【正文】 關(guān)系模式存取方法選擇（續(xù)） ? 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 一、索引存取方法的選擇 ? 選擇索引存取方法的主要內(nèi)容 根據(jù)應(yīng)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(shè)計為唯一索引 索引存取方法的選擇（續(xù)） ? 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。 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu) 評價數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu) 邏輯結(jié) 構(gòu)設(shè)計 數(shù)據(jù)庫 實施 物理 模型 邏輯 模型 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法 關(guān)系模式存取方法選擇 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu) 評價物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法 關(guān)系模式存取方法選擇 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu) 評價物理結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法 ? 設(shè)計物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備工作 – 1. 充分了解應(yīng)用環(huán)境，詳細分析要運行的事務(wù)，以獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計所需參數(shù) – 2. 充分了解所用 RDBMS的內(nèi)部特征，特別是系統(tǒng)提供的存取方法和存儲結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)） ? 選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計所需參數(shù) – 數(shù)據(jù)庫查詢事務(wù) ?查詢的關(guān)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)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)） ? 選擇物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計所需參數(shù) (續(xù) ) – 數(shù)據(jù)更新事務(wù) ?被更新的關(guān)系 ?每個關(guān)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(wù)在各關(guān)系上運行的頻率和性能要求 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法（續(xù)） ? 關(guān)系數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容 –1. 為關(guān)系模式選擇 存取方法 (建立存取路徑 ) –2. 設(shè)計關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的 物理存儲結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計 數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計的內(nèi)容和方法 關(guān)系模式存取方法選擇 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu) 評價物理結(jié)構(gòu) 關(guān)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(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。 –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，就是數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計。 ⒌ 對關(guān)系模式進行必要的分解或合并 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? 設(shè)計用戶子模式 1. 使用更符合用戶習(xí)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(guān)系模式分別屬于第幾范式。 ⒎ 具有 相同碼 的關(guān)系模式可合并。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則 ⒌ 三個或三個以上實體間的一個 多元聯(lián)系 轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 ⒊ 一個 1:n聯(lián)系 可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與 n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則 ⒈ 一個 實體型 轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 設(shè)計用戶子模式（續(xù)） (3) 簡化用戶對系統(tǒng)的使用 –如果某些局部應(yīng)用中經(jīng)常要使用某些很復(fù)雜的查詢，為了方便用戶，可以將這些復(fù)雜查詢定義為視圖。 學(xué)籍管理應(yīng)用 只能查詢教師的職工號、姓名、性別、職稱數(shù)據(jù)； 課程管理應(yīng)用 只能查詢教師的職工號、姓名、性別、學(xué)歷、學(xué)位、職稱、教學(xué)效果數(shù)據(jù)； 教師管理應(yīng)用 則可以查詢教師的全部數(shù)據(jù)。因此可以定義視圖，在視圖中職工號重定義為教師編號 設(shè)計用戶子模式（續(xù)） (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。 – 當(dāng)然，為了應(yīng)用的規(guī)范化，我們也不應(yīng)該一味地遷就用戶。這在設(shè)計數(shù)據(jù)庫整體結(jié)構(gòu)時是非常必要的。 ? 定義用戶外模式時應(yīng)該更注重考慮用戶的習(xí)慣與方便。 ?進行垂直分解的方法 –簡單情況：直觀分解 –復(fù)雜情況：用第五章中的模式分解算法 –垂直分解必須不損失關(guān)系模式的語義 (保持無損連接性和保持函數(shù)依賴 )。 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） ?垂直分解的優(yōu)點 –可以提高某些事務(wù)的效率 ?垂直分解的缺點 –可能使另一些事務(wù)不得不執(zhí)行連接操作 ， 從而降低了效率 。 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） – 垂直分解 ?什么是垂直分解 –把關(guān)系模式 R的屬性分解為若干子集合 ， 形成若干子關(guān)系模式 。 ?水平分解的適用范圍 –滿足 “ 80/20原則 ” 的應(yīng)用 –并發(fā)事務(wù)經(jīng)常存取不相交的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） ?滿足“ 80/20原則”的應(yīng)用 –80/20原則：一個大關(guān)系中，經(jīng)常被使用的數(shù)據(jù)只是關(guān)系的一部分，約20% –把經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)分解出來 ， 形成一個子關(guān)系 ， 可以減少查詢的數(shù)據(jù)量 。如果關(guān)系 R上具有 n個事務(wù) ，而且多數(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)對應(yīng)一個關(guān)系 。把經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)分解出來 ，形成一個子關(guān)系 ， 可以減少查詢的數(shù)據(jù)量 。 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） ?水平分解的適用范圍 –1. 滿足“ 80/20原則”的應(yīng)用 187。 雖然平均成績可以由其他屬性推算出來，但如果應(yīng)用中需要經(jīng)常查詢學(xué)生的平均成績，為提高效率，我們?nèi)匀豢杀Ａ粼撊哂鄶?shù)據(jù)，對關(guān)系模式不再做進一步分解。一般說來，第三范式就足夠了。 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） ? 非 BCNF的關(guān)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(yīng)用中對此關(guān)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。 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） – 并不是規(guī)范化程度越高的關(guān)系就越優(yōu)。 例如經(jīng)過分析可知，課程關(guān)系模式屬于 BC范式。 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） 例，課程關(guān)系模式內(nèi)部存在下列數(shù)據(jù)依賴： 課程號 → 課程名 課程號 → 學(xué)分 課程號 → 教室號 選修關(guān)系模式中存在下列數(shù)據(jù)依賴： （學(xué)號，課程號） → 成績 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） 學(xué)生關(guān)系模式中存在下列數(shù)據(jù)依賴： 學(xué)號 → 姓名 學(xué)號 → 性別 學(xué)號 → 出生日期 學(xué)號 → 所在系 學(xué)號 → 年級 學(xué)號 → 班級號 學(xué)號 → 平均成績 學(xué)號 → 檔案號 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） 學(xué)生關(guān)系模式的學(xué)號與選修關(guān)系模式的學(xué)號之間存在數(shù)據(jù)依賴： 學(xué)生 .學(xué)號 → 選修 .學(xué)號 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（續(xù)） ⒉ 對于各個關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。 ? 關(guān)系數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化通常以規(guī)范化理論為指導(dǎo)。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 向特定 DBMS規(guī)定的模型進行轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 設(shè)計用戶子模式 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 ? 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的結(jié)果不是唯一的。沒有通用規(guī)則。 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換 向特定 DBMS規(guī)定的模型進行轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 設(shè)計用戶子模式 向特定 DBMS規(guī)定的模型進行轉(zhuǎn)換 ? 一般的數(shù)據(jù)模型還需要向特定 DBMS規(guī)定的模型進行轉(zhuǎn)換。 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） 例，“擁有”關(guān)系模式： 擁有（ 學(xué)號 ，性別） 與學(xué)生關(guān)系模式： 學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，出生日期，所在系，年級， 班級號，平均成績） 都以學(xué)號為碼，可以將它們合并為一個關(guān)系模式： 學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，性別，出生日期，所在系， 年級，班級號，平均成績） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） 實例 ? 按照上述七條原則，學(xué)生管理子系統(tǒng)中的 18個實體和聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為下列關(guān)系模型： 學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，性別，出生日期，所在系， 年級，班級號，平均成績，檔案號） 性別（ 性別 ，宿舍樓） 宿舍（ 宿舍編號 ，地址，性別，人數(shù)） 班級（ 班級號 ，學(xué)生人數(shù)） 教師（ 職工號 ，姓名，性別，職稱，班級號 ， 是否為優(yōu)秀班主任） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） 教學(xué)（ 職工號，學(xué)號 ） 課程（ 課程號 ，課程名，學(xué)分，教室號） 選修（ 學(xué)號，課程號 ，成績） 教科書（ 書號 ，書名，價錢） 教室（ 教室編號 ，地址，容量） 講授（ 課程號，教師號，書號 ） 檔案材料（ 檔案號， …… ） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） ? 該關(guān)系模型由 12個關(guān)系模式組成。 –目的：減少系統(tǒng)中的關(guān)系個數(shù)。 –關(guān)系的屬性 ：與該多元聯(lián)系相連的各實體的碼以及聯(lián)系本身的屬性 –關(guān)系的碼 ：各實體碼的組合 例，“講授”聯(lián)系是一個三元聯(lián)系，可以將它轉(zhuǎn)換為如下關(guān)系模式，其中課程號、職工號和書號為關(guān)系的組合碼： 講授（ 課程號，職工號，書號 ） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） ⒍ 同一實體集的實體間的聯(lián)系，即 自聯(lián)系 ，也可按上述 1: 1:n和 m:n三種情況分別處理。 例如，如果經(jīng)常要查詢某個班級的班主任姓名，則將管理聯(lián)系與教師關(guān)系合并更好些。因此究竟應(yīng)該與哪端的關(guān)系模式合并需要依應(yīng)用的具體情況而定。 –2) 與某一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并 ?合并后關(guān)系的屬性 ：加入對應(yīng)關(guān)系的碼和聯(lián)系本身的屬性 ?合并后關(guān)系的碼 ：不變 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） 例，“管理”聯(lián)系為 1:1聯(lián)系，可以有三種轉(zhuǎn)換方法： （ 1）轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式： 管理（ 職工號 ，班級號） 或 管理（職工號， 班級號 ） （ 2）“管理”聯(lián)系與班級關(guān)系模式合并，則只需在班級關(guān)系中加入教師關(guān)系的碼，即職工號： 班級：（ 班級號 ，學(xué)生人數(shù)， 職工號 ） （ 3）“管理”聯(lián)系與教師關(guān)系模式合并，則只需在教師關(guān)系中加入班級關(guān)系的碼，即班級號： 教師：（ 職工號 ，姓名，性別，職稱， 班級號 ， 是否為優(yōu)秀班主任） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） 注意： ?從理論上講， 1:1聯(lián)系可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式的兩種方法： 1)使其成為一個獨立的關(guān)系模式： 組成（ 學(xué)號 ，班級號） 2)將其學(xué)生關(guān)系模式合并： 學(xué)生（ 學(xué)號 ，姓名，出生日期，所在系， 年級， 班級號 ，平均成績） ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） ⒋ 一個 1:1聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 –1) 轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式 ?關(guān)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(guān)系的碼 ： n端實體的碼 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） ⒊ 一個 1:n聯(lián)系 可以轉(zhuǎn)換為一個獨立的關(guān)系模式，也可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。 學(xué)生 學(xué)號 出生 日期 年級 所在系 平均 成績 姓名 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） ⒉ 一個 m:n聯(lián)系 轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 ER圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換（續(xù)） ? 轉(zhuǎn)換原則 ⒈ 一個 實體型 轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式。 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? 什么是概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 現(xiàn)實世界 機器世界 信息世界 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟 –抽象數(shù)據(jù)并設(shè)計局部視圖 –集成局部視圖，得到全局概念結(jié)構(gòu) –驗證整體概念結(jié)構(gòu) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? 數(shù)據(jù)抽象 –分類 –聚集 –概括 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? 設(shè)計局部視圖 –⒈ 選擇局部應(yīng)用 –⒉ 逐一設(shè)計分 ER圖 ?標(biāo)定局部應(yīng)用中的實體、屬性、碼，實體間的聯(lián)系 ?用 ER圖描述出來 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計小結(jié) ? 集成局