《互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)》第六章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)第六章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)目的和要求了解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟理解并掌握需求分析、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(kù)物理設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施的方法了解數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)的內(nèi)容第六章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)往年頻繁考點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟需求分析的方法；數(shù)據(jù)字典的概念和組成概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、步驟；數(shù)據(jù)抽象；E-R圖的設(shè)計(jì)步驟；視圖的集成邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟；E-R圖向數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換的方法數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的步驟；數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容；確定、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)的主要內(nèi)容；數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織和重構(gòu)造根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的基本步驟，能夠設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)第一節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述數(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)用需求在數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域內(nèi)，使用數(shù)據(jù)庫(kù)的各類(lèi)系統(tǒng)通常被稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。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)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)內(nèi)容：結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)）設(shè)計(jì)：邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)行為（處理）設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)的裝載、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)第一節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述新奧爾良（New Orleans）方法 需求分析（分析用戶(hù)要求） 概念設(shè)計(jì)（信息分析和定義） 邏輯設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)）物理設(shè)計(jì)（物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)）第一節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為以下六個(gè)階段： 系統(tǒng)需求分析需求收集和分析，結(jié)果得到數(shù)據(jù)字典描述的數(shù)據(jù)需求和數(shù)據(jù)流圖描述的處理需求概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)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，可以用E-R圖表示邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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（例如關(guān)系模型），并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。第一節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)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)（包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法）。數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施運(yùn)用DBMS提供的數(shù)據(jù)語(yǔ)言（例如SQL）及其宿主語(yǔ)言（例如VB），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。數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行維護(hù)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。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中必須不斷地對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整與修改。第一節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述參加設(shè)計(jì)的人員：系統(tǒng)分析人員、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員系統(tǒng)分析和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的核心人員，他們將自始至終參與數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，他們的水平?jīng)Q定了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的質(zhì)量。程序員程序員則在系統(tǒng)實(shí)施階段參與進(jìn)來(lái)，分別負(fù)責(zé)編制程序和準(zhǔn)備軟硬件環(huán)境。用戶(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員用戶(hù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員主要參加需求分析和數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行、維護(hù)，他們的積極參與不但能加速數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，而且也是決定數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的質(zhì)量的重要因素。第一節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中注意的問(wèn)題：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分調(diào)動(dòng)用戶(hù)的積極性。應(yīng)用環(huán)境的改變、新技術(shù)的出現(xiàn)等都會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用需求的變化，因此在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)必須充分考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)性。在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的過(guò)程中，必須充分考慮到已有應(yīng)用，盡量使用戶(hù)能夠平穩(wěn)地從舊系統(tǒng)遷移到新系統(tǒng)。第二節(jié)

需求分析需求分析的任務(wù)詳細(xì)調(diào)查應(yīng)用領(lǐng)域要處理的對(duì)象充分了解原系統(tǒng)的工作概況明確用戶(hù)的各種要求信息要求：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)。由信息要求可以導(dǎo)出數(shù)據(jù)要求，即在數(shù)據(jù)庫(kù)中需要存儲(chǔ)哪些數(shù)據(jù)。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。安全性和完整性要求確定新系統(tǒng)的功能考慮今后的擴(kuò)充性第二節(jié)

需求分析調(diào)查用戶(hù)需求的方法: 跟班作業(yè)開(kāi)調(diào)查會(huì)請(qǐng)專(zhuān)人介紹詢(xún)問(wèn)請(qǐng)用戶(hù)填寫(xiě)調(diào)查表查閱記錄第二節(jié)

需求分析數(shù)據(jù)字典是系統(tǒng)中各類(lèi)數(shù)據(jù)描述的集合，是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果。包括：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(guò)程。數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)字典通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來(lái)描述數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的邏輯內(nèi)容。在需求分析階段需要注意的是：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)易于更改，系統(tǒng)易于擴(kuò)充，這是第一點(diǎn)。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)。第三節(jié)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是將需求分析得到的用戶(hù)需求抽象為信息結(jié)構(gòu)概念模型的過(guò)程。概念結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：能充分地反映現(xiàn)實(shí)世界；易于理解；易于更改；易于向關(guān)系、網(wǎng)狀或?qū)哟蔚雀鞣N數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的四種方法自頂向下：先全局，后細(xì)化自底向上：先局部，后集成由里向外：先核心，后擴(kuò)充混合策略：自頂向下+自底向上第三節(jié)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)抽象：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，忽略非本質(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。分類(lèi)（Classification）：定義某一類(lèi)概念作為一組對(duì)象的類(lèi)型，抽象了對(duì)象值和型之間的“is

member of”的語(yǔ)義。聚集（Aggregation）：定義某一類(lèi)型的組成成分，抽象了對(duì)象內(nèi)部類(lèi)型和成分之間“is

part of”的語(yǔ)義。概括（Generalization）：

定義類(lèi)型之間的一種子集聯(lián)系。它抽象了類(lèi)型之間的“is

subset of”的語(yǔ)義。第三節(jié)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(自底向上）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟 抽象數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)局部視圖選擇局部應(yīng)用：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)。逐一設(shè)計(jì)分E-R圖：先從自然劃分出發(fā)定義E-R圖，然后再進(jìn)行必要的調(diào)整。集成局部視圖，得到全局的概念結(jié)構(gòu)合并—解決各分圖之間的沖突，生成初步E-R圖修改和重構(gòu)—消除不必要的冗余，生成基本E-R圖第三節(jié)

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分E-R圖調(diào)整原則：能作為屬性對(duì)待的，盡量作為屬性對(duì)待。作為“屬性”，不能再具有需要描述的性質(zhì)。“屬性”不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系。即E-R圖中所表示的聯(lián)系是實(shí)體之間的聯(lián)系。實(shí)體或聯(lián)系和其屬性值之間保持1：1或n:1的關(guān)系分E-R圖合并時(shí)的的沖突主要有 屬性沖突命名沖突結(jié)構(gòu)沖突概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)，也獨(dú)立于支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的DBMS。第四節(jié)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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)換為與選用的DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟：把概念結(jié)構(gòu)向一般的關(guān)系、網(wǎng)狀模型轉(zhuǎn)換；向特定的DBMS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。第四節(jié)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換：一個(gè)實(shí)體型轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式；一個(gè)m：n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)關(guān)系模式；一個(gè)1：n聯(lián)系轉(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。；一個(gè)1：1聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)獨(dú)立的關(guān)系模式也可與 任意一端對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式合并；三個(gè)或三個(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；同一實(shí)體集的實(shí)體間聯(lián)系；具有相同碼的關(guān)系模式可合并。第四節(jié)

邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化方法：確定數(shù)據(jù)依賴(lài)；對(duì)數(shù)據(jù)依賴(lài)進(jìn)行極小化處理，消除冗余聯(lián)系；按照數(shù)據(jù)依賴(lài)的理論對(duì)關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析，確定分別屬于第幾范式；分析關(guān)系模式是否適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境，確定是否進(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。第五節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的步驟：確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)（確定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；存取路徑的選擇和調(diào)整；確定數(shù)據(jù)存放位置；確定存儲(chǔ)分配）；評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間效率。數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：為關(guān)系模式選擇存取方法（包括索引存取方法、聚簇方法和

HASH方法）；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)（確定數(shù)據(jù)的存放位置和確定系統(tǒng)配置）。第五節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)時(shí)主要需要考慮以下幾個(gè)方面： 確定數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的存取路徑確定數(shù)據(jù)的存放位置確定系統(tǒng)配置。第五節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)必須充分了解所用DBMS的內(nèi)部特征，特別是存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法；充分了解應(yīng)用環(huán)境，特別是應(yīng)用的處理頻率和響應(yīng)時(shí)間要求；充分了解外存設(shè)備的特性。第五節(jié)

數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu)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，產(chǎn)生多種方案，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員對(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)。評(píng)價(jià)物理數(shù)據(jù)庫(kù)的方法完全依賴(lài)于所選用的DBMS，主要是從定量估算各種方案的存儲(chǔ)空間、存取時(shí)間和維護(hù)代價(jià)入手，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