇局部應(yīng)用

選擇一個(gè)適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用.

2）逐一設(shè)計(jì)分E-R圖

標(biāo)定局部應(yīng)用中的實(shí)體、實(shí)體的屬性、標(biāo)識(shí)實(shí)體的碼，確定實(shí)體之間的聯(lián)系及其類型,并進(jìn)行必要的調(diào)整。設(shè)計(jì)分E-R圖的具體步驟：

二、局部視圖設(shè)計(jì)1）選擇局部應(yīng)用2）逐一設(shè)計(jì)分E-R圖29課程管理局部應(yīng)用分E-R圖

在課程管理局部應(yīng)用中主要涉及實(shí)體的屬性：學(xué)生：｛姓名，學(xué)號(hào)，性別，年齡，所在系，年級(jí)，平均成績｝課程：｛課程號(hào)，課程名，學(xué)分｝教師：｛職工號(hào)，姓名，性別，職稱｝教科書：｛書號(hào)，書名，價(jià)錢｝教室：｛教室編號(hào)，地址，容量｝課程管理局部應(yīng)用分E-R圖30班級(jí)開設(shè)選修講授教室編號(hào)姓名書號(hào)書名價(jià)錢職稱性別年齡課程名地址課程號(hào)學(xué)分姓名職工號(hào)容量性別11mn11課程管理局部應(yīng)用的E-R圖n成績教學(xué)mn年級(jí)學(xué)號(hào)所在系教室課程學(xué)生教科書教師平均成績班級(jí)開設(shè)選修講授教室編號(hào)姓名書號(hào)書名價(jià)錢職稱性別年齡課程名地317.3.4視圖的集成(E-R)1(E-R)n(E-R)2

初步E-R基本E-R(E-R)1(E-R)2(E-R)12(E-R)3

初步E-R基本E-R一次集成逐步集成7.3.4視圖的集成(E-R)1(E-R)n(E-R)232視圖集成的步驟視圖集成的步驟33(1)屬性沖突——討論、協(xié)商等解決

1)屬性域沖突：(1)屬性值的類型；(2)取值范圍

2)屬性取值單位沖突

(2)命名沖突——討論、協(xié)商等解決

1)同名異義；2)異名同義

(3)結(jié)構(gòu)沖突——根據(jù)應(yīng)用的語義對(duì)實(shí)體聯(lián)系的類型進(jìn)行綜合或調(diào)整

1)同一對(duì)象在不同應(yīng)用中有不同的抽象

2)同一實(shí)體在不同的局部應(yīng)用中屬性組成不同(個(gè)數(shù),次序)3)同一聯(lián)系，在不同應(yīng)用中呈現(xiàn)不同類型1.合并分E-R圖，解決沖突，生成初步E-R圖(1)屬性沖突——討論、協(xié)商等解決1.合并分E-R34實(shí)例：命名沖突：

1）學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管理中的教師實(shí)體在一定程度上屬于異名同義.是否優(yōu)秀班主任職工號(hào)姓名性別班主任職稱姓名職工號(hào)性別教師職稱姓名職工號(hào)性別是否優(yōu)秀班主任教師實(shí)例：命名沖突：

1）學(xué)籍管理中的班主任實(shí)體與課程管35教師教學(xué)mn學(xué)生學(xué)生教學(xué)教師mn教師學(xué)生指導(dǎo)1n班主任2）學(xué)籍管理中教師與學(xué)生之間的指導(dǎo)聯(lián)系，課程管理中教師與學(xué)生之間的教學(xué)聯(lián)系，將這兩種聯(lián)系綜合為教學(xué)聯(lián)系。教師教學(xué)mn學(xué)生學(xué)生教學(xué)教師mn教師學(xué)生指導(dǎo)1n班主任236結(jié)構(gòu)沖突：在兩個(gè)局部E-R圖中，學(xué)生實(shí)體屬性組成及次序都存在差異，應(yīng)將所有屬性綜合，并重新調(diào)整次序。姓名學(xué)號(hào)平均成績學(xué)生姓名年齡平均成績年級(jí)學(xué)號(hào)所在系學(xué)生出生日期姓名年齡平均成績年級(jí)學(xué)號(hào)所在系學(xué)生結(jié)構(gòu)沖突：姓名學(xué)號(hào)平均成績學(xué)生姓名年齡平均成績年級(jí)學(xué)號(hào)所在系37數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論-第七章ppt課件38◆冗余的數(shù)據(jù)：可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出◆冗余的聯(lián)系：可由其他聯(lián)系導(dǎo)出2.修改和重構(gòu)，消除冗余，生成基本E-R圖冗余數(shù)據(jù)和冗余聯(lián)系舉例：(1)學(xué)生實(shí)體中的年齡屬性可以由出生日期推算出來，屬于冗余數(shù)據(jù)，應(yīng)該去掉。(2)教室實(shí)體與班級(jí)實(shí)體之間的上課聯(lián)系可以由教室與課程之間的開設(shè)聯(lián)系、課程與學(xué)生之間的選修聯(lián)系、學(xué)生與班級(jí)之間的組成聯(lián)系三者推導(dǎo)出來。(3)學(xué)生實(shí)體中的平均成績可從選修聯(lián)系中的成績屬性中推算出來，可消除?！羧哂嗟臄?shù)據(jù)：可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出2.修改和重構(gòu)，消除冗余，39分析方法以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間邏輯關(guān)系的說明來消除冗余。消除冗余的方法規(guī)范化理論?確定分E-R圖實(shí)體之間的數(shù)據(jù)依賴，得到函數(shù)依賴集F?求函數(shù)依賴的最小覆蓋集G，計(jì)算D=F-G?逐步考察D中的函數(shù)依賴，刪除冗余的聯(lián)系分析方法消除冗余的方法規(guī)范化理論407.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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).

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)把概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)好的41邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟物理設(shè)計(jì)階段概念設(shè)計(jì)階段一般數(shù)據(jù)模型關(guān)系、網(wǎng)狀、層次特定的DBMS支持的數(shù)據(jù)模型邏輯模型優(yōu)化模型基本E-R圖轉(zhuǎn)換規(guī)則DBMS的特點(diǎn)與限制優(yōu)化方法邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟物理設(shè)計(jì)階段概念一般數(shù)據(jù)模型特定的DBMS427.4.1E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換7.4.1E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換431）一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼。出生日期姓名平均成績年級(jí)學(xué)號(hào)所在系學(xué)生轉(zhuǎn)換規(guī)則：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，平均成績）1）一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。實(shí)體的屬性就是關(guān)系的屬性，442)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。班級(jí)管理是否優(yōu)秀班主任職工號(hào)姓名班級(jí)號(hào)學(xué)生人數(shù)性別11職稱教師班級(jí)管理（職工號(hào)，班級(jí)號(hào)）或

管理（職工號(hào)，班級(jí)號(hào)）班級(jí)（班級(jí)號(hào)，學(xué)生人數(shù)，職工號(hào)）教師（職工號(hào)，姓名，性別，職稱,班級(jí)號(hào),是否為優(yōu)秀班主任）2)一個(gè)1:1聯(lián)系班級(jí)管理是否優(yōu)秀班主任職工號(hào)姓名班級(jí)號(hào)453)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。班級(jí)組成1n學(xué)號(hào)班級(jí)號(hào)年級(jí)姓名出生日期所在系平均成績學(xué)生人數(shù)班級(jí)學(xué)生除學(xué)生關(guān)系、班級(jí)關(guān)系外，還有組成（學(xué)號(hào)，班級(jí)號(hào)）或合并到：學(xué)生（學(xué)號(hào)，姓名，出生日期，所在系，年級(jí)，班級(jí)號(hào)，平均成績）3)一個(gè)1:n聯(lián)系班級(jí)組成1n學(xué)號(hào)班級(jí)號(hào)年級(jí)姓名出生日期464)一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，各實(shí)體的碼組成關(guān)系的碼或者關(guān)系碼的一部分。課程學(xué)生mn年級(jí)學(xué)號(hào)姓名出生日期所在系平均成績課程號(hào)課程名學(xué)分成績選修關(guān)系模式：選修（學(xué)號(hào)，課程號(hào)，成績）4)一個(gè)m:n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式。課程學(xué)生mn年級(jí)學(xué)號(hào)475)3個(gè)或3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)系模式與該多元聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，各實(shí)體的碼組成關(guān)系的碼或者關(guān)系碼的一部分。書號(hào)職工號(hào)1n班級(jí)1教科書教師課程講授書名價(jià)錢職稱姓名性別課程名學(xué)分是否優(yōu)秀班主任課程號(hào)講授（課程號(hào)，職工號(hào)，書號(hào)）5)3個(gè)或3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48例：擁有（學(xué)號(hào)，性別）學(xué)生（學(xué)號(hào),姓名,出生日期,所在系,年級(jí),班級(jí)號(hào),平均成績)學(xué)生（學(xué)號(hào),姓名,性別，出生日期,所在系,年級(jí),班級(jí)號(hào),平均成績)領(lǐng)導(dǎo)1n學(xué)生將領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系與學(xué)生實(shí)體合并，增設(shè)班長屬性存放班長學(xué)號(hào)。

學(xué)生（學(xué)號(hào),

姓名,班長

…)7)具有相同碼的關(guān)系模式可合并。合并方法是將其中一個(gè)關(guān)系模式的全部屬性加入到另一個(gè)關(guān)系模式中，去掉其中的同義屬性，調(diào)整屬性的次序。

6)同一實(shí)體集的實(shí)體間的聯(lián)系，自聯(lián)系?？砂?:1、1:n、m:n三種情況分別處理。例：擁有（學(xué)號(hào)，性別）學(xué)生（學(xué)號(hào),姓名,性別，出生日期49優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法:確定數(shù)據(jù)依賴;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;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;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;對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解或合并，以提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲(chǔ)空間的利用率。常用分解方法：水平分解；垂直分解7.4.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化優(yōu)化數(shù)據(jù)模型的方法:確定數(shù)據(jù)依賴;7.4.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)507.4.3設(shè)計(jì)用戶子模式使用更符合用戶習(xí)慣的別名；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。簡(jiǎn)化用戶對(duì)系統(tǒng)的使用定義用戶外模式的原則7.4.3設(shè)計(jì)用戶子模式使用更符合用戶習(xí)慣的別名；定義用517.5數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)定義：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)（存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法）的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì).7.5數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)定義：為一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)52數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段實(shí)施階段數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段邏輯設(shè)計(jì)階段確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)物理模型邏輯模型數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段實(shí)施數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段邏輯確定評(píng)價(jià)537.5.1數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法1.充分了解應(yīng)用環(huán)境，詳細(xì)分析要運(yùn)行的事務(wù)，以獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)所需參數(shù);

設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備工作2.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).關(guān)系數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.為關(guān)系模式選擇存取方法(建立存取路徑)2.設(shè)計(jì)關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)7.5.1數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法1.充分了解應(yīng)用環(huán)547.5.2關(guān)系模式存取方法選擇?DBMS常用存取方法:

索引方法聚簇方法HASH方法7.5.2關(guān)系模式存取方法選擇?DBMS常用存取方法:55一、索引存取方法的選擇索引存取方法

?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2.選擇索引存取方法的一般規(guī)則?經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)的屬性?經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù)的屬性?經(jīng)常在連接操作的連接條件中出現(xiàn)的屬性一、索引存取方法的選擇索引存取方法2.選擇索引存取56二、聚簇存取方法的選擇為了提高某個(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。1.什么是聚簇假設(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。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。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磁盤的次數(shù)。2.聚簇索引的優(yōu)點(diǎn)舉例：二、聚簇存取方法的選擇為了提高某個(gè)屬性（或?qū)傩越M57A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)系可以建立組合聚簇；?對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中的屬性建立聚簇索引；?對(duì)一個(gè)(或一組)屬性上的值重復(fù)率很高的屬性可建立聚簇。3.選擇聚簇存取方法B檢查候選聚簇中的關(guān)系，取消其中不必要的關(guān)系?從獨(dú)立聚簇中刪除經(jīng)常進(jìn)行全表掃描的關(guān)系；?從獨(dú)立/組合聚簇中刪除更新操作遠(yuǎn)多于查詢操作的關(guān)系；?從獨(dú)立/組合聚簇中刪除重復(fù)出現(xiàn)的關(guān)系。A設(shè)計(jì)候選聚簇3.選擇聚簇存取方法B檢查候選聚簇中的關(guān)58三、HASH存取方法的選擇如果一個(gè)關(guān)系的屬性主要出現(xiàn)在等值連接條件中或相等比較選擇條件中。而且滿足下列兩個(gè)條件之一，則此關(guān)系可以選擇HASH存取方法：（1）如果一個(gè)關(guān)系的大小可以預(yù)知，而且不變；（2）如果關(guān)系的大小可以動(dòng)態(tài)改變，而且數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了動(dòng)態(tài)HASH存取方法.選擇HAS