【文章內(nèi)容簡介】 一方的主碼作為 “ 多 ” 的一方的外來碼。若聯(lián)系本身具有屬性，則也應(yīng)作為“ 多 ” 的一方關(guān)系模式中的屬性。 (4) 對 n:m的多元聯(lián)系，要單獨建立關(guān)系模式。關(guān)系模式中的屬性要包括聯(lián)系的屬性，還要包括這個聯(lián)系的各個實體的主碼作為外來碼。 (5) 具有相同碼或只有單一屬性的模式可合并或消去。 39 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 例： 供應(yīng)商 負(fù)責(zé) 部門 領(lǐng)導(dǎo) 屬于 職工 參加 產(chǎn)品 供應(yīng) 供應(yīng)量 零件 天數(shù) 1 1 1 n n 1 m 1 m n p 40 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 關(guān)系模式： ? 部門（ 部門號 ,部門名 ,經(jīng)理職工號 ,… ） ? 職工（ 職工號 ,職工名 ,性別 ,… ,部門號 ） ? 產(chǎn)品（ 產(chǎn)品號 ,產(chǎn)品名 ,規(guī)格 ,… ,組長職工號 ） ? 供應(yīng)商（ 供應(yīng)商號 ,名稱 ,電話 ,地址 ,… ） ? 零件（ 零件號 ,零件名 ,規(guī)格 ,型號 ,… ） ? 職工工作（ 職工號 ,產(chǎn)品號 ,工作天數(shù) ,… ） ? 供應(yīng)（ 產(chǎn)品號 ,零件號 ,供應(yīng)商號 ,供應(yīng)量 ,… ） 41 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的結(jié)果不唯一，要提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的性能，就應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需要修改和調(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，即做優(yōu)化工作，而規(guī)范化理論是 DB邏輯設(shè)計的指南和工具。具體方法如下： (1) 確定數(shù)據(jù)依賴。根據(jù)需求階段得到的語義，分別寫出每個關(guān)系模式內(nèi)部各屬性間的數(shù)據(jù)依賴及不同關(guān)系模式屬性間的數(shù)據(jù)依賴。 (如： ?) 42 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 (2) 對各關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余聯(lián)系。 (3) 按照數(shù)據(jù)依賴?yán)碚搶﹃P(guān)系模式逐一分析，確定各關(guān)系模式的范式級別。 (4) 按需求分析階段得到的處理要求，分析對于這樣的應(yīng)用環(huán)境，這些模式是否合適，確定是否要對它們進(jìn)行合并或分解。 (5) 對關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲空間的利用率。 43 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 常用的分解方法： ? 水平分解 分解規(guī)則： ? 根據(jù) “ 80/20原則 ” ，一個大型關(guān)系中，經(jīng)常被使用的數(shù)據(jù)只是很有限的一部分，把經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)分解出來，形成一個子關(guān)系。 ? 若關(guān)系 R上具有 n個事務(wù)，且多數(shù)事務(wù)存取的數(shù)據(jù)不相交，則 R可分解為少于或等于 n個子關(guān)系，使每個事務(wù)存取的數(shù)據(jù)形成一個關(guān)系。 44 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 ? 垂直分解： 基本原則： 把經(jīng)常在一起使用的屬性從 R中分解出來形成一個獨立的關(guān)系模式 ，可提高某些事務(wù)的效率，但也可能使另一些事務(wù)不得不執(zhí)行連接操作而降低效率，因此是否進(jìn)行垂直分解取決于分解后 R上的所有事務(wù)的總效率是否得到提高。 垂直分解要確保無損連接性和函數(shù)依賴保持性。 45 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 經(jīng)過前面一系列工作，生成了整個應(yīng)用系統(tǒng)的的模式，還應(yīng)根據(jù)局部用戶要求結(jié)合具體 DBMS的特點，設(shè)計用戶外模式。 設(shè)計 DB模式主要從系統(tǒng)的時間效率、空間效率、易維護(hù)等角度出發(fā) ，由于外模式與模式是獨立的，因此 設(shè)計外模式時更需注意考慮用戶的習(xí)慣與方法 。包括： ? 使用更符合用戶習(xí)慣的別名 在合并 ER圖時，曾做消除命名沖突工作，使其具有唯一名字，這是必要的。但對某些局部應(yīng)用，由于改用了不符合用戶習(xí)慣的屬性名，使他們感到不便，則在設(shè)計子模式時可重新定義。 46 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計用戶子模式 ? 針對不同級別的用戶定義不同的外模式，以滿足系統(tǒng)對安全性的要求 例： 產(chǎn)品 （產(chǎn)品號 ,產(chǎn)品名 ,規(guī)格 ,單價 ,生產(chǎn)車間 ,生產(chǎn)負(fù)責(zé)人 ,產(chǎn)品成本 ,產(chǎn)品合格率 ,質(zhì)量等級） 可分解為 : 產(chǎn)品 1（產(chǎn)品號 ,產(chǎn)品名 ,規(guī)格 ,單價 ,質(zhì)量等級） 產(chǎn)品 2（產(chǎn)品號 ,產(chǎn)品名 ,規(guī)格 ,單價 ,車間 ,負(fù)責(zé)人 ) ? 簡化用戶對系統(tǒng)的使用 若某些局部應(yīng)用經(jīng)常要使用某些很復(fù)雜的查詢，為方便用戶，可將這些復(fù)雜查詢定義為視圖，用戶每次都只是對定義好的視圖查詢，使用戶感到簡單、直觀、易于理解。 對一般用戶 對銷售部門 47 第五章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 數(shù)據(jù)庫實施 數(shù)據(jù)庫運行與維護(hù) 48 數(shù)據(jù)庫物理設(shè) 計 DB在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為 DB的物理結(jié)構(gòu)，它依賴于給定的計算機(jī)系統(tǒng)。為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過程，就是 DB的物理設(shè)計。一般分為確定 DB物理結(jié)構(gòu)和評價物理結(jié)構(gòu)兩步。 49 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 在設(shè)計前必須首先做到： ? 充分了解所用 DBMS的內(nèi)部特征 （特別是存儲結(jié)構(gòu)與存取方法） ? 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)時間） ? 充分了解外存設(shè)備的特性 對關(guān)系 DB物理設(shè)計的內(nèi)容主要包括： ? 為關(guān)系模式選擇存取方法 ? 設(shè)計關(guān)系、索引等 DB文件的物理存儲結(jié)構(gòu)。 50 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 DBS是多用戶共享系統(tǒng)，對同一個關(guān)系要建立多條存取路徑才能滿足多用戶的多種應(yīng)用要求。因此確定選擇存取方法是物理設(shè)計任務(wù)之一。 存取方法是快速存取 DB中數(shù)據(jù)的技術(shù)。 DBMS提供了多種方法。 常用的： ? 索引方法 ? 聚簇方法 ? HASH方法（散列存取方法） 51 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 關(guān)系模式存取方法選擇 (1)索引存取方法的選擇 根據(jù)應(yīng)用要求確定對關(guān)系的哪些屬性列建立索引，或建立組合索引。哪些索引要設(shè)計成唯一索引等。一般來說：若一個（或一組）屬性 ?經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn) ?經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù) ?經(jīng)常在連接操作的連接條件中出現(xiàn) 則考慮在這個（或這組）屬性上建立索引。但也并不是索引越多越好。系統(tǒng)要為維護(hù)索引付出代價，查找索引也要付出代價。假如一個關(guān)系的更新頻率很高，則不能建立太多索引。 52 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 關(guān)系模式存取方法選擇 (2)聚簇存取方法的選擇 為提高某個屬性的查詢速度，把這個屬性上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊稱為 聚簇 。（將邏輯上經(jīng)常一起查詢的屬性在物理存儲上進(jìn)行調(diào)整） 聚簇功能可大大提高按聚簇碼進(jìn)行查詢的效率。 例： 為 S建立索引文件，主要查詢金融系的所有學(xué)生（設(shè)有 58名）。 53 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 關(guān)系模式存取方法選擇 極端情況： 58名學(xué)生對應(yīng)的元組放在 58個不同的物理塊上。由于每訪問一個物理塊要執(zhí)行一次 I/O操作，即使不考慮訪問索引文件的 I/O次數(shù)，也要執(zhí)行 58次 I/O操作。 ? 若將金融系的學(xué)生元組集中存放，則每讀一個物理塊可得到多個滿足條件的元組，從而 減少了訪問磁盤的次數(shù)。 ? 另外聚簇后，聚簇碼相同的元組集中放在一起，因此聚簇碼只要在一個元組中存放一次，而不必每個元組重復(fù)存放。因而 節(jié)省了一些存儲空間。 54 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 關(guān)系模式存取方法選擇 聚簇功能不僅適應(yīng)于單表，也適用于多表 例： 經(jīng)常按系別查詢學(xué)生成績，就要涉及 S與 SC的連接操作。而利用聚簇，可把相同學(xué)號的學(xué)生元組和選課元組物理上聚簇在一起。 一個 DB可建立多個聚簇，一個關(guān)系只能加入一個聚簇。 注： 建立聚簇的開銷非常大，且聚簇只能提高某些特定應(yīng)用的性能。一般應(yīng)考慮下列條件： 55 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 關(guān)系模式存取方法選擇 ? 經(jīng)常在一起進(jìn)行連接操作的關(guān)系可建立聚簇。 ? 對應(yīng)每個聚簇碼值的平均元組數(shù)即不太少，也不太多。 ? 聚簇