【正文】 首先指定文件記錄的一個(gè) 域作為查找碼 （散列域），然后定義一個(gè)查找碼上的函數(shù)（散列函數(shù)），函數(shù)的輸 入為查找碼值，輸出為物理地址； 一般使用桶作為基本的存儲單位 ，一個(gè)桶可存放多個(gè)文件記錄，物理地址可以是記錄所在的桶號，散列函數(shù)的輸出可以是桶號； 6． 4． 2 散列函數(shù) 散列方法依賴于好的散列函數(shù)，它應(yīng)該盡可能均勻地將查找碼分布到各個(gè)桶中，具體要滿足如下兩個(gè)條件： （ 1） 地址的分布是均勻的； （ 2） 地址的分布是隨機(jī)的； 6． 4． 3 桶溢出 產(chǎn)生桶溢出的兩個(gè)原因： （ 1） 文件初始設(shè)計(jì)時(shí)，為文件記錄預(yù)留的存儲空間不足； （ 2） 散列函數(shù)的均勻分布性不好； 設(shè)計(jì)散列函數(shù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)文件大小決定物理空間，一般應(yīng)有 20%余量，再設(shè)計(jì)合適的桶數(shù)目和 桶大小，盡可能留有一些空閑桶，降低桶溢出的可能性； 桶溢出的現(xiàn)象是難免的，需要 DBS 采用相應(yīng)的桶溢出處理機(jī)制； 散列方法的缺點(diǎn)：為了避免桶溢出。即是從 BCNF 范式中消除主碼內(nèi)的獨(dú)立依賴集（非平凡多值依賴）可達(dá) 4NF； 連接依賴與 5NF （ 1） 連接 依賴：設(shè)關(guān)系模式 R， R 的屬性子集為 R R R R R R R7? .，當(dāng)且僅當(dāng)R 的每個(gè)合法值等于 R R R R R R R7? 的投影連接時(shí)，稱 R 滿足連接依賴； （ 2） 第五范式：設(shè) R 是一個(gè)滿足 5NF 的關(guān)系模式，當(dāng)且僅當(dāng) R 的每一個(gè)非平凡連接依賴都被R 的候選碼所蘊(yùn)含，即從 4NF 中消除非候選碼所蘊(yùn)含的連接依賴為 5NF； 總結(jié)： （ 1） 范式表達(dá)了關(guān)系模式滿足的條件，也是衡量關(guān)系模式設(shè)計(jì)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)； （ 2） 利用范式進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)的目的是消除數(shù)據(jù)冗余，避免出現(xiàn)異常，使結(jié)構(gòu)更合理； （ 3） 規(guī)范化設(shè)計(jì)的基本過程是對關(guān)系進(jìn)行的分解，消除屬性間不合理的數(shù)據(jù)依賴，用一組等價(jià)的子關(guān)系 代替原有的關(guān)系； （ 4） 數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的程序越高，其關(guān)系表就越多，從而增加了表之間連接運(yùn)算的代價(jià)，影響了數(shù)據(jù)庫的執(zhí)行速度和性能。 函數(shù)依賴的推理規(guī)則： （ Armstrong 公理 及推論 ） （ 1） 自反律：若 Y（包含于） X（包含于） U，則 X?Y 成立； （ 2） 增廣律：若 X?Y，且 Z（包含于） U，則 XZ?YZ 成立； （ 3） 傳遞律：若 X?Y， Y?Z，則 X?Z 成立； 推論 （ 4） 合并規(guī)則：若 X?Y， X?Z 成立，則 X?YZ； （ 5） 分解規(guī)則：若 X?Y 和 Z（包含于） Y 成立，則 X?Z 也成立； （ 6） 偽傳遞規(guī)則：若 X?Y， YW?Z，則 XW?Z 成立； 屬性集閉包： （ 1） 設(shè) F 是屬性集 U 上的函數(shù)依賴集， X 為 U 的一個(gè)子集，那么對于 F，屬性集 X 關(guān)于 F 的閉包（用 X+表示）為： X+={A|X?A}（ 最大的 Y 的集合 ） （ 2） 由屬性集團(tuán)包的定義可知，若想判斷函數(shù)依賴 X?Y 是否成立，只要計(jì)算 X 關(guān)于函數(shù)依賴集 F 的閉包，若 Y 是 X 閉包中的一個(gè)元素則 X?Y 成立； 確定關(guān)系的碼： （ 1） 利用 迭代算法 計(jì)算 X+，步驟如下： （ A） 選 X 作為閉包 X+的初值 X（ 0）； （ B） 由 X（ i）計(jì) 算 X（ i+1）時(shí)，它是由 X（ 0）并上屬性集合 A 所組成，其中 A 滿足下列條件： Y（包含于） X（ i），且 F 中存在函數(shù)依賴 Y?Z，而 A（包含于） Z。 靜態(tài)完整性約束規(guī)則： （ 1） 主碼約束：主碼必須滿足： （ A） 惟一性：在一個(gè)關(guān)系中不存在兩個(gè)元組，它們具有相同的主碼值； （ B） 最小性：不存在從組成主碼的屬性集中去掉一 個(gè)屬性，還仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)的惟一性； 候選碼 ：符合主碼條件，但沒有被選為主碼。原則必須是具體的、簡明的和有意義的。 （ B） 外碼語法：在外碼屬性后加“ FK”來識別由聯(lián)系繼承得到的外來屬性。 4． 4 IDEF1X 建模方法 4． 4． 1 IDEF1X概述 IDEF0 側(cè)重描述系統(tǒng)功能 ，被稱為功能建模方法； IDEF1X 側(cè)重分析、抽象和概括應(yīng)用領(lǐng)域中的數(shù)據(jù) ，稱為數(shù)據(jù)建模方法； IDEF1X 方法具有豐富的語法和語義； 實(shí)體集分為（ 1）獨(dú)立標(biāo)識符實(shí)體集；（ 2）從屬標(biāo) 識符實(shí)體集； 實(shí)體集之間的聯(lián)系分為：（ 1）標(biāo)定型聯(lián)系；（ 2）非標(biāo)定型聯(lián)系；（ 3）分類聯(lián)系；（ 4）不確定聯(lián)系 4． 4． 2 IDEF1X模型元素 實(shí)體集： （ 1） 實(shí)體集語義：如果一個(gè)實(shí)體集的每一個(gè)實(shí)例都能被惟一地標(biāo)識，而不決定于它與其他實(shí)體的聯(lián)系，那么該實(shí)體集稱為 獨(dú)立實(shí)體集 ； （ 存在 鍵區(qū) ） 否則就叫從屬實(shí)體集； （ 2） 實(shí)體集語法： IDEF1X 用 矩形框 來表示獨(dú)立實(shí)體集，用 圓角矩形框 來表示從屬實(shí)體集； 聯(lián)系： （ 1） 聯(lián)系語義： （ A） 標(biāo)定型聯(lián)系：一個(gè)“ 確定型聯(lián)系 ” （ 一對多 ） 中，如果子女實(shí)體集中的每個(gè)實(shí)例都是由它與雙親的聯(lián)系而確定的，這個(gè)關(guān)系稱 為“標(biāo)定型聯(lián)系” （ 在子實(shí)體中做外鍵時(shí)，在鍵區(qū) ，反之成立 ） ； （ B） 非標(biāo)定型聯(lián)系：一個(gè)“確定型聯(lián)系”中，如果子女實(shí)體集中的每一個(gè)實(shí)例都能被惟一地確認(rèn)而無需了解與之相聯(lián)系的雙親實(shí)體集的實(shí)例，這個(gè)問題關(guān)系叫“非標(biāo)定型聯(lián)系”。 第四章 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)建模 4． 1 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)概述 4． 1． 1 數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計(jì)的任務(wù) 定義和描述應(yīng)用領(lǐng)域涉及的數(shù)據(jù)范圍； 獲取應(yīng)用領(lǐng)域或問題域的信息模型； 描述清楚數(shù)據(jù)的屬性特征； 描述清楚數(shù)據(jù)之間的關(guān)系； 定義和描述數(shù)據(jù)的約束； 說明數(shù)據(jù)的安全性要求； 支持用戶的各種數(shù)據(jù)處理需求； 保證信息模型方便地轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，同時(shí)便于用戶理解。 （ B） 結(jié)點(diǎn)號： IDEF0 模型是一組有一定層次結(jié)構(gòu)的圖形，通常用結(jié)點(diǎn)號來標(biāo)志圖形或矩形框在層次圖中的位置； （ C） 模型名：每個(gè)模型有一個(gè)名字，通常用名字代表主題，用子名字表示不同的模型。一個(gè)模型由圖形文字說明、詞匯表及相互的交叉引用表組成。 需求分析工作是系統(tǒng)分析員與用戶不斷交互的過程中完成的。 （ 即從 ER 圖到關(guān)系模型 ） （ 1） ER 圖轉(zhuǎn)換為初始關(guān)系模式； （ 2） 對初始關(guān)系模式進(jìn)行優(yōu)化； （ 3） 檢查關(guān)系表對數(shù)據(jù)庫事務(wù)的支持性； （ 4） 確定關(guān)系模式的完整性約束； （ 5） 從數(shù)據(jù)安全性和獨(dú)立性出發(fā)，設(shè)計(jì)用戶視圖。 （ 2） 技術(shù)可行性：是根據(jù)用戶提出的系統(tǒng)功能、性能及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)約束條件，對系統(tǒng)軟件、硬件、技術(shù)方案作出評估和選擇建議； A、 硬件可行性研究是分析 DBAS 的硬件平臺環(huán)境和設(shè)置； B、 軟件可行性研究 包括：對可用的 DBMS 和操作系統(tǒng)的選型評估，對中間件和開發(fā)環(huán)境的選型建議，對 DBAS 開發(fā)模式和編程語言的建議； C、 技術(shù)方案的選擇是根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)需求，提出 DBAS 可能采用的合理技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)； （ 3） 操作可行性：是論證是否具備 DBAS 開發(fā)所需的各類人員資源、軟件資源、硬件資源和工作環(huán)境等，以及為支持 DBAS 開發(fā)如何去改進(jìn)加強(qiáng)這幾方面資源。 1． 5 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 1． 5． 1 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能 （ 1） 數(shù)據(jù)定義功能： DBMS 提供了數(shù)據(jù)定義語言（ DDL），用戶利用 DDL 定義數(shù)據(jù)庫對象的三級模式結(jié)構(gòu)，描述數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)特征。 模式： （ 1） 也稱邏輯模式、概念模式； （ 2） 對數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖； （ 3） 模式不僅定義了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，還定義了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、與 數(shù)據(jù)的關(guān)的安全性和完整性要求； （ 4） 一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)模式，建立在某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上。 建模過程：（ 1）將現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)對象抽象為信息世界中的某一信息結(jié)構(gòu)；（ 2）再將信息結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為機(jī)器世界中某一具體 DBMS 支持的數(shù)據(jù)模型，并存儲于計(jì)算機(jī)中。 是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的形式框架，是用來描述數(shù)據(jù)的一組概念和定義，包括描述數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)聯(lián)系、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)語義以及數(shù)據(jù)一致性的概念工具； 數(shù)據(jù)模型應(yīng) 滿足 3 個(gè)條件 ：（ 1）能夠比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；（ 2）容易為人們所理解；（ 3）便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理的 區(qū)別 在于，數(shù)據(jù)處理除了具有數(shù)據(jù)管理功能外，還可通過數(shù)據(jù)管理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步 深加工 ，從中獲取新的數(shù)據(jù)和信息。 1． 1 基本概念 1． 1． 1 信息與數(shù)據(jù) 信息、物質(zhì)、能量 是組成客觀世界并促進(jìn)社會發(fā)展的三大基本要素； 信息（ Information） 是客觀世界事物的存在方式和運(yùn)動狀態(tài)的反映，是對事物之間相互聯(lián)系、相互作用的描述。信息則是數(shù)據(jù)的語義解釋，是數(shù)據(jù)的 內(nèi)涵 ，信息以數(shù)據(jù)的形式表現(xiàn)出來，并為人們理解和接受。 數(shù)據(jù)庫技術(shù) — 是研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存儲、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科。 （ 3） 數(shù)據(jù)完整性約束 ：是一組完整性規(guī)則的集合，它定義了數(shù)模必須遵守的語義約束，也規(guī)定了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)內(nèi)部及數(shù)據(jù)之間 聯(lián)系所必須滿足的語義約束。 數(shù)據(jù)抽象：是一種數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)庫 設(shè)計(jì)原則 ，是指專注于 數(shù)據(jù)對象的某方面特征，而忽略其他特征。 模式 /內(nèi)模式映象： （ 1） 定義了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)，與這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的物理存儲組織結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。 2． 1． 2 DBAS（ 面向某個(gè)特定領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)特定功能的計(jì)算機(jī)軟件、硬件的集成體 ） 軟件組成 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件在內(nèi)部可看作由一系列軟件模塊 /子系統(tǒng)組成，這些模塊 /子系統(tǒng)可分成兩類： （ 1） 與數(shù)據(jù)訪問 有關(guān) 的數(shù)據(jù)庫 事務(wù)模塊 ：利用 DBMS 提供的數(shù)據(jù)庫管理功能，以數(shù)據(jù)庫 事務(wù)方式 直接對數(shù)據(jù)庫中的各類應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，模塊粒度較?。? （ 2） 與數(shù)據(jù)訪問 無直接關(guān)聯(lián) 的 應(yīng)用模塊 ：在許多與數(shù)據(jù)處理有關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)中，對數(shù)據(jù)庫的訪問只是整體中的一部分 ，其他功能則與數(shù)據(jù)庫訪問無直接關(guān)系，這部分模塊粒度可以比較大。 備份和恢復(fù)需求分析： （ 1） DBAS 運(yùn)行過程中備份數(shù)據(jù)庫的時(shí)間和備份周期； （ 2） 所需備份的數(shù)據(jù)是全部數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，還是一部分； （ 3） 備份方式是采用 完全備份還是采用差異備份。 需求分析的工作：通過對需求的調(diào)查、了解、觀察和分析，通過對原始數(shù)據(jù)的收集、分類和抽象，并采用有效的技術(shù)、工具，對原始資料進(jìn)行加工整理，描述開發(fā)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)的功能及其相互關(guān)系等活動的集合； 需 求的定義：客戶對一個(gè)待開發(fā)的系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)、完成功能、應(yīng)達(dá)到的性能、安全性、可靠性等方面的期望和要求的集合； 需求獲取的困難： （ 1） 軟件功能復(fù)雜； （ 2） 需求的可變性； 需求分析階段的主要任務(wù)：分析當(dāng)前的業(yè)務(wù)流程，包括體系結(jié)構(gòu)，各職能部門完成的主要任務(wù)、關(guān)系及其交流的信息。 數(shù)據(jù)存儲：表示用數(shù)據(jù)庫形式 存儲的數(shù)據(jù)，對其存取分別以指向或離開數(shù)據(jù)存儲的箭頭表示； 數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)終點(diǎn)：表示當(dāng)前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源和去向，其圖形符號以 平行四邊形 表示。 （ 2） 箭頭：箭頭代表數(shù)據(jù)約 束，而不是代表流或順序； （ 3） 其他： （ A） ICOM 碼：只有一端與矩形相連的箭頭叫 邊界箭頭 ，這些箭頭表示父矩形框的輸入、控制和輸出。 （ 2） 從表達(dá)形式上看， DFD 圖與 IDEF0 圖都是用箭頭和處理表達(dá)一個(gè)企業(yè)或組織的業(yè)務(wù)流程。（ 1）一對一聯(lián)系；（ 2）一對多聯(lián)系；（ 3）多對多聯(lián)系 4． 3． 2 ER 方法語法 ER 方法中用 矩形框 表示實(shí)體集，矩形框內(nèi)寫上實(shí)體集的名稱； ER 模型用 菱形 表示聯(lián)系，聯(lián)系名寫在菱形框內(nèi)； ER 模型中實(shí)體集的屬 性用 橢圓或圓角矩形框 表示，屬性名字寫在其中。 屬性 （ 1） 屬性的語義：用來描述一類現(xiàn)實(shí)或抽象事物的特征或性質(zhì)。 聯(lián)系只標(biāo)識直接關(guān)系，不標(biāo)識間接關(guān)系。關(guān)系是元組的集合，關(guān)系中的每個(gè)元組在數(shù)學(xué)上被定義為這個(gè)關(guān)系所涉及的全部域值中笛卡兒積的一個(gè)元素。 完全 （ f） 與部分函數(shù) （ p） 依賴： （ 1） 在關(guān)系模式 R（ U）中，如果 X?Y 成立，并且對 X 的 任何真子集 X’不能函數(shù)決定 Y，則稱 Y 對 X 是完全函數(shù)依賴，被記作 Xf?Y。即 2NF的基礎(chǔ)上，消除非主屬性對主碼的傳遞函數(shù)依賴可達(dá)到 3NF。 數(shù)據(jù)值滿足條件分為： （ 1） 域約束：限制指 定列的取值及范圍； （ 2） 主碼約束：定義每個(gè)關(guān)系的主碼值不空，且惟一； （ 3） 引用完整性約束：定義不同模式的屬性間滿足的條件，及一個(gè)關(guān)系模式中屬性間可能滿足的條件； 5． 4． 4 安全模式和外模式的設(shè)計(jì) 根據(jù)選定的 DBMS 支持的安全控制特征來確定； 根據(jù)不同用戶對數(shù)據(jù)庫存取特點(diǎn)定義相關(guān)的外模式；