【正文】 ，它由屬性的類型和值來(lái)定義。 (D) 定義聯(lián)系 。聯(lián)系只標(biāo)識(shí)直接關(guān)系，不標(biāo)識(shí)間接關(guān)系。 (3) 遷移主碼：把一個(gè)實(shí)體集的主碼復(fù)制到其他有關(guān)實(shí)體集的過(guò)程，但要遵守以下規(guī)則： (A) 在一個(gè)聯(lián)系中，遷移總是從父到子或從一般實(shí)體集移向分類實(shí)體集 。 (C) 外碼屬性寫在矩形框內(nèi)水平線的下面并用“ FK”標(biāo)注 。 (6) 主碼：能夠惟一標(biāo)識(shí)關(guān)系中每一個(gè)元組的屬性或?qū)傩越M 。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。 (2) 外碼約束： (3) 用戶定義的完整性： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論 問(wèn)題的提出 究竟一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)包含哪些屬性是合理的，如何評(píng)價(jià)一個(gè)關(guān)系模式設(shè)計(jì)的優(yōu)劣 ? 函數(shù)依賴 函數(shù)依理論利用一個(gè)關(guān)系中屬性之間的依賴關(guān)系評(píng)價(jià)和優(yōu)化關(guān)系模式，以保證存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系具有較好特性 。Y，但 Y 不完全函數(shù)依賴于 X，則稱 Y 對(duì) X 是部分函數(shù)依賴，記作 Xp224。 碼： (1) 在關(guān)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(guān)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(tuán)包的定義可知，若想判斷函數(shù)依賴 X224。 (2) 一個(gè)給定關(guān)系和第一范式 (1NF)的區(qū)別： (A) 一個(gè)關(guān)系中的數(shù)據(jù)按照行和列的形式組織，每個(gè)元組具有相同數(shù)目的屬性個(gè)數(shù)，且每一個(gè)元組的屬性值具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)類型和長(zhǎng)度 。 (2) 第三范式是在第二范式的基礎(chǔ)上對(duì)關(guān)系又增加了一個(gè)約束，就是關(guān)系中的每一個(gè)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(guān)系模式規(guī)范化工作僅做到 3NF，這樣既使關(guān)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(kù)有較好的性能。 (2) 分解保持函數(shù)依賴： (A) 無(wú)損連接和保持函數(shù)依賴是用于衡量一個(gè)模式分解是否導(dǎo)致原有模式中部分信息丟失的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 。 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(lái)確定 。 (4) 索引技術(shù) 。 查找操行平均需要搜索 (B+1)/2 個(gè)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(gè)記錄的前面 。它的關(guān)鍵是建立取值域到記錄的物理地址劉的映射關(guān)系，這種映射關(guān)系叫索引 。 (C) 一個(gè)數(shù)據(jù)文件可以有多個(gè)查找碼和索引文件 。 散列技術(shù) 散列文件 散列是一種快速查找技術(shù)，它利用定義在文件記錄上的查找碼，通過(guò)計(jì)算一個(gè)散列函數(shù)，以散列函數(shù)值作為記錄的物理地址 ，實(shí)現(xiàn)對(duì)文件記錄直接快速訪問(wèn)。 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 。 (3) 關(guān)系的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法信息 。 (2) 文件組織與存取設(shè)計(jì)：配置基本表的文件組織形式，據(jù)實(shí)際情況為基本表設(shè)計(jì)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(wèn)順序是隨機(jī)的，散列文件比較合適。 (C) 索引可以由用戶根據(jù)需要隨時(shí)創(chuàng)建或刪除，以提高數(shù)據(jù)查詢性能 。 關(guān)系模式的去規(guī)范化 (1) 在數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段，可以對(duì)考慮數(shù)據(jù)庫(kù)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(guān)系模式的去規(guī)范化處理，但不滿足 3NF 的關(guān)系模式又可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)異常，因此，設(shè)計(jì)基本表時(shí)，需在規(guī)范化和查詢效率間權(quán)衡 。 評(píng)估物理數(shù)據(jù)庫(kù)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(chǔ)空間、存取時(shí)間和維護(hù)代價(jià)入手 。 確定系統(tǒng)配置 要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行情況配置系統(tǒng)參數(shù) 。 (2) 對(duì)帶有派生屬性的基本表可采用兩種實(shí)現(xiàn)方式： (A) 將派生屬性作為基本表內(nèi)單獨(dú)一 列，稱為派生列 。 (2) 為基本表設(shè)計(jì)索引機(jī)制：索引可以提高文件存取速度，改善訪問(wèn)性能，但索引由 DBMS 管理，它的建立、維護(hù)需要一定的系統(tǒng)開銷，數(shù)據(jù)的操作會(huì)引起索引的重新調(diào)整，還占用一定的存儲(chǔ)空間，可根據(jù)如下原則決定是否為一個(gè)基本表建立索引： (A) 對(duì)于經(jīng)常需要查詢、連接、統(tǒng)計(jì)操作，且數(shù)據(jù)量大的基本表可考慮建立索引，而對(duì)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(yīng)盡量不建立索引 。 了解并選擇數(shù)據(jù)庫(kù)文件結(jié)構(gòu) (1) 如果數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)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(tái)、 OS 和 DBMS，數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(guān)系模式信息 。 (2) 散列函數(shù)的均勻分布性不好 。 (2) 當(dāng)數(shù)據(jù)文件很大時(shí)，即使采用稀疏索引，建成的索引文件也很大，導(dǎo)致效率低下，為解決該問(wèn)題，可對(duì)索引文件中的索引項(xiàng)本身再建立一級(jí)稀疏索引，組成 2 層索引結(jié)構(gòu) 。 (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(guān)系，組成索引項(xiàng)。 散列文件 是一種利用散列函數(shù)支持快速文件訪問(wèn)的文件組織和存取方法 。 文件建立時(shí)，應(yīng)盡量使記錄的物理順序與查找碼的順序一致，以減少訪問(wèn)磁盤塊的次數(shù) 。 文件結(jié)構(gòu)與存取 堆文件 堆文件也稱無(wú)序文件，記錄隨機(jī)在存儲(chǔ)在文件物理空間是，新插入的記錄存儲(chǔ)在文件的末尾 。 (2) 文件的結(jié)構(gòu) 。 (2) 主碼約束：定義每個(gè)關(guān)系的主碼值不空，且惟一 。 (3) 合并具有相同碼的關(guān)系 檢查確認(rèn)對(duì)象：檢查轉(zhuǎn)換后的每個(gè)關(guān)系名和屬性名是否符合數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)關(guān)于統(tǒng)一命名的約 定 。 (3) 規(guī)范化設(shè)計(jì)的基本過(guò)程是對(duì)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 。224。 (4) 第 二范式實(shí)際上對(duì)關(guān)系增加了一個(gè)約束，就是關(guān)系中的每一個(gè)屬性必須完全依賴于主碼，即在第一范式的基礎(chǔ)上，消除非主屬性對(duì)主碼的部分函數(shù)依賴可達(dá)到 2NF。因?yàn)?U 是有窮的，所以會(huì)得到X(i)=X(i+1)，此時(shí) 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(dāng)其右邊的屬性集至少有一個(gè)屬性不屬于左邊有集合時(shí)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(gè)關(guān)系中不存在兩個(gè)元組，它們具有相同的主碼值 。 [4] 所有屬性值都是原子項(xiàng) (不可再分 )。 (4) 元組：描述關(guān)系中的行 。 (A) 實(shí)體集的名稱和編號(hào)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(shí)體級(jí)圖中不確定的關(guān)系轉(zhuǎn)換成確定的連接形式，把每一個(gè)不確定的聯(lián)系轉(zhuǎn)換成為兩個(gè)確定的聯(lián)系 。 (2) 區(qū)別實(shí)體集名詞和非實(shí)體集名詞的方法，是否具有下列特征： (A) 它能夠被描述或說(shuō)明嗎 ? (B) 有多少同類的實(shí)例嗎 ? (C) 每個(gè)實(shí)例可以被標(biāo)識(shí)和區(qū)分嗎 ? 第三階段：定義聯(lián)系 (1) 標(biāo)識(shí)實(shí)體集之間的聯(lián)系：建立聯(lián)系矩陣，聯(lián)系矩陣由一個(gè)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(yǔ)法：不確定聯(lián)系用一個(gè)兩端帶有實(shí)心圓的線段描述，表示多對(duì)多的連接關(guān)系。 (2) 實(shí)體集語(yǔ)法： IDEF1X 用矩形框來(lái)表示獨(dú)立實(shí)體集，用圓角矩形框來(lái)表示從屬實(shí)體集 。 IDEF1X 方法具有豐富的語(yǔ)法和語(yǔ)義 。 聯(lián)系：描述現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體之間的關(guān)系。 (2) 組成模型的概念少，語(yǔ)義清楚，容易理解 。 保證信息模型方便地轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)，同時(shí)便于用戶理解。 (5) IDEF0 模型結(jié)構(gòu)清楚，便于理解和溝通。 DFD 與 IDEF0 的比較 DFD 與 IDEF0 共同點(diǎn)：都是結(jié)構(gòu)化分析思想，強(qiáng)調(diào)自頂而下逐步求精的方法對(duì)現(xiàn)實(shí)世界建模，先抓住主要的問(wèn)題，形成較高層次的抽象，再由粗到細(xì)、由表及里地逐步細(xì)化，將一個(gè)大問(wèn)題分解成幾個(gè)小問(wèn)題，對(duì)這小問(wèn)題再進(jìn)行分析求解 。 建模過(guò)程及步驟 IDEF0 建模過(guò)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(wèn)題域 。 建模規(guī)則 (1) 矩形框：用動(dòng)詞為矩形內(nèi)活動(dòng)命名，每個(gè)矩形要至少有一個(gè)控制箭頭和輸出箭頭，可以沒(méi)有輸入，但不可以同時(shí)沒(méi)有輸入和控制。 (5) 數(shù)據(jù)元素詞條描述。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：表示用數(shù)據(jù)庫(kù)形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，對(duì)其存取分別以指向或離開數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的箭頭表示 。其他需求 。 描述需求： (1) 需求描述的目標(biāo)：對(duì)軟件項(xiàng)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(jié)構(gòu)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(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。 (2) 在分布 式數(shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)一個(gè)基本表中某些頻繁被訪問(wèn)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(kù)事務(wù)詳細(xì)設(shè)計(jì)：根據(jù)事務(wù)流程，利用 SQL 語(yǔ)句、數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)接口，采用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言或 DBMS 提供的事務(wù)實(shí)現(xiàn)機(jī)制，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)。 數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)概要設(shè)計(jì) 。 (5) 對(duì)系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行方案選型和初步設(shè)計(jì)。 (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(chǔ)需求分析：是指估計(jì) DBAS 系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，包括： (1)初始數(shù)據(jù)庫(kù)大小 。 (2) 系統(tǒng)吞吐量：指系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)所完成的事務(wù)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(duì)數(shù)據(jù)組織與存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)角度，辨識(shí)應(yīng)用領(lǐng)域所管理的各類數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與數(shù)據(jù)處理需求分析結(jié)果一起，組成數(shù)據(jù)字典 。 (4) 制定合理的 DBAS 項(xiàng)目計(jì)劃 項(xiàng)目規(guī)劃的結(jié)果應(yīng)形成數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目計(jì)劃文檔，即項(xiàng)目計(jì)劃書。 B、 軟件可行性研究包括：對(duì)可用的 DBMS 和操作系統(tǒng)的選型評(píng)估，對(duì)中間件和開發(fā)環(huán)境的選型建議，對(duì) DBAS 開發(fā)模式和編程語(yǔ)言的建議 。 (3) 確定系統(tǒng)范圍和邊界 。 DBAS 設(shè)計(jì)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(chǔ)等需求選擇和配置合適的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)，并與開發(fā)好的 DBAS 軟件系統(tǒng)進(jìn)行集成，組成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng) 。它將系統(tǒng)化、規(guī)范化、定量化方法應(yīng)用于軟件的開發(fā)、操作和維護(hù)，也就是將工程化應(yīng)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(kù)管理員 DBA。 (2) 分布式：數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但在物理上卻可以分布在網(wǎng)絡(luò)中不同數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)上 。 (3) 當(dāng)模式發(fā)生變化時(shí)，只需調(diào)整外模式 /模式間 的映象關(guān)系，而外模式無(wú)需修改，保證了數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的邏輯獨(dú)立性，稱為數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)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(kù)設(shè)計(jì)原則，是指專注于數(shù)據(jù)對(duì)象的某方面特征，而忽略其他特征。它限定了數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以便維護(hù)數(shù)據(jù)的正確性、有效性。 數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足： (1)能夠比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界 。 (狹義的 )數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng) (DBAS， DataBase Application System)— 是由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序組成的軟件系統(tǒng)，它面向具體應(yīng)用領(lǐng)域，提供了更為復(fù)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(guò)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。 信息 (Information)是客觀世界事物的存在方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反映，是對(duì)事物之間相互聯(lián)系、相互作用的描述。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科劃分為四個(gè)專業(yè)方向：計(jì)算機(jī)科學(xué) (CS)。不同的物理符號(hào)體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的不同表現(xiàn)形式。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) (DBS， DataBase System)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)后的軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成， DBS 一般分成三個(gè)層次： (1)計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái) 。 (2) 數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系很密切，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)不僅用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的鏈表、樹、圖等知識(shí)，各種數(shù)據(jù)模型本身就屬于復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 數(shù)據(jù)模型的組成： (1) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：用于描述系統(tǒng)的靜態(tài)特征，從語(yǔ)法角度表述了客觀世界中數(shù)據(jù)對(duì)象本身的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，是刻畫一個(gè)數(shù)據(jù)模型性質(zhì)最重要的方面。(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(chǔ)于計(jì)算機(jī)中。 三級(jí)模式結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫(kù)三