【正文】 庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學(xué)琴 李瑞 張文其 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習(xí)題集 算法分析 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機(jī)指導(dǎo) 2022/2/9 102 CNAME TEACH BOOK 數(shù)據(jù)庫原理 李勇 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫原理 李勇 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫原理 張明 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫原理 張明 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫原理 王陽 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫原理 王陽 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學(xué)琴 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習(xí)題集 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學(xué)琴 算法分析 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學(xué)琴 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機(jī)指導(dǎo) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 李瑞 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習(xí)題集 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 李瑞 算法分析 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 李瑞 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機(jī)指導(dǎo) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 張文其 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習(xí)題集 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 張文其 算法分析 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 張文其 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機(jī)指導(dǎo) 從這個(gè)關(guān)系中可以看出兩點(diǎn) : (1) 該關(guān)系的數(shù)據(jù)冗余很大。 (2) 該關(guān)系的屬性間有一種有別于函數(shù)依賴的依賴關(guān)系存在。 2022/2/9 103 范式理論 1NF：任一屬性不能同時(shí)具有多個(gè)值（ 關(guān)系中每一分量不可再分。即不能以集合、序列等作為屬性值 ）。 2NF：屬性必須完全依賴唯一標(biāo)識(shí)符。 3NF：屬性間不存在傳遞依賴。 BCNF：每一個(gè)決定因素都包含碼。 2022/2/9 104 例 2 ： R(學(xué)號(hào)，姓名，課程編號(hào)，課程名稱，學(xué)分，成績 ) 唯一標(biāo)識(shí)符 (Key)： (學(xué)號(hào)，課程編號(hào) ) 不符合 2NF 依賴關(guān)系： 學(xué)號(hào) → 姓名，課程編號(hào) → 課程名稱， 課程編號(hào) → 學(xué)分 ， (學(xué)號(hào)，課程編號(hào) ) → 成績 2022/2/9 105 例 3 ： S(學(xué)號(hào)，姓名，性別，學(xué)院，院長 )。 唯一標(biāo)識(shí)符 (Key)： 學(xué)號(hào) 不符合 3NF 依賴關(guān)系： 學(xué)號(hào) → 姓名，學(xué)號(hào) → 性別，學(xué)號(hào) → 學(xué)院， 學(xué)院 → 院長 2022/2/9 106 問題的解決辦法： 拆分關(guān)系（表） 2022/2/9 107 關(guān)于例 2 R(學(xué)號(hào) ，姓名， 課程編號(hào) ，課程名稱，學(xué)分，成績 ) R1 (學(xué)號(hào) ， 姓名 ) R2(課程編號(hào) ， 課程名稱，學(xué)分 ) R3(學(xué)號(hào) ， 課程編號(hào) ， 成績 ) 學(xué)號(hào) → 姓名，課程編號(hào) → 課程名稱，課程編號(hào) → 學(xué)分 , (學(xué)號(hào)，課程編號(hào) ) → 成績 2022/2/9 108 關(guān)于例 3 S(學(xué)號(hào) ，姓名，性別，學(xué)院，院長 ) S1(學(xué)號(hào) ，姓名，性別，學(xué)院 ) S2(學(xué)院 ，院長 ) 學(xué)號(hào) → 姓名，學(xué)號(hào) → 性別，學(xué)號(hào) → 學(xué)院，學(xué)院 → 院長 2022/2/9 109 例 4：某部隊(duì)擬建立干部檔案，數(shù)據(jù)項(xiàng)有： 編號(hào)，姓名，現(xiàn)軍銜，現(xiàn)任職務(wù)，入伍日期，最高學(xué)歷，低級(jí)軍銜及獲得日期，曾擔(dān)任職務(wù)及任命日期，所取得各學(xué)歷及取得日期。 2022/2/9 110 函數(shù)依賴關(guān)系： 編號(hào) → 姓名，編號(hào) → 現(xiàn)軍銜，編號(hào) → 現(xiàn)任職務(wù)，編號(hào) → 入伍日期，編號(hào) → 最高學(xué)歷 (編號(hào) ,低級(jí)軍銜 )→ 獲得日期 (編號(hào) ,曾擔(dān)任職務(wù) )→ 任命日期 (編號(hào) ,各學(xué)歷 )→ 取得日期 2022/2/9 111 表 1（ 編號(hào) ， 姓名 ， 現(xiàn)軍銜 ， 現(xiàn)任職務(wù) ， 入伍日期 ，最高學(xué)歷 ） 表 2（ 編號(hào) ， 低級(jí)軍銜 ， 獲得日期 ） 表 3（ 編號(hào) ， 曾擔(dān)任職務(wù) ， 任命日期 ） 表 4（ 編號(hào) ， 學(xué)歷 ，取得日期）。 2022/2/9 112 規(guī)范化步驟 → 2NF →3NF →BCNF →4NF 規(guī)范化的目的就是構(gòu)造合適的關(guān)系模式。 2022/2/9 113 范式之間的關(guān)系 定 理： 關(guān)系模式 R若滿足 3NF，則必定滿足 2NF。 反證：若 R?3NF， 但 R?2NF，則按 2NF定義，一定有非主屬性部分依賴于碼； 設(shè) X為 R的碼，則存在 X的真子集 S，以及非主屬性 Z（ 其中 S 不包含于 Z ）， 使得 S ?Z 成立； 于是在 R中存在碼 X，屬性組 S，以及非主屬性 Z，使得 X?S， S?Z 成立，進(jìn)而有 S?X成立； 這與 R?3NF矛盾， 所以 R?2NF。 2022/2/9 114 定 理： 關(guān)系模式 R若滿足 BCNF，則必定滿足 3NF。 證明略，請大家看參考書。 2022/2/9 115 模式分解中的問題 ?實(shí)例 表（職工，級(jí)別，工資）可以有兩種分解途徑， 分解一：（職工，工資），（工資，級(jí)別） 姓名 級(jí)別 工資 趙 4 500 錢 5 600 孫 6 700 李 7 600 姓名 工資 趙 500 錢 600 孫 700 李 600 級(jí)別 工資 4 500 5 600 6 700 7 600 丟失函 數(shù)依賴 分解二：（職工，級(jí)別），（工資，級(jí)別） 不同行業(yè)機(jī)構(gòu)的不同工資級(jí)別會(huì)有相同工資數(shù)額。按分解一，有可能導(dǎo)致同一職工對應(yīng)不同的工資級(jí)別，從而丟失了有關(guān)職工工資級(jí)別的信息（ 丟失了函數(shù)依賴：職工 ?級(jí)別 ） 。 2022/2/9 116 R(A, B, C) A B C 1 1 2 2 2 1 A B 1 1 2 2 B C 1 2 2 1 A B C 1 1 2 2 2 1 ∏AB(R) ∏BC(R) ∏AB(R) ∏BC(R) R(A, B, C) A B C 1 1 1 2 1 2 A B 1 1 2 1 B C 1 1 1 2 A B C 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 1 2 ∏AB(R) ∏BC(R) ∏AB(R) ∏BC(R) 有損分解 無損分解 2022/2/9 117 將 R分解為 R1和 R2的分解是無損連接分解的條件是， R1∩R2 → R1 ，或 R1∩R2 → R2 。 如果有 R上的函數(shù)依賴 X → Y 成立，且 X ∩ Y是空集，則分解 R – Y和 X Y是無損連接分解。 2022/2/9 118 判定一個(gè)分解是否為依賴保持分解的算法比較復(fù)雜。請看參考文獻(xiàn)。 2022/2/9 119 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 無損連接、保持依賴、 xNF 無損連接是分解的一個(gè)必要條件。 BCNF不一定能保持依賴，但 3NF可以保證分解是保持依賴的。 因此，在工程中一般分解到 3NF。 此外，有時(shí)需要對表進(jìn)行水平分解。 2022/2/9 120 小結(jié) 規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)提供了理論和方法。但是，客觀世界是復(fù)雜的，在構(gòu)造模式時(shí)尚需考慮到其他的多種因素。在實(shí)際應(yīng)用中，必須結(jié)合應(yīng)用環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界的具體情況，合理地選擇數(shù)據(jù)庫模式。 2022/2/9 121 第 6章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) ? 物理設(shè)計(jì) ? 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 ? 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù) 2022/2/9 122 物理設(shè)計(jì)就是為給定的邏輯模型選取一個(gè)適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，物理設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)和評價(jià)物理結(jié)構(gòu)兩步。 ?設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)人員必須深入了解給定的 DBMS的功能， DBMS提供的環(huán)境和工具、硬件環(huán)境 ,特別是存儲(chǔ)設(shè)備的特征。另一方面也要了解應(yīng)用環(huán)境的具體要求，如各種應(yīng)用的數(shù)據(jù)量、處理頻率和響應(yīng)時(shí)間等。 2022/2/9 123 物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容 存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 存儲(chǔ)記錄結(jié)構(gòu)包括記錄的組成、數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型和長度，以及邏輯記錄到存儲(chǔ)記錄的映射。 訪問方法的設(shè)計(jì) 訪問方法是為存儲(chǔ)在物理設(shè)備（通常指輔存）上的數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)和檢索能力的方法。一個(gè)訪問方法包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和檢索機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)限定了可能訪問的路徑和存儲(chǔ)記錄；檢索機(jī)構(gòu)定義了每個(gè)應(yīng)用的訪問路徑，但不涉及存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和設(shè)備分配。 2022/2/9 124 數(shù)據(jù)存放位臵的設(shè)計(jì) 為了提高系統(tǒng)性能，應(yīng)該根據(jù)應(yīng)用情況將數(shù)據(jù)的易變部分、穩(wěn)定部分、經(jīng)常存取部分和存取頻率較低部分分開存放。 系統(tǒng)配臵的設(shè)計(jì) DBMS產(chǎn)品一般都提供了一些系統(tǒng)配臵變量、存儲(chǔ)分配參數(shù)，供設(shè)計(jì)人員和 DBA對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物理優(yōu)化。系統(tǒng)為這些變量設(shè)定了初始值，但是這些值不一定適合每一種應(yīng)用環(huán)境，在物理設(shè)計(jì)階段，要根據(jù)實(shí)際情況重新對這些變量賦值，以滿足新的要求。 2022/2/9 125 物理設(shè)計(jì)的方法 聚簇（ Cluster） 聚簇就是為了提高查詢速度，把在一個(gè)（或一組）屬性上具有相同值的元組集中地存放在一個(gè)物理塊中。如果存放不下，可以存放在相鄰的物理塊中。其中，這個(gè)（或這組）屬性稱為聚簇碼。 2022/2/9 126 索引 (Index) 索引是數(shù)據(jù)庫中一種非常重要的數(shù)據(jù)存取路徑，在存取方法設(shè)計(jì)中要確定建立何種索引，以及在哪些表和屬性上建立索引。通常情況下，對數(shù)據(jù)量很大，又需要做頻繁查詢的表建立索引，并且選擇將索引建立在經(jīng)常用做查詢條件的屬性或?qū)傩越M，以及經(jīng)常用做連接屬性的屬性或?qū)傩越M上。 2022/2/9 127 ? 評價(jià)物理結(jié)構(gòu) 評價(jià)物理數(shù)據(jù)庫的方法完全依賴于所選用的 DBMS，主要是從定量估算各種方案的存儲(chǔ)空間、存取時(shí)間和維護(hù)代價(jià)入手，對估算結(jié)果進(jìn)行權(quán)衡、比較，選擇出一個(gè)較優(yōu)的合理的物理結(jié)構(gòu)。如果評價(jià)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，則可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫實(shí)施。如果該結(jié)構(gòu)不符合用戶需求，則需要修改設(shè)計(jì)。實(shí)際應(yīng)用中，往往需要經(jīng)過反復(fù)測試才能優(yōu)化物理設(shè)計(jì)。 2022/2/9 128 第 6章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) ? 物理設(shè)計(jì) ? 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 ? 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù) 2022/2/9 129 數(shù)據(jù)庫實(shí)施階段主要完成以下工作： ? 建立實(shí)際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)； ? 裝入數(shù)據(jù)； ? 應(yīng)用程序編碼與調(diào)試； ? 數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行（功能測試、性能測試）； ? 整理文檔。 2022/2/9 130 第 6章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) ? 物理設(shè)計(jì) ? 數(shù)據(jù)庫實(shí)施 ? 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù) 2022/2/9 131 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)階段的主要任務(wù)包括以下三項(xiàng)內(nèi)容： ? 維護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全性與完整性； ? 監(jiān)測并改善數(shù)據(jù)庫性能； ? 重新組織和構(gòu)造數(shù)據(jù)庫。 2022/2/9 132 謝謝 !