【正文】 數(shù)據(jù)庫模式設計 初始關系模式的設計 把 ER 圖轉換成關系模式： (1)把 ER 模型中的每個實體集轉換成一個同名的關系，實體集的 屬性就是關系的屬性，實體集的碼就是關系的碼： (2)把 ER 模型中的每個聯(lián)系轉換成一個關系，與該聯(lián)系相連的各 實體集的碼以及聯(lián)系的屬性轉換成為關系的屬性。 第二范式： (1)定義：若關系模式 R(F， U)是 INF，且每個非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則稱 R為第二范式，即在 2NF 中不存在非主屬性對碼的部分依賴： (2)僅滿足第一范式關系會存在種種問題，要消除必須用更高級的范式標準來設計，稱為標準化： (3)具體做法是將大的關系分解成多個小的關系，使分解后的關系滿足更高級范式的要求。 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：在一個關系中不存在兩個元組，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屬性，還仍能 保持數(shù)據(jù)的惟一性： (2)外碼約束： (3)用戶定義的完整性： 關系數(shù)據(jù)庫設計理論 問題的提出 究竟一個關系數(shù)據(jù)庫包含哪些屬性是 合理的，如何評價一個關系 模式設計的優(yōu)劣？ 函數(shù)依賴 函數(shù)依理論利用一個關系中屬性之間的依賴關系評價和優(yōu)化關系 模式，以保證存儲到數(shù)據(jù)庫中的關系具有較好特性： 函數(shù)依賴： (1)設 R(U)為一關系模式， X 和 Y為屬性全集 U的子集，若對于 R(U)的任意一個可能的關系 r， r 中不可能存在兩個元組在 X 上的屬性 值相等，而在 Y上的屬性值不等，則稱 “X函數(shù)決定 Y”或 “Y函數(shù) 依賴于 X”，并記作 XY，其中 X 稱為決定因素，因為根據(jù)函教依賴定 義，給定一個 X，就能惟一決定一個 Y。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。 (1) 對一聯(lián)系： (2) 對多 聯(lián) 系： (3)多對多聯(lián)系 ER 方法語法 l、 ER方法中用矩形框表示實體集，矩形框 ER模型用菱形表示聯(lián)系，聯(lián)系名寫在菱形框IDEFIX 概述 l、 IDEFO 側重描述系統(tǒng)功能，被稱為功能建模方法： IDEFIX 側重 分析、抽象和概括應用領域中的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)據(jù)建模方法： IDEFIX 方法具有豐富的語法和語義： 實體集分為 (1)獨立標識符實體集： (2)從屬標識符實體集： 實體集之間的聯(lián) 系分為： (1)標定型聯(lián)系； (2)非標定型聯(lián)系： (3) 分類聯(lián)系： (4)不確定聯(lián)系 IDEFIX 模型元素 實體集： (1)實體集語義：如果一個實體集的每一個實例都能被惟一地標識， 而不決定于它與其他實體的聯(lián)系，那么該實體集稱為獨立實體集：否 則就叫從屬實體集： (2)實體集語法： IDEFIX 用矩形框來表示獨立實體集，用圓角矩形 框來表 示從屬實體集： 聯(lián)系： (1)朕系語義： (A)標定型聯(lián)系：一個 “確定型聯(lián)系 ”中，如果子女實體集中的每 個實例都是由它與雙親 的聯(lián)系而確定的，這個關系稱為 “標定型聯(lián)系 ”： (B)非標定型聯(lián)系：一個 “確定型聯(lián)系 ”中，如果子女實體集中的 每一個實例都能被惟一地確認而無需了解與之相聯(lián)系的雙親實體集的 實例，這個問題關系叫 “非標定型聯(lián)系 ”。 (2)從表達形式上看， DFD圖與 IDEFO 圖都是用箭頭和處理表達一個企業(yè)或組織的業(yè)務流程。 IDEFO 棋型 (1) 個 IDEFO 模型由一組圖形組成，這些圖形組成一個由父到子的層次結構圖，這組圖形把一個復雜事物按自項向下逐步細化的方式分解成一個個簡單的或多 個組成部分： 建模規(guī)則 (1)矩形框：用動詞為矩形 (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。 處理：表示對數(shù)據(jù)的加工和變 換，在圖中用矩形框表示。 模式調整主要涉及邏輯模式調整，可以從下考慮： (1)已達到第三范式的基本表，不要進一步規(guī)范化為 BCNF： (2)在分布式數(shù)據(jù)庫中，對一個基本表中某些頻繁被訪問的數(shù)據(jù)，可以按水平分區(qū)或垂直分區(qū)方式拆分基本表。 項目規(guī)劃包括以下 DBAS 需求分析是在已經(jīng)明確的 DBAS 系統(tǒng)范圍基礎上，通過對應用問題的理解和分析，采用合適的工具和符號，系統(tǒng)地描述 DBAS 的功能特征 、性能特征和約束，并形成需求規(guī)范說明文檔： 需求分析過程由需求獲取、需求分析、需求描述和規(guī)范說明、需求驗證 等組成： l、 DBAS 的需求分析包括： (1)數(shù)據(jù)需求分析： (2)數(shù)據(jù)處理需求分析： (3)業(yè)務需求分析： (4)分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在性能、存儲、安全、備份與恢復等方面的要求： 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理需求分析 l、數(shù)據(jù)需求分析：是從對數(shù)據(jù)組織與存儲的設計角度，辨識應用領域 所管 理的各類數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結構，與數(shù)據(jù)處理需求分析結果一起，組成數(shù) 據(jù)字典： 數(shù)據(jù) 處理需求分析：是從數(shù)據(jù)訪問和處理的角度，明確對各類數(shù)據(jù) 項所 需進行的數(shù)據(jù)訪問操作，分析結果可表示為數(shù)據(jù)流圖或事務規(guī)范： 事務規(guī)范包括： (1)事務名稱： (2)事務描述： (3)事務所訪問的數(shù)據(jù)項： (4)事務用戶： 業(yè)務規(guī)則需求分析 l、業(yè)務規(guī)則需求分析：是從 DBAS 高層目標和整體功能出發(fā)，分析系 統(tǒng)或系統(tǒng)中一些大粒度子系統(tǒng)應具有的業(yè)務類型和功能，明確用戶或 外部系統(tǒng)與 DBAS 的交互模式： 間： TPS： 性能需求分析 DBAS 的性能指標： (1)數(shù)據(jù) 操作響應時間（或數(shù)據(jù)訪問響應時間）：從提交請求到返回結果 的時 (2)系統(tǒng)吞吐量：指系統(tǒng)在單位時間影響 DBAS 性能的因素： (1)系統(tǒng)碩件資源： (2)網(wǎng)絡通信設備性能： (3)操作系統(tǒng)環(huán)境： (4)數(shù)據(jù)庫的邏輯設計和物理設計質量，數(shù)據(jù)庫配置參數(shù)： (5) DBAS 的配置和性能： (6)數(shù)據(jù)庫應用程序自身。 (2)數(shù)據(jù)操縱功能： DBMS 提供數(shù)據(jù)操縱語言 (DMI)，用戶利用 DML 對數(shù)據(jù)進行查詢、插入、刪除或更新： (3)數(shù)據(jù)庫運行管理和控制功能 (4)數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結構 DBS 可分為用戶、人機交互界面、 DBMS 和磁盤四個層次： 用戶可分為四類：數(shù)據(jù)庫管理員 DBA：專業(yè)用戶：應用程序員：終 端用戶： DBMS 可分為兩部份： (1)查詢處理器：面向用戶查詢請求：包括以下幾個功能模塊： DML 編譯器、嵌入式 DML的預編譯器、 DDL編譯器、查詢執(zhí)行引擎： (2)存儲管理器：面向數(shù)據(jù)存儲訪問，包括以下幾個功能模塊：權 限和完整性管理器、事務管理器、文件管理器、緩 沖區(qū)管理器： 磁盤存儲的類型： (1)以數(shù)據(jù)庫文件方式存儲的應用數(shù)據(jù)： (2)數(shù)據(jù)字典： (3)為提高查詢速度而設置的數(shù)據(jù)庫引擎： (4) DMS 運行時的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)： (5)日志信息。 三級模式結構 l、數(shù)據(jù)庫三級模式結構一外部級、概念級和 (2)對數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結構和特征的描述，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)的邏輯結構，還定義了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、與數(shù)據(jù)的關的安全性和完整性要求： (4) 個數(shù)據(jù)庫只有一個模式，建立在某種數(shù)據(jù)結構模型基礎上。 (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) l、用數(shù)據(jù)模型這一概念來描述數(shù)據(jù)庫的結構和語義，通過現(xiàn)實世界一信息世 界一機器世界的抽象轉換過程構建數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)模型所定義的規(guī)范去管理和使用數(shù)據(jù)。 信息與數(shù)據(jù)間存在固有聯(lián)系，數(shù)據(jù)是信息的符號表示，或稱為載體。信息具有可感知、可存儲、 可加工、可傳遞和可再生的自然屬性。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，通常按照數(shù)據(jù)結構的 類型來區(qū)分、命名各種數(shù)模，如 層次、網(wǎng)狀、關系數(shù)模。 數(shù)據(jù)視圖與模式結構 數(shù)據(jù)視圖與數(shù)據(jù)抽象 l、數(shù)據(jù)視圖：指從某個角度看到的客觀世界數(shù)據(jù)對象的特征，是對數(shù)據(jù)對象某一方面特征的描述。 模式／ (1)定義了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)全局邏輯結構，與這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的物理存儲組織結構之間的對應關系。 DBAS 設計開發(fā)的硬件方面：主要涉及根據(jù)系統(tǒng)的功能、性能、存儲等需求選擇和配置合適的計算機硬件平臺，并與開發(fā)好的 DBAS 軟件系統(tǒng)進行集成，組成完整的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)： DBAS 生命周期模型 l、 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的生命周期模型： (1)參照軟件開發(fā)瀑布模型的原理， DBAS 的生命周期由項目規(guī)劃、需求分析、系統(tǒng)設計、實現(xiàn)和部署、運行管理與維護等 5 個基本活動組成： (2)將快速原