《《數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)》PPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)》PPT課件（75頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第六章: 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)q數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述q需求分析q概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)q數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)，是信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和建設(shè)中的核心技術(shù)，具體說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足各種用戶(hù)的應(yīng)用需求。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述q數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng)q數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)q數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法的闡述q數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟 數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng) 從使用者角度看，信息系統(tǒng)是提供信息、輔助人們對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制和進(jìn)行決策的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)是信息系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。它把信息系統(tǒng)中大量的數(shù)據(jù)庫(kù)按一定

2、的模型組織起來(lái)，提供存儲(chǔ)、維護(hù)、檢索數(shù)據(jù)的功能，使信息系統(tǒng)可以方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得所需的信息。 數(shù)據(jù)庫(kù)和信息系統(tǒng) 大型數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)龐大的工程，是涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)。對(duì)于從事數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)人員，應(yīng)具備多方面的技術(shù)知識(shí)。主要有 ：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)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應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)既是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的綜合性技術(shù)，又是一項(xiàng)龐大的工程項(xiàng)目?！叭旨夹g(shù)，七分管理，十二分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”是數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是基本規(guī)律，這是有一定道理的。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)該和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)相結(jié)合，即整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要把數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、和對(duì)數(shù)據(jù)的處理設(shè)計(jì)密切結(jié)合起來(lái)。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)q傳統(tǒng)的軟件工程忽視對(duì)應(yīng)用中數(shù)據(jù)語(yǔ)義的分析和抽象，如結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和逐步求精的方法著重處理過(guò)程的特性，盡量推遲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決策，這種方法對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)是不妥的。 q早期的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)致力于數(shù)據(jù)庫(kù)模型和建摸方法研究，著重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而忽略了對(duì)行為的設(shè)計(jì)，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與行為設(shè)計(jì)是分離的。如圖6.1所示： 現(xiàn)實(shí)世界 數(shù)據(jù)分析 概念模型設(shè)計(jì) 子模式設(shè)計(jì) 建立數(shù)據(jù) 功能分析 功能模型 功能說(shuō)明 事務(wù)設(shè)計(jì) 程序說(shuō)明 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 程序編碼調(diào)試 邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)圖6.1結(jié)構(gòu)和行為分離的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法的闡述q手工試湊法 這種方法與設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和

4、水平有直接關(guān)系，缺 乏科學(xué)理論和工程方法的支持q規(guī)范設(shè)計(jì)法 運(yùn)用軟件工程的思想和方法，提出了各種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和規(guī)程。其中有著名的新奧爾良法，將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為四個(gè)階段：需求分析、概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)。還有S.B.Yao 和 I.R.Palmer 等方法。規(guī)范設(shè)計(jì)法的本質(zhì)仍是手工設(shè)計(jì)方法，基本思想是過(guò)程迭代和逐步求精。 總之，基于E-R模型的、基于3NF的、基于抽象語(yǔ)法規(guī)范的設(shè)計(jì)方法是在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的不同階段上支持實(shí)現(xiàn)的具體技術(shù)和方法。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟 按照規(guī)范設(shè)計(jì)的方法，考慮數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)全過(guò)程，將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為以下六個(gè)階段：q需求分析q概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q

5、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施q數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù) 具體步驟如圖6.2所示 需求收集和分析設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，性能預(yù)測(cè)物理實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)性運(yùn)行 使用、維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù) 應(yīng)用需求(數(shù)據(jù),處理)轉(zhuǎn)換規(guī)則DBMS功能優(yōu)化方法應(yīng)用需求DNMS詳細(xì)特征需求分析階段概念設(shè)計(jì)階段邏輯設(shè)計(jì)階段物理設(shè)計(jì)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行維護(hù)階段圖6.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟q需求分析階段 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)首先必須了解與分析用戶(hù)需求。需求分析是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)，是最困難、最耗費(fèi)時(shí)間的一步。需求分析做得不好，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)返工重做。q概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它通過(guò)對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)

6、行綜合、歸納與抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體DBMS的概念模型。q邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個(gè)DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟q 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)是為邏輯數(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)q 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段 在實(shí)施階段，設(shè)計(jì)人員運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言及其宿主語(yǔ)言，根據(jù)邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)的結(jié)果建立數(shù)據(jù)庫(kù)，編制與調(diào)試應(yīng)用程序，組織數(shù)據(jù)入庫(kù)，并進(jìn)行試運(yùn)行q 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行和維護(hù)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過(guò)試運(yùn)行后即可投入正式運(yùn)行。在系統(tǒng)運(yùn)行中必須不斷地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整與修改 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同階段形成數(shù)據(jù)庫(kù)的

7、各級(jí)模式。應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用3應(yīng)用4應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用要求應(yīng)用3應(yīng)用1應(yīng)用2應(yīng)用4概念模式邏輯模式外模式外模式外模式外模式 綜合映象內(nèi)模式轉(zhuǎn)換映象 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟q需求分析階段，綜合各個(gè)用戶(hù)的應(yīng)用需求q概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段形成獨(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，在本篇中即E-R圖q邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，形成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式。然后根據(jù)用戶(hù)處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖，形成數(shù)據(jù)的外模式q物理設(shè)計(jì)階段根據(jù)DBMS特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，建立索引，形成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式 需求分析q需求分析的任務(wù)q需求

8、分析的方法q數(shù)據(jù)字典 需求分析的任務(wù) 需求分析的的任務(wù)是通過(guò)詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的 對(duì)象，充分了解原系統(tǒng)工作概況，明確用戶(hù) 的各種要求,然后在此基礎(chǔ)上新系統(tǒng)的功能。q信息要求：指用戶(hù)需要從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得信息的 內(nèi)容與性質(zhì)。q處理要求：指用戶(hù)要完成什么處理功能，對(duì)處 理的響應(yīng)時(shí)間有什么要求，處理方式是批處理 還是聯(lián)機(jī)處理q安全性與完整性要求 需求分析的方法進(jìn)行需求分析首先是調(diào)查清楚用戶(hù)的實(shí)際要求，具體步驟是：q調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況q調(diào)查各部門(mén)的業(yè)務(wù)活動(dòng)情況q協(xié)助用戶(hù)明確對(duì)新系統(tǒng)的各種要求q確定系統(tǒng)的邊界 調(diào)查組織機(jī)構(gòu)情況熟悉業(yè)務(wù)活動(dòng)明確用戶(hù)需求確定系統(tǒng)邊界數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員用戶(hù)DD DDDFD .需求分

9、析概念設(shè)計(jì) 需求分析的方法在調(diào)查過(guò)程中，可以根據(jù)不同的問(wèn)題和條件，使用不同的調(diào)查方法。常用方法有：q跟班作業(yè)q開(kāi)調(diào)查會(huì)q請(qǐng)專(zhuān)人介紹q詢(xún)問(wèn)q設(shè)計(jì)調(diào)查表請(qǐng)用戶(hù)填寫(xiě)q查閱記錄做需求調(diào)查時(shí)，往往需要同時(shí)采用上述多種方法。但必須有用戶(hù)的積極參與配合。 需求分析的方法調(diào)查了解了用戶(hù)的需求以后，還需要進(jìn)一步分析和表達(dá)用戶(hù)的需求。在眾多分析方法中結(jié)構(gòu)化分析方法(Structured Analysis，簡(jiǎn)稱(chēng)SA)是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。它從最上層的系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)入手，采用自頂向下、逐層分解的方法分析系統(tǒng)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)據(jù)輸出處理數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流 數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流圖表達(dá)了數(shù)據(jù)和處理的關(guān)系，數(shù)據(jù)字典則是系統(tǒng)中各類(lèi)數(shù)據(jù)描

10、述的集合，是進(jìn)行詳細(xì)是數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果。q數(shù)據(jù)項(xiàng)q數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)q數(shù)據(jù)流q數(shù)據(jù)存儲(chǔ)q處理過(guò)程 數(shù)據(jù)項(xiàng)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)含義名，別名，數(shù)據(jù)類(lèi)型，長(zhǎng)度，取值范圍，取值含義，與其它數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)項(xiàng)之間的聯(lián)系其中“取值范圍”、“與其它數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系 ” 定義了數(shù)據(jù)的完整性約束條件，是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)功能的依據(jù)。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反應(yīng)了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。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，或由它們組合而成。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)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 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?。?shù)據(jù)流描述數(shù)據(jù)流

11、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”是說(shuō)明該數(shù)據(jù)流來(lái)自哪個(gè)過(guò)程。“數(shù)據(jù)流去向”是說(shuō)明該數(shù)據(jù)流將到哪個(gè)過(guò)程去?！捌骄髁俊笔侵冈趩挝粫r(shí)間里的傳輸次數(shù)。“高峰期流量”則是指在高峰時(shí)期的數(shù)據(jù)流量。 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(lái)源和去向之一。它可以是手工文檔或手工憑單，也可以是計(jì)算機(jī)文檔。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，存取頻度，存取方式“存取頻度”指每小時(shí)或每天或每周存取幾次、每次存取多少數(shù)據(jù)等信息。“存取方式”包括是批處理還是聯(lián)機(jī)處理；是檢索還是更新；是順序還是

12、隨機(jī)檢索?！拜斎氲臄?shù)據(jù)流”是指出其來(lái)源，“輸出的數(shù)據(jù)流”是指 出其去向。 處理過(guò)程處理過(guò)程的具體處理邏輯一般用判定表或判定樹(shù)來(lái)描述。數(shù)據(jù)字典中只需要描述處理過(guò)程的說(shuō)明性信息。處理過(guò)程描述處理過(guò)程名，說(shuō)明，輸入：數(shù)據(jù)流，輸出，簡(jiǎn)要說(shuō)明簡(jiǎn)要說(shuō)明中主要說(shuō)明該處理過(guò)程的功能及處理要求。功能是指該處理過(guò)程用來(lái)做什么，處理要求包括處理頻度要求。 處理過(guò)程強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)：q需求分析階段的一個(gè)重要而困難的任務(wù)是收集將來(lái)應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮到可能的擴(kuò)充和改變，使設(shè)計(jì)易于改變，系統(tǒng)易于擴(kuò)充。q必須強(qiáng)調(diào)用戶(hù)的參與，這是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 處理過(guò)程（續(xù)）例：學(xué)生學(xué)籍管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典。數(shù)據(jù)項(xiàng)，以“學(xué)

13、號(hào)”為例： 數(shù)據(jù)項(xiàng)：學(xué)號(hào) 含義說(shuō)明：唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)學(xué)生別名：學(xué)生編號(hào) 類(lèi)型：字符型 長(zhǎng)度： 8 取值范圍：00000000至99999999取值含義：前兩位標(biāo)別該學(xué)生所在年級(jí)， 后六位按順序編號(hào)與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系： 處理過(guò)程（續(xù)）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 以“學(xué)生”為例 “學(xué)生”是該系統(tǒng)中的一個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：學(xué)生 含義說(shuō)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) 處理過(guò)程（續(xù)）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(shuō)明：學(xué)生參加體格檢查的最終結(jié)果 數(shù)據(jù)流來(lái)源：體檢 數(shù)據(jù)流去向：批準(zhǔn) 組成：平均流量：高峰期流量： 處理過(guò)

14、程（續(xù)）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(shuō)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 處理過(guò)程（續(xù)）處理過(guò)程“分配宿舍”可如下描述：處理過(guò)程：分配宿舍說(shuō)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(guò)15分鐘。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)q概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟q數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)q視圖的集成 概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

15、q能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系，能滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)的處理要求。q易于理解，從而可以用和不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶(hù)交換意見(jiàn)，用戶(hù)的積極參與是數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵q易于更改，當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，容易對(duì)概念模型修改和擴(kuò)充。q易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)庫(kù)模型轉(zhuǎn)換。 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)通常有四類(lèi)方法：a)自頂向下：即首先定義全局概念結(jié)構(gòu)的框架，然后逐步細(xì)化。需求全局概念模式概念模式概念模式 概念模式概念模式概念模式概念模式 自頂向下策略 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟b)自底向上：首先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后將它們集成起來(lái)，得到全局概念結(jié)構(gòu)。需求 全局概念

16、模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式概念模式自底向上策略需求需求需求 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟c)逐步擴(kuò)張：首先定義最重要的核心概念結(jié)構(gòu)，然后向外擴(kuò)充，以滾雪球的方式逐步生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至總體概念結(jié)構(gòu)核心需求需求核心概念結(jié)構(gòu)全局概念結(jié)構(gòu)逐步擴(kuò)張策 略 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟d)混合策略：即將自頂向下和自頂向上相結(jié)合，用自頂向下策略設(shè)計(jì)一個(gè)全局概念結(jié)構(gòu)的框架，以它為骨架集成由自底向上策略中設(shè)計(jì)的各局部概念結(jié)構(gòu)。其中最經(jīng)常采用的策略是自底向上方法。即自頂向下地進(jìn)行需求分析，然后再自底向上地設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)。 需求需求需求需求需求需求需求概念模式1.1概念模式1.2概念模式n.1概念模式n

17、.概念模式1概念模式n 全局概念模式需求分析(自頂向下)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(自底向上) ( 應(yīng)用1) ( 應(yīng)用n)自頂向下分析需求與自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法與步驟這里介紹自底向上設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)的方法。它通常分兩步：q抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)局部視圖q集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu)需求分析數(shù)據(jù)抽象、局部視圖的設(shè)計(jì) 視圖的集成DFDDD分-圖總-圖返回用戶(hù)征求意見(jiàn)直到滿(mǎn)意為止邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)抽象與局部設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象。所謂抽象是對(duì)實(shí)際的人、物、事和概念進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性，忽略本質(zhì)的細(xì)節(jié)，并把這些特性用各種概念精確地加以描述，這些概念組成了某種模型。一般抽象有三種

18、：q分類(lèi)(Classification)q聚集(Aggregation)q概括(Generalization) 分 類(lèi)定義某一類(lèi)概念作為現(xiàn)實(shí)世界中一組對(duì)象的類(lèi)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“is number of ”的語(yǔ)義。如：張英是學(xué)生，表示張英是學(xué)生中的一員(is number of 學(xué)生)，具有學(xué)生們共同的特性和行為。學(xué)生 張英王平劉勇趙斌“is number of”學(xué)生張英王平劉勇 聚集定義某一類(lèi)型的組成部分。它抽象了對(duì)象內(nèi)部類(lèi)型和成分之間 “ is part of ”的語(yǔ)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。更復(fù)雜的聚集即某一類(lèi)

19、型的成分仍是一個(gè)聚集。 更復(fù)雜的聚集學(xué) 生學(xué) 號(hào)姓 名專(zhuān) 業(yè)班 級(jí)班級(jí)號(hào)班主任人 數(shù)位 置聚集 概 括定義類(lèi)型之間的一種字集聯(lián)系。它抽象了類(lèi)型之間“is subset of ”的語(yǔ)義。學(xué)生本科生研究生“is subset of ”這里學(xué)生是一個(gè)實(shí)體型，本科生、研究生也是實(shí)體型。它們都是學(xué)生的子集。把學(xué)生稱(chēng)為超類(lèi)，本科和研究生稱(chēng)為子類(lèi)。豎雙邊框的矩形框表示子類(lèi)，直線加小圓圈表示超類(lèi) - 子類(lèi)的關(guān)系。 數(shù)據(jù)抽象與局部設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步就是利用上面介紹的抽象機(jī)制對(duì)需求分析階段收集到的數(shù)據(jù)分類(lèi)、組織，形成實(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)系類(lèi)型，設(shè)計(jì)E-R圖。q選擇局部應(yīng)用q逐一設(shè)

20、計(jì)分E-R圖 選擇局部應(yīng)用根據(jù)某個(gè)系統(tǒng)的具體情況，在多層的數(shù)據(jù)流圖中選擇一個(gè)適當(dāng)層次的數(shù)據(jù)流圖，作為設(shè)計(jì)分E-R圖的出發(fā)點(diǎn)。讓這組圖中每一部分對(duì)應(yīng)一個(gè)局部應(yīng)用。一般以中層數(shù)據(jù)流圖作為設(shè)計(jì)分E-R圖的依據(jù)。 設(shè)計(jì)分-圖的出發(fā)點(diǎn)物資管理子系統(tǒng)銷(xiāo)售管理子系統(tǒng)人事管理子系統(tǒng) 逐一設(shè)計(jì)分E-R圖q選擇好局部應(yīng)用之后，就要對(duì)每個(gè)局部應(yīng)用逐一設(shè)計(jì)分E-R圖，亦稱(chēng)局部E-R圖。q在定義E-R圖時(shí)需要進(jìn)行必要的調(diào)整，在調(diào)整中遵循的一條規(guī)則是：為了簡(jiǎn)化圖的處置，現(xiàn)實(shí)世界的事物能作為屬性對(duì)待的，盡量作為屬性對(duì)待。q把事物作為屬性對(duì)待的同樣遵循兩條準(zhǔn)則： 作為“屬性”，不能再具有需要描述的性質(zhì)?！皩傩浴辈荒芘c其他實(shí)體

21、有聯(lián)系 例如：職工是一個(gè)實(shí)體，職工號(hào)、姓名、年齡是職工的屬性，職稱(chēng)如果沒(méi)有與工資、福利掛鉤，則可以作為職工實(shí)體的屬性。但如果不同的職稱(chēng)有不同的工資、住房標(biāo)準(zhǔn)和不同的附加福利，則職稱(chēng)作為一個(gè)實(shí)體看待就更恰當(dāng)。職工職工號(hào)姓號(hào)年齡職稱(chēng) 職工職稱(chēng)聘任職工號(hào)姓號(hào)年齡職工代碼工資住房標(biāo)準(zhǔn)附加福利 又如：如果一種貨物在存放在一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，那么就可以把存放貨物的倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)庫(kù)號(hào)作為存放地點(diǎn)的屬性。但如果一種貨物可以存放在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)中，或者倉(cāng)庫(kù)本身又用面積作為屬性，或者與職工發(fā)生管理上的聯(lián)系，那么就應(yīng)把倉(cāng)庫(kù)作為一個(gè)實(shí)體。貨物存量 貨號(hào)單價(jià)存放倉(cāng)庫(kù)號(hào)貨物存放倉(cāng)庫(kù)貨號(hào)單價(jià)存量倉(cāng)庫(kù)號(hào)面積貨物存放倉(cāng)庫(kù)貨號(hào)單價(jià)存量倉(cāng)庫(kù)號(hào)面積職工管

22、理m nn 1 1 n 視圖的集成視圖集成有兩種方式：q多個(gè)分E-R圖一次集成q逐步集成，用累加的方式一次集成兩個(gè)分E-R圖(E-R)1 (E-R)2 (E-R)n初步E-R 基本E-R (E-R)2(E-R)1(E-R)12(E-R)3初步E-R基本E-R第一種方式比較復(fù)雜，難度大第二種方式每次只集成兩個(gè)分E-R圖，降低復(fù)雜度 視圖的集成無(wú)論采用哪種方式，每次集成局部E-R圖時(shí)都需要分兩步走。q合并：將各分E-R圖合并起來(lái)生成初步E-R圖q修改和重構(gòu)：消除不必要的冗余，生成基本E-R圖合并(消除沖突)修改和重構(gòu)(消除不必 要的冗余)分E-R圖基本E-R圖初步E-R圖分析規(guī)范化理論集成視圖 合

23、并分E-R圖，生成初步E-R圖各個(gè)局部應(yīng)用所面向的問(wèn)題不同，且通常是由不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行局部視圖設(shè)計(jì)，這就導(dǎo)致各個(gè)分E-R圖之間必定會(huì)存在許多不一致的地方，稱(chēng)之為沖突。主要有三類(lèi)：q屬性沖突q命名沖突q結(jié)構(gòu)沖突 屬性沖突q屬性域沖突，即屬性值的類(lèi)型、取值范圍或取值集合不同。如零件號(hào)，有的部門(mén)把它定義為整數(shù)，有的部門(mén)把它定義為字符型。不同的部門(mén)對(duì)零件號(hào)的編碼也不同。q屬性取值單位沖突。如零件的重量，有的以公斤為單位，有的以斤為單位，有的以克為單位。屬性沖突理論上好解決，但實(shí)際上需要各部門(mén)討論協(xié)商，解決起來(lái)并非易事 命名沖突q同名異義，即不同意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有相同的名字。q異名同義，

24、即同一意義的對(duì)象在不同的局部應(yīng)用中具有不同的名字。如對(duì)科研項(xiàng)目，財(cái)務(wù)科稱(chēng)為項(xiàng)目，科研處稱(chēng)為課題，生產(chǎn)管理處稱(chēng)為工程。命名沖突可能發(fā)生在實(shí)體、聯(lián)系一級(jí)上，也可能發(fā)生在屬性一級(jí)上。其中屬性的命名沖突更為常見(jiàn)。一般通過(guò)討論、協(xié)商等行政手段來(lái)處理命名沖突。 結(jié)構(gòu)沖突q同一對(duì)象在不同應(yīng)用中具有不同的抽象。q同一實(shí)體在不同分E-R圖中所包含的屬性個(gè)數(shù)和屬性排列次序不完全相同。解決辦法：對(duì)于一要把屬性變換為實(shí)體或把實(shí)體變換為屬性，使同一對(duì)象具有不同的抽象對(duì)于二是使該實(shí)體的屬性取各分圖中屬性的并集，再適當(dāng)調(diào)整屬性的次序。 例如，零件與產(chǎn)品之間存在多對(duì)多的聯(lián)系。產(chǎn)品、零件與供應(yīng)商三者之間還存在多對(duì)多的聯(lián)系，這兩

25、個(gè)聯(lián)系互相不能包含，在合并兩個(gè)分圖時(shí)就應(yīng)把它們綜合起來(lái)。m產(chǎn)品構(gòu)成零件數(shù)量n產(chǎn)品供應(yīng)零件數(shù)量供應(yīng)商mn p產(chǎn)品 構(gòu)成零件數(shù)量1供應(yīng)供應(yīng)商數(shù)量2nm mn p 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是把概念結(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)。q設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)的步驟將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(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 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)某些早期設(shè)計(jì)是應(yīng)用系統(tǒng)中還在使用網(wǎng)狀或?qū)哟文Ｐ?，而新設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)都普遍采用支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型的RDBMS，所以這里只介紹E-R圖向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換原則與方

26、法概念結(jié)構(gòu)基本E-R圖一般數(shù)據(jù)模型關(guān)系,網(wǎng)狀,層次特定的DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型優(yōu)化的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換規(guī)則DBMS的特點(diǎn)和限制優(yōu)化方法 q所要解決的問(wèn)題如何將實(shí)體和實(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q遵循原則一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式一個(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.如果轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式，則與該聯(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，每個(gè)實(shí)體的碼均是該關(guān)系的候選碼如果與某一端實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性E-R圖向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換 一個(gè)1:n

27、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)系模式合并如果與n端實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個(gè)關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性一個(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，而關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合三個(gè)或三個(gè)以上實(shí)體間的一個(gè)多元聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式具有相同碼的關(guān)系模式可合并E-R圖向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)q數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)概述q數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法q關(guān)系模式存取方法選擇q確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)q評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)概述q數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的定義數(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

28、稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，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)用要求的物理結(jié)構(gòu)的過(guò)程，就是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)。q設(shè)計(jì)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取結(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。 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法由于沒(méi)有通用的物理設(shè)計(jì)方法可遵循，只能給出一般的設(shè)計(jì)內(nèi)容和原則。q首先對(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)所需要的參數(shù)。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)事務(wù)，需要得到如下信息：查詢(xún)的關(guān)系查詢(xún)條件所涉及的屬性連接條件所涉及的屬性查詢(xún)的投影屬性 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法對(duì)于數(shù)據(jù)更新事務(wù)，需要得到如下信息：被更新的關(guān)系每個(gè)關(guān)系上的更新操作條件所涉及

29、的屬性修改操作要改變的屬性值q其次，要充分了解所用的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)。q除此之外，還需要知道每個(gè)事務(wù)在各關(guān)系上運(yùn)行的頻率和性能要求。 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法通常對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：q為關(guān)系模式選擇存取方法q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)。 關(guān)系模式存取方法選擇常用的存取方法有三類(lèi)：q索引方法，目前主要是B+樹(shù)索引方法。q聚簇(Cluster)方法q HASH方法B+樹(shù)索引方法是數(shù)據(jù)庫(kù)中經(jīng)典的存取方法，使用最普遍。 索引存取方法的選擇所謂選擇索引存取方法實(shí)際上就是根據(jù)應(yīng)用要求確定對(duì)關(guān)系的哪些屬性列建立索引、哪些屬性列建立組

30、合索引、哪些索引要設(shè)計(jì)為唯一索引等。q如果一個(gè)屬性經(jīng)常在查詢(xún)條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(gè)屬性上建立索引q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q如果一個(gè)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)屬性上建立索引。 聚簇存取方法的選擇q什么是聚簇和聚簇碼為了提高某個(gè)屬性的查詢(xún)速度，把這個(gè)或這些屬性上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊稱(chēng)為聚簇。其中的連接屬性稱(chēng)為聚簇碼。q一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以建立多個(gè)聚簇，一個(gè)關(guān)系只能加入一個(gè)聚簇q選擇聚簇存取方法，即確定需要建立多少個(gè)聚簇，每個(gè)聚簇中包含哪些關(guān)系。 聚簇存取方法的選擇聚簇的建立q先設(shè)計(jì)候選聚簇，一般說(shuō)：對(duì)經(jīng)常在

31、一起進(jìn)行連續(xù)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)屬性上的值重復(fù)率高，則此單個(gè)關(guān)系可建立聚簇。q然后檢查侯選聚簇中的關(guān)系，取消其中不必要的關(guān)系 HASH存取方法的選擇選擇HASH存取方法的規(guī)則如下：如果一個(gè)關(guān)系的屬性主要出現(xiàn)在等連接條件中或主要出現(xiàn)在相等比較選擇條件中，而且滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件之一，則此關(guān)系可以選擇HASH存取方法：q如果一個(gè)關(guān)系的大小可預(yù)知，而且不變q如果關(guān)系的大小動(dòng)態(tài)改變，而且數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供了動(dòng)態(tài)HASH存取方法 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)q確定數(shù)據(jù)的存放位置和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)它要考慮存放時(shí)間、存儲(chǔ)空間利用率和維護(hù)代

32、價(jià)三方面的因素。對(duì)于存放位置，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用情況將數(shù)據(jù)的易變部分與穩(wěn)定部分、經(jīng)常存取部分和存取頻率較低部分分開(kāi)存放。q確定系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置的變量很多，這些值影響存取時(shí)間、存儲(chǔ)空間的分配，在物理設(shè)計(jì)時(shí)就要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境確定這些參數(shù)值，以使系統(tǒng)性能最佳。 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)時(shí)間效率、空間效率、維護(hù)代價(jià)和各種用戶(hù)要求進(jìn)行權(quán)衡，其結(jié)果可以產(chǎn)生多種方案，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些方案進(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)。 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)q數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試q數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行q數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù) 數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行注意兩點(diǎn)：q組織數(shù)據(jù)人庫(kù)是十分費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事，如果試運(yùn)行后還要修改數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，還要重新組織數(shù)據(jù)入庫(kù)。q在數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行階段，由于系統(tǒng)還不穩(wěn)定，軟、硬件故障隨時(shí)都可能發(fā)生。而系統(tǒng)的操作人員對(duì)新系統(tǒng)還不熟悉，誤操作也不可避免，因此應(yīng)首先調(diào)試運(yùn)行DBMS的恢復(fù)功能，做好數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)工作。 數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù)在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常性的維護(hù)工作主要是由DBA完成的。q數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)q數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性規(guī)則q數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改造q數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織與重構(gòu)造