【正文】 ，它由屬性的類型和值來定義。 (D) 定義聯(lián)系 。聯(lián)系只標識直接關系，不標識間接關系。 (3) 遷移主碼：把一個實體集的主碼復制到其他有關實體集的過程，但要遵守以下規(guī)則： (A) 在一個聯(lián)系中，遷移總是從父到子或從一般實體集移向分類實體集 。 (C) 外碼屬性寫在矩形框內(nèi)水平線的下面并用“ FK”標注 。 (6) 主碼：能夠惟一標識關系中每一個元組的屬性或?qū)傩越M 。關系是元組的集合，關系中的每個元組在數(shù)學上被定義為這個關系所涉及的全部域值中笛卡兒積的一個元素。 (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 。Y，但 Y 不完全函數(shù)依賴于 X，則稱 Y 對 X 是部分函數(shù)依賴，記作 Xp224。 碼： (1) 在關系模式 R(U)中， K 為 R 的屬性或?qū)傩越M，若 K 函數(shù)決定 ? .An，則 K為關系模式 R 的候選碼，包含在候選碼中的屬性稱為主屬性，否則為非主屬性 。 (3) 傳遞律：若 X224。 (5) 分解規(guī)則：若 X224。A} (2) 由屬性集團包的定義可知，若想判斷函數(shù)依賴 X224。 (2) 一個給定關系和第一范式 (1NF)的區(qū)別： (A) 一個關系中的數(shù)據(jù)按照行和列的形式組織，每個元組具有相同數(shù)目的屬性個數(shù)，且每一個元組的屬性值具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)類型和長度 。 (2) 第三范式是在第二范式的基礎上對關系又增加了一個約束，就是關系中的每一個非主屬性必須只依賴于主碼。Y(Y不屬于 X)， X 含有候選碼，則 R 是第四范式。所以通常關系模式規(guī)范化工作僅做到 3NF，這樣既使關系中不合理的屬性基本消除，規(guī)范化程度也不太高，保證數(shù)據(jù)庫有較好的性能。 (2) 分解保持函數(shù)依賴： (A) 無損連接和保持函數(shù)依賴是用于衡量一個模式分解是否導致原有模式中部分信息丟失的兩個標準 。 安全模式和外模式的設計 根據(jù)選定的 DBMS 支持的安全控制特征來確定 。 (4) 索引技術 。 查找操行平均需要搜索 (B+1)/2 個磁盤塊，效率比較低 。 順序文件插入工作包括定位和插入： (1) 定位：在指針鏈中找到插入的位置，即插入記錄在哪個記錄的前面 。它的關鍵是建立取值域到記錄的物理地址劉的映射關系，這種映射關系叫索引 。 (C) 一個數(shù)據(jù)文件可以有多個查找碼和索引文件 。 散列技術 散列文件 散列是一種快速查找技術，它利用定義在文件記錄上的查找碼，通過計算一個散列函數(shù)，以散列函數(shù)值作為記錄的物理地址 ，實現(xiàn)對文件記錄直接快速訪問。 桶溢出的現(xiàn)象是難免的，需要 DBS 采用相應的桶溢出處理機制 。 (3) 關系的存儲結構和存取方法信息 。 (2) 文件組織與存取設計：配置基本表的文件組織形式，據(jù)實際情況為基本表設計合適的存取方法和路徑 。 (3) 如果用戶查詢是基于散列域值的等值匹配，特別是如果訪問順序是隨機的，散列文件比較合適。 (C) 索引可以由用戶根據(jù)需要隨時創(chuàng)建或刪除，以提高數(shù)據(jù)查詢性能 。 關系模式的去規(guī)范化 (1) 在數(shù)據(jù)庫物理設計階段，可以對考慮數(shù)據(jù)庫中某些 3NF、 BCNF 模式是否可以降低其規(guī)范化程度，以提高查詢效率，這稱為關系模式的去規(guī)范化處理，但不滿足 3NF 的關系模式又可能導致數(shù)據(jù)庫訪問異常，因此，設計基本表時，需在規(guī)范化和查詢效率間權衡 。 評估物理數(shù)據(jù)庫的方法完全依賴所選用的 DBMS，主要從定量估算各方案的存儲空間、存取時間和維護代價入手 。 確定系統(tǒng)配置 要根據(jù)實際應用系統(tǒng)的運行情況配置系統(tǒng)參數(shù) 。 (2) 對帶有派生屬性的基本表可采用兩種實現(xiàn)方式： (A) 將派生屬性作為基本表內(nèi)單獨一 列，稱為派生列 。 (2) 為基本表設計索引機制：索引可以提高文件存取速度，改善訪問性能，但索引由 DBMS 管理，它的建立、維護需要一定的系統(tǒng)開銷，數(shù)據(jù)的操作會引起索引的重新調(diào)整，還占用一定的存儲空間，可根據(jù)如下原則決定是否為一個基本表建立索引： (A) 對于經(jīng)常需要查詢、連接、統(tǒng)計操作，且數(shù)據(jù)量大的基本表可考慮建立索引，而對于經(jīng)常執(zhí)行插入、刪除、更新操作或小數(shù) 據(jù)量的基本表應盡量不建立索引 。 了解并選擇數(shù)據(jù)庫文件結構 (1) 如果數(shù)據(jù)庫中的一個基本表中的數(shù)據(jù)量很少，并且操作非常頻繁，該基本表可采用堆文件組織方式 。 一旦選定了硬件平臺、 OS 和 DBMS，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲和存取方式等可用的物理模式也就隨之確定了 。 數(shù)據(jù)字典主要包括： (1) 關系模式信息 。 (2) 散列函數(shù)的均勻分布性不好 。 (2) 當數(shù)據(jù)文件很大時，即使采用稀疏索引，建成的索引文件也很大，導致效率低下，為解決該問題，可對索引文件中的索引項本身再建立一級稀疏索引，組成 2 層索引結構 。 (B) 索引文件建立的方法：首先選定某些記錄域作為查找碼，然后建立數(shù)據(jù)記錄在查找碼上的取值與物理地址間的映射關系，組成索引項。 散列文件 是一種利用散列函數(shù)支持快速文件訪問的文件組織和存取方法 。 文件建立時，應盡量使記錄的物理順序與查找碼的順序一致，以減少訪問磁盤塊的次數(shù) 。 文件結構與存取 堆文件 堆文件也稱無序文件，記錄隨機在存儲在文件物理空間是，新插入的記錄存儲在文件的末尾 。 (2) 文件的結構 。 (2) 主碼約束：定義每個關系的主碼值不空，且惟一 。 (3) 合并具有相同碼的關系 檢查確認對象：檢查轉換后的每個關系名和屬性名是否符合數(shù)據(jù)庫設計關于統(tǒng)一命名的約 定 。 (3) 規(guī)范化設計的基本過程是對關系進行的分解，消除屬性間不合理的數(shù)據(jù)依賴，用一組等價的子關系代替原有的關系 。224。 (4) 第 二范式實際上對關系增加了一個約束，就是關系中的每一個屬性必須完全依賴于主碼，即在第一范式的基礎上，消除非主屬性對主碼的部分函數(shù)依賴可達到 2NF。因為 U 是有窮的，所以會得到X(i)=X(i+1)，此時 X(i)為所求的 X+。Z 成立 。Z 成立，則 X224。Y，且 Z(包含于 )U，則 XZ224。 (3) 非平凡函數(shù)依賴，僅當其右邊的屬性集至少有一個屬性不屬于左邊有集合時成立 。Y。 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 。 [4] 所有屬性值都是原子項 (不可再分 )。 (4) 元組：描述關系中的行 。 (A) 實體集的名稱和編號寫在矩形框外的上面 。 第四階段：定 義健 (1) 分解不確定的聯(lián)系：把實體級圖中不確定的關系轉換成確定的連接形式，把每一個不確定的聯(lián)系轉換成為兩個確定的聯(lián)系 。 (2) 區(qū)別實體集名詞和非實體集名詞的方法，是否具有下列特征： (A) 它能夠被描述或說明嗎 ? (B) 有多少同類的實例嗎 ? (C) 每個實例可以被標識和區(qū)分嗎 ? 第三階段：定義聯(lián)系 (1) 標識實體集之間的聯(lián)系：建立聯(lián)系矩陣，聯(lián)系矩陣由一個二維數(shù)組表示。 (B) 收集數(shù)據(jù) 。 (D) 不確定聯(lián)系 m:n 的語法：不確定聯(lián)系用一個兩端帶有實心圓的線段描述，表示多對多的連接關系。 (2) 實體集語法： IDEF1X 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 。 IDEF1X 方法具有豐富的語法和語義 。 聯(lián)系：描述現(xiàn)實世界中實體之間的關系。 (2) 組成模型的概念少，語義清楚，容易理解 。 保證信息模型方便地轉換成數(shù)據(jù)庫的邏輯結構，同時便于用戶理解。 (5) IDEF0 模型結構清楚，便于理解和溝通。 DFD 與 IDEF0 的比較 DFD 與 IDEF0 共同點：都是結構化分析思想，強調(diào)自頂而下逐步求精的方法對現(xiàn)實世界建模，先抓住主要的問題，形成較高層次的抽象，再由粗到細、由表及里地逐步細化，將一個大問題分解成幾個小問題，對這小問題再進行分析求解 。 建模過程及步驟 IDEF0 建模過程及步驟： (1) 明確目的，確定范圍：在建模前首先要明確目的和意圖，確定問題域 。 建模規(guī)則 (1) 矩形框：用動詞為矩形內(nèi)活動命名，每個矩形要至少有一個控制箭頭和輸出箭頭，可以沒有輸入，但不可以同時沒有輸入和控制。 (5) 數(shù)據(jù)元素詞條描述。 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 。其他需求 。 描述需求： (1) 需求描述的目標：對軟件項目功能性和非功能性的需求全面描述 。 (2) 目前常用的模型方法主要有 DFD 數(shù)據(jù)流圖和 IDEFO，都屬于結構化分析方法，其特征是抽象和分解 。 需求獲取的方法 常用的幾種獲取需求的方法： (1)面談 。 需求分析階段的主要任務：分析當前的業(yè)務流程，包括體系結構，各職能部門完成的主要任務、關系及其交流的信息。 (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。 數(shù)據(jù)庫事務詳細設計：根據(jù)事務流程，利用 SQL 語句、數(shù)據(jù)庫訪問接口，采用高級程序設計語言或 DBMS 提供的事務實現(xiàn)機制，設計數(shù)據(jù)庫事務。 數(shù)據(jù)庫事務概要設計 。 (5) 對系統(tǒng)采用的關鍵技術進行方案選型和初步設計。 (3) 備份方式是采用完全備份還是采用差異備份。 其 它需求分析 存儲需求分析：是指估計 DBAS 系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)存儲量，包括： (1)初始數(shù)據(jù)庫大小 。 (2) 系統(tǒng)吞吐量：指系統(tǒng)在單位時間內(nèi)所完成的事務或查詢的數(shù)量，單位為 TPS。 數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)處理需求分析 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 。 (4) 制定合理的 DBAS 項目計劃 項目規(guī)劃的結果應形成數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)項目計劃文檔，即項目計劃書。 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 。 (3) 確定系統(tǒng)范圍和邊界 。 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) 。它將系統(tǒng)化、規(guī)范化、定量化方法應用于軟件的開發(fā)、操作和維護，也就是將工程化應用于軟件生產(chǎn) 。 (2) 數(shù)據(jù)字典 。 用戶可分為四類：數(shù)據(jù)庫管理員 DBA。 (2) 分布式：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體，但在物理上卻可以分布在網(wǎng)絡中不同數(shù)據(jù)管理節(jié)點上 。 (3) 當模式發(fā)生變化時，只需調(diào)整外模式 /模式間 的映象關系，而外模式無需修改，保證了數(shù)據(jù)與應用程序的邏輯獨立性，稱為數(shù)據(jù)的邏輯獨立性。 外模式： (1) 也稱子模式、用戶模式、用戶視圖 。 數(shù)據(jù)抽象：是一種數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)庫設計原則，是指專注于數(shù)據(jù)對象的某方面特征，而忽略其他特征。它限定了數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以便維護數(shù)據(jù)的正確性、有效性。 數(shù)據(jù)模型應滿足： (1)能夠比較真實地模擬現(xiàn)實世界 。 (狹義的 )數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng) (DBAS， DataBase Application System)— 是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應用程序組成的軟件系統(tǒng)，它面向具體應用領域，提供了更為復雜的數(shù)據(jù)處理功能。 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)進一步深加工，從中獲取新的數(shù)據(jù)和信息。 信息 (Information)是客觀世界事物的存在方式和運動狀態(tài)的反映，是對事物之間相互聯(lián)系、相互作用的描述。 計算機科學與技術學科劃分為四個專業(yè)方向：計算機科學 (CS)。不同的物理符號體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的不同表現(xiàn)形式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (DBS， DataBase System)是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的軟硬件系統(tǒng)構成， DBS 一般分成三個層次： (1)計算機硬件平臺 。 (2) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)結構的關系很密切，數(shù)據(jù)庫技術不僅用到數(shù)據(jù)結構中的鏈表、樹、圖等知識，各種數(shù)據(jù)模型本身就屬于復雜數(shù)據(jù)結構 。 數(shù)據(jù)模型的組成： (1) 數(shù)據(jù)結構：用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征，從語法角度表述了客觀世界中數(shù)據(jù)對象本身的結構和數(shù)據(jù)對象之間的關聯(lián)關系，是刻畫一個數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。(2)再將信息結構轉換為機器世界中某一具體 DBMS 支持的數(shù)據(jù)模型，并存儲于計算機中。 三級模式結構 數(shù)據(jù)庫三