【正文】 多級索引的查找肯定包含額外的 I/O（單筆上述很大的單機索引查找要少很多），故在內存能容納的情況下，還是盡可能使用單級索引。為此，可以相對一般順序文件那樣，對索引文件再建一個稀疏索引。針對多個數(shù)據(jù)項的組合建立的索引則稱為復合索引。首先，主索引通常都是集群的，而任何次索引都不可能是集群的；其次，主索引可以是稠密的也可以是稀疏的，二此索引只能是稠密的，因為若為稀疏的，則對應兩個索引項的查找關鍵字值之間的那些數(shù)據(jù)記錄可能再問價的任何地方，要找到它們就只能通過掃描了。 當然，有的次索引中查找關鍵字值與指針也是一對一的，那就是按“候選”關鍵字建立的索引。 除主索引以外的索引都稱為次索引(secondary index)。 主索引與次索引 主索引就是按主關鍵字建立的索引。另外，若記錄是被釘住的，當他們移動后，釘住他們的所有指針都必須更改，這也是維護代價的重要部分。一個數(shù)據(jù)文件最多只能有一個集群索引，因為它不能同時按多個查找關鍵字排序，但是可以有幾個 非集群索引。稀疏索引項的指針指向的是這一組記錄在磁盤中的起始位置。 稀疏索引和稠密索引 當數(shù)據(jù)庫文件中的記錄不按照關鍵碼的順序排列時（比如按照加入的順序排FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 列），需要對每一個記錄建立一個索引項，這樣建立的索引被稱為稠密索引 (dense index )。當進行數(shù)據(jù)檢索時，系統(tǒng)先搜索索引頁面，從中找到所需數(shù)據(jù)的指針，再直接通過指針從數(shù)據(jù)頁面中讀取數(shù)據(jù)。 索引的概念 索引是一個單獨的、物理的數(shù)據(jù)庫結構，它是某 個表中一列或若干列值的集合和相應的指向表中物理標識這些值的數(shù)據(jù)頁的邏輯指針清單。如果因此使雙親結點中的關鍵字數(shù)目少于ceil(m/2)1，則依次類推。 圖 57 B樹刪除過程（ 3） c) 被刪關鍵字 Ki 所在結點和其相鄰兄弟結點中的的關鍵字數(shù)目均等于ceil(m/2)1，假設該結點有右兄弟，且其右兄弟結點地址由其雙親結點指針 Ai 所指。 圖 56 B樹刪除過程（ 2） b) 被刪關鍵字 Ki 所在結點的關鍵字數(shù)目等于 ceil(m/2)1，則需調整。對任意關鍵字的刪除都可以轉化為對最下層關鍵字的刪除。 以至于 可能直到對 根結點做這樣的處理而使整個樹減少一層。需把要刪除關鍵字的結點與其左（或右）兄弟結點以及雙親結點中分割二者的關鍵字合并成一個結點 ,即在刪除關鍵字后，該結點中剩余的關鍵字加指針，加上雙親結點中的關鍵字 Ki一起，合并到 Ai（是雙親結點指向該刪除關鍵字結點的左（右）兄弟結點的指針）所指的兄弟結點中去。 （ 3）如果左右兄弟結點中沒有 “ 多余 ” 的關鍵字，即與該結點相鄰的右（左）兄弟結點中的關鍵字數(shù)目均等于 ceil(m/2)1。則可將右（左）兄弟結點中最?。ù螅╆P鍵字上移至雙親結點。 （ 2）如果被刪關鍵字所在結點的關鍵字個數(shù) n等于 ceil(m/2)1，說明刪去該關鍵字后該結點將不滿足 B樹的定義，需要調整。然后根據(jù)不同情況分別作相應的處理，共有三種可能情況： （ 1）如果被刪關鍵字所 在結點的原關鍵字個數(shù) n=ceil(m/2)，說明刪去該關鍵字后該結點仍滿足 B樹的定義。 因此，把在非葉結點刪除關鍵字 k 的問題就變成了刪除葉子結點中的關鍵字的問題了。然后根據(jù) k所在結點是否為葉子結點有不同的處理方法。直至這個過程傳到根結點為止。左部分所含關鍵字放在舊結點中，右部分所含關鍵字放在新結點中，中間位置的關鍵字連同新結點的存儲位置插入到父結點中。 分裂的方法是：生成一新結點。若滿足，則說明該結點還有空位置，直接把關鍵字 k插入到該結點的合適 位置上。 （ 2）判斷該結點是否還有空位置。若找到，則說明該關鍵字已經(jīng)存在，直接返回。首先從根結點開始重復如下過程： 若比結點的第一個關鍵字小，則查找在該結點第一個指針指向的結點進行；若等于結點中某個關鍵字，則查找成功；若在兩個關鍵字之間， 則查找在它們之間的指針指向的結點進行；若比該結點所有關鍵字大，則查找在該結點最后一個指針指向的結點進行；若查找已經(jīng)到達某個葉結點，則說明給定值對應的數(shù)據(jù)記錄不存在，查找失敗。 （ 5）所有葉結點都在同一層上。 （ 3）根結點有兩個孩子結點。它滿足： （ 1）每個結點的孩子個數(shù)小于等于 3。 n 為結點中關鍵字的個數(shù)，滿足 ceil(m/2)1≤n≤m 1。且 Ai所指子樹所有結點中的關鍵字均小于 ki+1。 （ 4）每個結點的結構為： （ n， A0， K1， A1， K2， A2， ? ， Kn， An） 其中， Ki(1≤i≤n) 為關鍵字，且 KiKi+1(1≤i≤n 1)。 （ 2）除根結點外，所有非終端結點至少有 ceil(m/2)棵子樹，至多有 m棵子樹。從查找效率考慮，一般要求 m≥3 。一個結點有 k個孩子時，必有 k1 個關鍵字才能將子樹中所有關鍵字劃分為 k 個子集。 基本概念 B樹又稱為多路平衡查找樹。在文件中，數(shù)據(jù)是以記錄為單位存儲的，可以使順序存儲、哈希存儲、堆存儲、 B樹存儲、 B+樹存儲等。 定義：若關系的每一非平凡函數(shù)依賴的決定子都是其超關鍵字，則說該關系是BC 范式的，簡稱為 BCNF。但這個結論只適用于僅具有一個關鍵字的關系， 而 具有多個候選關鍵字的 三范式 關系仍可能 存在 操作異常。 去掉關系中非主屬性間的函數(shù)依賴的方法還是分解關系成多個關系。 3NF 在 2NF 關系中，去掉非主屬性之間的函數(shù)依賴則成為第三范式，其定義如下。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 2NF 要消除 1NF 關系的冗余和操作異常，就要消除其關系模式所具有的部 分函數(shù)依賴，即要滿足第二范式。推廣到一般，應用要求單獨處理其一部分得知，則為非原子的，否則為原子的。若應用要求能單獨處理他們，則“日期”具有更進一步細分的結構，是更小的值（年、月、日）的聚集，因而是非原子的。 決定一個關系是否是 1NF 的，還與應用術語相關因為域中的值是否是原子的，在不同的應用背景下可能結論不一樣，它依賴于應用如何處 理這種值。所以，“第一范式關系”等價于“簡單域關系”。 這里說說的“關系”是跟一般化的成為，沒有關系數(shù)據(jù)庫定中那種“原子域”的限制?；诖?，現(xiàn)在給出第一范式的定義。該模型必須轉換成 DBMS 所支持的邏輯數(shù)據(jù)庫結構，并最終實現(xiàn)為 物理存儲的數(shù)據(jù)庫結構，因為目前的技術上不能實現(xiàn)概念數(shù)據(jù)庫模型到物理數(shù)據(jù)庫結構的直接轉換，故還必須先產(chǎn)生一個在它們之間的、能有特定的 DBMS 處理的邏輯數(shù)據(jù)庫結構，這就是數(shù)據(jù)庫邏輯結構設計，簡稱邏輯設計，有時也叫實現(xiàn)設計。 實體屬性圖 本系統(tǒng)共有 7 個實體： 圖 32 庫房實體屬性圖 圖 33 貨物入庫記錄單實體 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 圖 34 采購員實體 圖 35 供應商實體 圖 36 出庫記錄單實體 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 圖 37 庫存清單實體 圖 38 部門實體 總體 ER 圖 該圖中實體為關系模型規(guī)范化之后的實體，詳見 節(jié)。之所以叫“概念”，是因為它僅由表示現(xiàn)實世界中的實體及其聯(lián)系的抽象數(shù)據(jù)形式定義，根本不涉及計算機硬件環(huán)境，與其具體實現(xiàn)無關，與 DBMS 或任何其他的物理特性無關。 以下是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖： 圖 31 數(shù)據(jù)流圖 數(shù)據(jù)庫概念模型 概念數(shù)據(jù)建模就是開放一個滿足用戶 信息需求的詳細“結構設計圖”的工程。這里要說明的是， DFD 表示的 是數(shù)據(jù)流，不是控制流，這是 DFD 與“系統(tǒng)流程圖” (system flowchart)的根本區(qū)別。 有時，也還有由（ 2）（ 3）類型組合成的獨立數(shù)據(jù)字典系統(tǒng)。 （ 2） 自動型 DD：由人建立，由計算機系統(tǒng)維護且需要時產(chǎn)生列表輸出。 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典系統(tǒng) (DD)是現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基石，它存儲與維護所有的痛呼的“元數(shù)據(jù)” (metadata)，以支持 DBMS 各種控制的實現(xiàn)，同時也是實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源管理的主要工具。信息需求定義了未來信息系統(tǒng)用到的所有信息，包括用戶將向數(shù)據(jù)庫中輸入什么信息，從數(shù)據(jù)庫中得到什么信息，各類信息的內容和結構，信息之間的聯(lián)系等。 在收集信息的同時，設計人員要對其進行加工和整理，以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流圖的形式描述出來，并以設計人員的角度向用戶講述這些信息，根據(jù)用戶的 反饋加以修改并確定?？梢圆扇￠_調查會、跟班作業(yè)、查閱文獻、書面填表、交流詢問等方式，對用戶的信息需求進行收集。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 需求分析的方法和步驟 參與需求分析的主要人員是分析人員和用戶，由于數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)是面向切也和部門的具 體業(yè)務，分析人員一般并不了解，而同樣用戶也不會具有系統(tǒng)分析的能力，這就需要啥 u，似的設計人員對用戶的各項業(yè)務有充分的了解和熟悉，并進行分析和加工，將用戶眼中的業(yè)務轉換為設計人員所需要 信息組織。 1)信息要求：用戶需要在系統(tǒng)中保存哪些信息，從這些保存的信息重要得到什么樣的信息，這些信息以及信息間應當滿足的完整性要求。隨著企業(yè)的發(fā)展，對一些可預見的需求也應當加以考慮，是新系統(tǒng)能夠有一定的靈活性和可擴充性，以適應未 來的發(fā)展，而不僅僅是滿足當前的應用需求。現(xiàn)存系統(tǒng)也可能會作為新系統(tǒng)中的一部分繼續(xù)運行，這些都必須明確。其次，企業(yè)或部門目前可能已經(jīng)有現(xiàn)存的系統(tǒng)在運行，但不能滿足用戶的要求。 在需求分析的過程中，首先應當確定系統(tǒng)范圍。 需求分析的任務和目標 需求分析階段的任務是：對現(xiàn)實世界要處理的兌現(xiàn)（組織、部門、企業(yè)等）進行詳細調查，在了解現(xiàn)行系統(tǒng)的概況，確定新系統(tǒng)功能的過程中，收集支持系統(tǒng)目標的基礎數(shù)據(jù)及處理方法。如果這一階段的工作沒有做 好，勢必會為以后的工作帶來困難，真只要再重新回過頭來做需求分析，影響整個項目的工期，在人力、物理等方面造成浪費。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)需求分析是在項目確定之后，用戶和設計人員對數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)所設計的內容（數(shù)據(jù)）和功能（行為）的整理和描述，是以用戶的角度來認識系統(tǒng)。 6) 運行維護 數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)經(jīng)過測試和試運行后即可正式投入運行。 4) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)是依照設計，使用 DBMS 支持的數(shù)據(jù)定義語言 (DDL)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的建立，用高級語言 (Basic、 Delphi、 C、 C++、 Power builder 等 )編寫應用程序。 2) 需求收集與析 需求收集與分析是以用戶的角度，從系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和業(yè)務規(guī)則入手，手機和整理用戶的信息，以特定的方式加以描述，是下一步工作的基礎。 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃過程還避讓包括工作量估計、使用的資源和需要的經(jīng)費等。在數(shù)據(jù)設計中也參照這種劃分，把數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的生命周期分為數(shù)據(jù)庫規(guī)劃、需求收集與分析、數(shù)據(jù)庫設計與應用程序設計、實現(xiàn)、測試以及運行維護 6 個階段。 按照軟件工程對系統(tǒng)生命周期的定義，軟件生命周期分為制定計劃、需求分 析、設計、程序編制。 FGSJJLKSJGKLJG JLS JGKJ KJ SKJ KJSKLGJKSJLKSJKL KSGK JKLGJSLSK JSGKL JLSGJSLJ GJGKL JLSJ KL JGKL JGKL JKL 3. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)總體設計 數(shù)據(jù)庫設計 概述 數(shù)據(jù)庫設計屬 于系統(tǒng)設計的范疇。 另外一類用戶是企業(yè)的高級管 理者和決策者 ， 他們需要進行更復雜更高級更完全的分析 (建摸 ， 預測和假設分析等 )， 以支持制定商業(yè)策略 .上述兩類用戶體現(xiàn)了整個企業(yè)對于信息訪問的需求 。 而且 ， 日益增加的用戶提出大量歷史性需求 ， 往往導致超大規(guī)模數(shù)據(jù)庫 (VLDB)的出現(xiàn) .為了滿足這些需求 ， 對作為數(shù)據(jù)倉庫核心的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出了很高的要求 ， 而 ORACLE 數(shù)據(jù)庫核心能夠完全滿足這些需求 。 大多數(shù)用戶需要直接查詢和深入的能力 ， 而另外一些需要更復雜的分析能力 。 2)任何數(shù)據(jù) 考慮到現(xiàn)在 訪問的數(shù)據(jù)倉庫的用戶范圍 ， 系統(tǒng)設計者面臨著紛繁各異的需求 。 上述兩種數(shù)據(jù)來源應該融合在