【正文】 ?選擇 HASH存取方法的規(guī)則 。 ? 在一個基本表上最多只能建立一個聚簇索引 ? 聚簇索引的用途：對于某些類型的查詢，可以提高查詢效率 ? 聚簇索引的適用范圍 ? 很少對基表進行增刪操作 ? 很少對其中的變長列進行修改操作 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 三、 HASH存取方法的選擇 ?什么是 HASH存取方法 HASH方法是用 HASH函數(shù)存儲和存取關系記錄的方法。 也即聚簇索引的索引項順序與表中元組的物理順序一致 。 ? 當一個元組的聚簇碼改變時，該元組的存儲位置也要做相應移動。 2. 檢查候選聚簇中的關系，取消其中不必要的關系 1) 從獨立聚簇中刪除經(jīng)常進行全表掃描的關系； 2) 從獨立 /組合聚簇中刪除更新操作遠多于查詢操作的關系； 3) 從獨立 /組合聚簇中刪除重復出現(xiàn)的關系 當一個關系同時加入多個聚簇時，必須從這多個聚簇方案 (包括不建立聚簇 )中選擇一個較優(yōu)的，即在這個聚簇上運行各種事務的總代價最小。即對應每個聚簇碼值的平均元組數(shù)不太少。 2. 當通過聚簇碼進行訪問或連接是該關系的主要應用，與聚簇碼無關的其他訪問很少或者是次要的時，可以使用聚簇。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 ? 聚簇的適用范圍 1. 既適用于單個關系獨立聚簇，也適用于多個關系組合聚簇 例：假設用戶經(jīng)常要按系別查詢學生成績單，這一查詢涉及學生關系和選修關系的連接操作，即需要按學號連接這兩個關系，為提高連接操作的效率，可以把具有相同學號值的學生元組和選修元組在物理上聚簇在一起。 ? 如果將同一系的學生元組集中存放，則每讀一個物理塊可得到多個滿足查詢條件的元組，從而顯著地減少了訪問磁盤的次數(shù)。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 一、索引存取方法的選擇 ? 選擇索引存取方法的主要內容 根據(jù)應用要求確定 ? 對哪些屬性列建立索引 ? 對哪些屬性列建立組合索引 ? 對哪些索引要設計為唯一索引 ? 選擇索引存取方法的一般規(guī)則 ? 如果一個 (或一組 )屬性經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(或這組 )屬性上建立索引 (或組合索引 ) ? 如果一個屬性經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù)，則考慮在這個屬性上建立索引 ? 如果一個 (或一組 )屬性經(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 關系上定義的索引數(shù)過多會帶來較多的額外開銷 ? 維護索引的開銷 ? 查找索引的開銷 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 二、聚簇存取方法的選擇 ? 什么是聚簇 ? 為了提高某個屬性（或屬性組）的查詢速度，把這個或這些屬性（稱為聚簇碼）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 ? 許多關系型 DBMS都提供了聚簇功能 ? 聚簇的用途 1. 大大提高按聚簇屬性進行查詢的效率 例：假設學生關系按所在系建有索引，現(xiàn)在要查詢信息系的所有學生名單。 ? DBMS常用存取方法 ? 索引方法，目前主要是 B+樹索引方法 ? 聚簇（ Cluster）方法 ? HASH方法 HASH方法是用 HASH函數(shù)存儲和存取關系記錄的方法 。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫物理設計 確定數(shù)據(jù)庫的物理結構 評價數(shù)據(jù)庫的物理結構 邏輯結 構設計 數(shù)據(jù)庫 實施 物理 模型 邏輯 模型 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內容和方法 一、設計數(shù)據(jù)庫物理結構的準備工作 1. 充分了解應用環(huán)境，詳細分析要運行的事務，以獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫設計所需參數(shù) 2. 充分了解所用 RDBMS的內部特征，特別是系統(tǒng)提供的存取方法和存儲結構 二、選擇物理數(shù)據(jù)庫設計所需參數(shù) ? 數(shù)據(jù)庫查詢事務 ? 查詢的關系 ? 查詢條件所涉及的屬性 ? 連接條件所涉及的屬性 ? 查詢的投影屬性 ? 數(shù)據(jù)更新事務 ? 被更新的關系 ? 每個關系上的更新操作條件所涉及的屬性 ? 修改操作要改變的屬性值 ? 每個事務在各關系上運行的頻率和性能要求 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 三、關系數(shù)據(jù)庫物理設計的內容 1. 為關系模式選擇 存取方法 (建立存取路徑 ) 2. 設計關系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的 物理存儲結構 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 關系模式存取方法選擇 ? 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是多用戶共享的系統(tǒng)，對同一個關系要建立多條存取路徑才能滿足多用戶的多種應用要求。 為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設計。 ⒌ 對關系模式進行必要的分解或合并 設計用戶子模式 1. 使用更符合用戶習慣的別名 2. 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。 ⒊ 確定各關系模式分別屬于第幾范式。 ⒎ 具有 相同碼 的關系模式可合并。 ⒌三個或三個以上實體間的一個 多元聯(lián)系 轉換為一個關系模式。 ⒊ 一個 1:n聯(lián)系 可以轉換為一個獨立的關系模式，也可以與 n端對應的關系模式合并。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 邏輯結構設計小結 ? ER圖向關系模型的轉換原則 ⒈ 一個 實體型 轉換為一個關系模式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 邏輯結構設計小結 ? 任務－將概念結構轉化為具體的數(shù)據(jù)模型 ? 邏輯結構設計的步驟 ? 將概念結構轉化為一般的關系、網(wǎng)狀、層次模型； ? 將轉化來的關系、網(wǎng)狀、層次模型向特定 DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉換； ? 對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化； ? 設計用戶子模式。 (2) 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。但對于某些局部應用，由于改用了不符合用戶習慣的屬性名，可能會使他們感到不方便，因此在設計用戶的子模式時可以重新定義某些屬性名，使其與用戶習慣一致。 包括三個方面： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 設計用戶子模式 (1) 使用更符合用戶習慣的別名 合并各分 ER圖曾做了消除命名沖突的工作，以使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中同一關系和屬性具有唯一的名字。 定義數(shù)據(jù)庫模式主要是從系統(tǒng)的時間效率 、 空間效率 、 易維護等角度出發(fā) 。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 設計用戶子模式 將概念模型轉換為全局邏輯模型后 ， 還應該根據(jù)局部應用需求 ， 結合具體 RDBMS的特點 ， 設計用戶的外模式 。 ? 垂直分解的適用范圍 取決于分解后 R上的所有事務的總效率是否得到了提高 。 ? 垂直分解的原則 經(jīng)常在一起使用的屬性從 R中分解出來形成一個子關系模式 。 如果關系 R上具有 n個事務 ， 而且多數(shù)事務存取的數(shù)據(jù)不相交 ， 則 R可分解為少于或等于 n個子關系 ， 使每個事務存取的數(shù)據(jù)對應一個關系 。 ? 常用分解方法 ? 水平分解 ? 垂直分解 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 水平分解 ? 什么是水平分解 把 (基本 )關系的元組分為若干子集合 ， 定義每個子集合為一個子關系 ， 以提高系統(tǒng)的效率 。一般說來，第三范式就足夠了。 ? 非 BCNF的關系模式雖然從理論上分析會存在不同程度的更新異常，但如果在實際應用中對此關系模式只是查詢，并不執(zhí)行更新操作，則就不會產(chǎn)生實際影響。 并不是規(guī)范化程度越高的關系就越優(yōu)。 ⒊ 按照數(shù)據(jù)依賴的理論對關系模式逐一進行分析，考查是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等，確定各關系模式分別屬于第幾范式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（方法） ⒈ 確定數(shù)據(jù)依賴 按需求分析階段所得到的語義，分別寫出每個關系模式內部各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴以及不同關系模式屬性之間數(shù)據(jù)依賴。 ? 得到初步數(shù)據(jù)模型后，還應該適當?shù)匦薷?、調整數(shù)據(jù)模型的結構，以進一步提高數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的性能，這就是數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化。 ? 對于關系模型來說，這種轉換通常都比較簡單。 ? 轉換的主要依據(jù)是所選用的 DBMS的功能及限制。 供應 （ 產(chǎn)品號，供應商號，零件號 ，供應量） 此為聯(lián)系“供應”所對應的關系模式。 零件 （ 零件號 ，零件名， …… ） 此為零件實體對應的關系模式。 產(chǎn)品 （ 產(chǎn)品號 ，產(chǎn)品名，產(chǎn)品組長的職工， …… ） 此為產(chǎn)品實體對應的關系模式。 職工 （ 職工號 ，部門號，職工名，職務， …… ） 此為職工實體對應的關系模式。該關系模式已包含了聯(lián)系“領導”所對應的關系模式。關系模式的碼用下橫線標出 。 ? 合并方法： 將其中一個關系模式的全部屬性加入到另一個關系模式中，然后去掉其中的同義屬性（可能同名也可能不同名），并適當調整屬性的次序。 [例 ] 如果職工實體集內部存在領導與被領導的 1:n自聯(lián)系，我們可以將該聯(lián)系與職工實體合并，這時主碼職工號將多次出現(xiàn)，但作用不同，可用不同的屬性名加以區(qū)分： 職工： ｛ 職工號 ，部門號，姓名，性別，職稱，出生日期， 部門領導 ｝ ⒎ 具有相同碼的關系模式可合并。 1) 轉換為一個獨立的關系模式 ? 關系的屬性： 與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 ? 關系的候選碼： 每個實體的碼均是該關系的候選碼 2) 與某一端對應的關系模式合并 ? 合并后關系的屬性： 加入對應關系的碼和聯(lián)系本身的屬性 ? 合并后關系的碼： 不變 ⒌ 三個或三個以上實體間的一個 多元聯(lián)系 轉換為一個關系模式。 1) 轉換為一個獨立的關系模式 ? 關系的屬性： 與該聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 ? 關系的碼： n端實體的碼 2) 與 n端對應的關系模式合并 ? 合并后關系的屬性： 在 n端關系中加入 1端關系的碼和聯(lián)系本身的屬性 ? 合并后關系的碼： 不變 可以減少系統(tǒng)中的關系個數(shù)，一般情況下更傾向于采用這種方法。 ? 關系的屬性： 實體型的屬性 ? 關系的碼： 實體型的碼 例，職工實體可以轉換為如下關系模式： 職工（ 職工號 ，部門號，姓名，職務，性別，出生日期） 職工 職工號 姓名 性別 職務 出生日期 部門號 ⒉ 一個 m:n聯(lián)系 轉換為一個關系模式。 ? 邏輯結構設計的步驟 ? 將概念結構轉化為一般的關系 、 網(wǎng)狀 、 層次模型 ? 將轉化來的關系 、 網(wǎng)狀 、 層次模型向特定 DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉換 ? 對數(shù)據(jù)模型進行優(yōu)化 邏輯結構設計 轉化為一般數(shù)據(jù)模型 轉化為特定 DBMS支持下的據(jù)模型 優(yōu)化模型 概念結 構設計 數(shù)據(jù)庫 物理設計 基本 ER圖 轉換規(guī)則 特定DBMS的特點與限制 優(yōu)化方法如規(guī)范化理論 邏輯 模型 圖 邏輯結構設計時的三個步驟 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 ER圖向關系模型的轉換 ? 轉換內容 ? ER圖由實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)系三個要素組成； ? 關系模型的邏輯結構是一組關系模式的集合； ? 將 ER圖轉換為關系模型：將實體、實體的屬性和實體之間的聯(lián)系轉化為關系模式。 ? 整體概念結構能滿足需要分析階段所確定的所有要求。 部門 屬于 天數(shù) 1 n 職工 參加 負責 n 1 產(chǎn)品 m 1 領導 1 1 供應商 供應 n 供應量 零件 m p 參照 2 1 庫存 庫存量 m 訂單細節(jié) n 倉庫 n n 組成 訂單 1 n 訂貨 顧客 1 支付 1 n 應收款 參照 1 1 n 折扣規(guī)則 圖 6. 30 某工廠管理信息系統(tǒng)的基本 ER圖 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 三、驗證整體概念結構 視圖集成后形成一個整體的數(shù)據(jù)庫概念結構，對該整體概念結構還必須進行進一步驗證，確保它能夠滿足下列條件： ? 整體概念結構內部必須具有一致性，不存在互相矛盾的表達。 圖 ER圖。 （ 2）庫存管理中職工與倉庫的工作關系已包含在勞動人事管理部門與職工之間的聯(lián)系之中，所以可以取消。某個“項目”實質上是指某個“產(chǎn)品”的生產(chǎn)。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 支付 顧客 1 n 應付帳款 訂貨 訂單 組成 訂單細節(jié) 參照 2 產(chǎn)品描述 參照 1 折扣規(guī)則 1 n 1 n n n 1 1 圖 銷售子系統(tǒng)的分 ER圖 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 第七章 數(shù)據(jù)庫設計 圖 (c)、圖 、圖 、勞動人事和銷