【正文】 庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學琴 李瑞 張文其 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題集 算法分析 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機指導 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) 任學琴 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題集 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學琴 算法分析 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 任學琴 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上機指導 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 李瑞 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題集 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)上機指導 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 張文其 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)習題集 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)上機指導 從這個關系中可以看出兩點 : (1) 該關系的數(shù)據(jù)冗余很大。 (2) 該關系的屬性間有一種有別于函數(shù)依賴的依賴關系存在。 2022/2/9 103 范式理論 1NF：任一屬性不能同時具有多個值（ 關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識符。 3NF：屬性間不存在傳遞依賴。 BCNF：每一個決定因素都包含碼。 2022/2/9 104 例 2 ： R(學號，姓名，課程編號，課程名稱，學分，成績 ) 唯一標識符 (Key)： (學號，課程編號 ) 不符合 2NF 依賴關系： 學號 → 姓名，課程編號 → 課程名稱， 課程編號 → 學分 ， (學號，課程編號 ) → 成績 2022/2/9 105 例 3 ： S(學號，姓名，性別，學院，院長 )。 唯一標識符 (Key)： 學號 不符合 3NF 依賴關系： 學號 → 姓名，學號 → 性別，學號 → 學院， 學院 → 院長 2022/2/9 106 問題的解決辦法： 拆分關系（表） 2022/2/9 107 關于例 2 R(學號 ，姓名， 課程編號 ，課程名稱，學分，成績 ) R1 (學號 ， 姓名 ) R2(課程編號 ， 課程名稱，學分 ) R3(學號 ， 課程編號 ， 成績 ) 學號 → 姓名，課程編號 → 課程名稱，課程編號 → 學分 , (學號，課程編號 ) → 成績 2022/2/9 108 關于例 3 S(學號 ，姓名，性別，學院，院長 ) S1(學號 ，姓名，性別，學院 ) S2(學院 ，院長 ) 學號 → 姓名，學號 → 性別，學號 → 學院，學院 → 院長 2022/2/9 109 例 4：某部隊擬建立干部檔案，數(shù)據(jù)項有： 編號，姓名，現(xiàn)軍銜，現(xiàn)任職務，入伍日期，最高學歷，低級軍銜及獲得日期，曾擔任職務及任命日期，所取得各學歷及取得日期。 2022/2/9 110 函數(shù)依賴關系： 編號 → 姓名，編號 → 現(xiàn)軍銜，編號 → 現(xiàn)任職務，編號 → 入伍日期，編號 → 最高學歷 (編號 ,低級軍銜 )→ 獲得日期 (編號 ,曾擔任職務 )→ 任命日期 (編號 ,各學歷 )→ 取得日期 2022/2/9 111 表 1（ 編號 ， 姓名 ， 現(xiàn)軍銜 ， 現(xiàn)任職務 ， 入伍日期 ，最高學歷 ） 表 2（ 編號 ， 低級軍銜 ， 獲得日期 ） 表 3（ 編號 ， 曾擔任職務 ， 任命日期 ） 表 4（ 編號 ， 學歷 ，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)造合適的關系模式。 2022/2/9 113 范式之間的關系 定 理： 關系模式 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 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，進而有 S?X成立； 這與 R?3NF矛盾， 所以 R?2NF。 2022/2/9 114 定 理： 關系模式 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 ?實例 表（職工，級別，工資）可以有兩種分解途徑， 分解一：（職工，工資），（工資，級別） 姓名 級別 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 級別 工資 4 500 5 600 6 700 7 600 丟失函 數(shù)依賴 分解二：（職工，級別），（工資，級別） 不同行業(yè)機構(gòu)的不同工資級別會有相同工資數(shù)額。按分解一，有可能導致同一職工對應不同的工資級別，從而丟失了有關職工工資級別的信息（ 丟失了函數(shù)依賴：職工 ?級別 ） 。 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 判定一個分解是否為依賴保持分解的算法比較復雜。請看參考文獻。 2022/2/9 119 設計目標： 無損連接、保持依賴、 xNF 無損連接是分解的一個必要條件。 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，有時需要對表進行水平分解。 2022/2/9 120 小結(jié) 規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)庫設計提供了理論和方法。但是，客觀世界是復雜的，在構(gòu)造模式時尚需考慮到其他的多種因素。在實際應用中，必須結(jié)合應用環(huán)境和現(xiàn)實世界的具體情況，合理地選擇數(shù)據(jù)庫模式。 2022/2/9 121 第 6章 數(shù)據(jù)庫設計 ? 物理設計 ? 數(shù)據(jù)庫實施 ? 數(shù)據(jù)庫運行和維護 2022/2/9 122 物理設計就是為給定的邏輯模型選取一個適合應用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，物理設計包括設計物理結(jié)構(gòu)和評價物理結(jié)構(gòu)兩步。 ?設計物理結(jié)構(gòu) 設計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 ,特別是存儲設備的特征。另一方面也要了解應用環(huán)境的具體要求，如各種應用的數(shù)據(jù)量、處理頻率和響應時間等。 2022/2/9 123 物理設計的內(nèi)容 存儲記錄結(jié)構(gòu)的設計 存儲記錄結(jié)構(gòu)包括記錄的組成、數(shù)據(jù)項的類型和長度，以及邏輯記錄到存儲記錄的映射。 訪問方法的設計 訪問方法是為存儲在物理設備（通常指輔存）上的數(shù)據(jù)提供存儲和檢索能力的方法。一個訪問方法包括存儲結(jié)構(gòu)和檢索機構(gòu)兩個部分。存儲結(jié)構(gòu)限定了可能訪問的路徑和存儲記錄；檢索機構(gòu)定義了每個應用的訪問路徑，但不涉及存儲結(jié)構(gòu)的設計和設備分配。 2022/2/9 124 數(shù)據(jù)存放位臵的設計 為了提高系統(tǒng)性能，應該根據(jù)應用情況將數(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)配臵的設計 DBMS產(chǎn)品一般都提供了一些系統(tǒng)配臵變量、存儲分配參數(shù)，供設計人員和 DBA對數(shù)據(jù)庫進行物理優(yōu)化。系統(tǒng)為這些變量設定了初始值，但是這些值不一定適合每一種應用環(huán)境，在物理設計階段，要根據(jù)實際情況重新對這些變量賦值，以滿足新的要求。 2022/2/9 125 物理設計的方法 聚簇（ Cluster） 聚簇就是為了提高查詢速度，把在一個（或一組）屬性上具有相同值的元組集中地存放在一個物理塊中。如果存放不下，可以存放在相鄰的物理塊中。其中，這個（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，在存取方法設計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 ? 評價物理結(jié)構(gòu) 評價物理數(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空間、存取時間和維護代價入手，對估算結(jié)果進行權(quán)衡、比較，選擇出一個較優(yōu)的合理的物理結(jié)構(gòu)。如果評價結(jié)果滿足設計要求，則可進行數(shù)據(jù)庫實施。如果該結(jié)構(gòu)不符合用戶需求，則需要修改設計。實際應用中，往往需要經(jīng)過反復測試才能優(yōu)化物理設計。 2022/2/9 128 第 6章 數(shù)據(jù)庫設計 ? 物理設計 ? 數(shù)據(jù)庫實施 ? 數(shù)據(jù)庫運行和維護 2022/2/9 129 數(shù)據(jù)庫實施階段主要完成以下工作： ? 建立實際數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)； ? 裝入數(shù)據(jù)； ? 應用程序編碼與調(diào)試； ? 數(shù)據(jù)庫試運行（功能測試、性能測試）； ? 整理文檔。 2022/2/9 130 第 6章 數(shù)據(jù)庫設計 ? 物理設計 ? 數(shù)據(jù)庫實施 ? 數(shù)據(jù)庫運行和維護 2022/2/9 131 數(shù)據(jù)庫運行和維護階段的主要任務包括以下三項內(nèi)容： ? 維護數(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 !