【正文】 模型 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 ? ER模型向關系模型轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換過程示意圖 ER圖 關系模型 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計： 步驟 ? ER模型向關系模型轉(zhuǎn)換 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 實體集 的轉(zhuǎn)換方法和原則 ? 把 ER圖每個實體集變換成一個關系模式，實體集 的屬性和主碼變換成關系模式的屬性和主碼。 例 轉(zhuǎn)換 “ 課程 ” 實體： COURSE Cno Cname Credit Classroom COURSE(Cno, Cname, Credit, Classroom) 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 一般原則 ：為 R建立一個關系模式 ： R( k1, k2, RA ) ① R的主碼由 聯(lián)系 R的特點確定（ “ 多對一 ” 等） ② 根據(jù)實際需要，有時可以 不必 為 R單獨建立關系模式。 （ “ 多對一 ” 、 “ 一對一 ” ） E1 E2 R k1 k1 RA ?聯(lián)系集 的轉(zhuǎn)換 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 1： 1 ① 取消聯(lián)系集，聯(lián)系屬性及一方的主碼融入另一方實體集中，構(gòu)成關系； ② 不取消聯(lián)系集，則由聯(lián)系屬性、參與聯(lián)系的各實體集的主碼屬性構(gòu)成， 其主碼可選參與聯(lián)系的實體集的 任一方 的主碼，構(gòu)成關系。實體集的主 碼在聯(lián)系集中作為外碼。 ?聯(lián)系集 的轉(zhuǎn)換方法和原則 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 校名 地址 電話 學校 姓名 性別 年齡 校長 任職 1 1 學校 （ 校名 ，地址，電話） 校長 （ 姓名 ，性別，年齡） 任職 （校名，校長名，任職日期） 任職日期 學校 （ 校名 ，地址，電話、 校長名 ， 任職年月 ） ?轉(zhuǎn)換舉例 1 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 1： n ① 取消聯(lián)系集，自身屬性及 1端的主碼融入 n端實體集，構(gòu)成 關系，主碼任為 n端的主碼； 1端的主碼在聯(lián)系集中作為外碼 ② 不取消聯(lián)系集，則由自身屬性、參與聯(lián)系的各實體集的主 碼屬性構(gòu)成關系， n端的主碼作為聯(lián)系集的主碼。實體集的主 碼在聯(lián)系集中作為外碼 ?聯(lián)系集 的轉(zhuǎn)換方法和原則 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 系號 系名 電話 系 工號 姓名 年齡 教師 聘用 1 n 系（ 系號 ，系名，電話） 教師（ 工號 ，姓名，年齡， 系名，聘期 ） 聘期 ?轉(zhuǎn)換舉例 2 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 ? n： m 保留聯(lián)系集，由自身屬性、參與聯(lián)系的各實體集的主碼 屬性構(gòu)成關系，主碼應包含各實體集的主碼屬性，實體 集的主碼在聯(lián)系集中作為外碼。 ?聯(lián)系集 的轉(zhuǎn)換方法和原則 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 學號 姓名 年齡 學生 課程號 課程名 學時數(shù) 課程 選課 m n 學生（ 學號 ，姓名，年齡） 課程（ 課程號 ，課程名，學時數(shù)） 成績 選課（ 學號，課程號 ，成績） ?轉(zhuǎn)換舉例 3 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 模式優(yōu)化 – 為了提高數(shù)據(jù)的存取和存儲效率 ,還必須關系模式進行優(yōu)化 – 常用的優(yōu)化方法 : 對關系模式進行 垂直分割 和 水平分割 三、邏輯結(jié)構(gòu)設計： 步驟 ? 關系規(guī)范化 – 應用規(guī)范化理論對產(chǎn)生的關系邏輯模式進行初步優(yōu)化 ? 考慮關系模式的函數(shù)依賴關系 ,確定范式等級 ? 對關系模式進行合并或分解 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 物理結(jié)構(gòu) :數(shù)據(jù)庫在物理設備上的 存儲結(jié)構(gòu) 和 存取方法 ? DB物理設計 :在計算機的物理設備上確定應采取的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)和存取方法，以及如何分配存儲空間等問題。 ? 物理設計步驟 : ?確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu) (存儲結(jié)構(gòu) amp。存取方法 ) ?對物理結(jié)構(gòu)進行評價（時間 amp?？臻g的效率） 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 概述 南京工業(yè)大學測繪學院 數(shù)據(jù)庫物理設計 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)設計 數(shù)據(jù)庫 實施 物理 模型 物理結(jié)構(gòu)設計 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 設計方法 : 與特定硬件系統(tǒng)、 DBMS等相關，無統(tǒng)一的設計方法。 ? 設計內(nèi)容 (關系數(shù)據(jù)庫 ): ? 為關系模式選擇存取方法 (索引 amp。聚簇 存取方法 ) ? 設計關系和索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲結(jié)構(gòu) 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 方法 amp。內(nèi)容 24 22 21 21 20 指針 年齡 0204 A 21 0205 B 22 C 24 0203 A 20 0202 D 21 0201 部門 年齡 學號 A A B C D 指針 部門 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 是為了加速對表中數(shù)據(jù)行的檢索而創(chuàng)建的一種存儲結(jié)構(gòu) ? 索引項由搜索碼和指針構(gòu)成： ? 就象一張對照表，索引是針對表建立的 ? 索引文件對存儲記錄進行內(nèi)部鏈接，從邏輯上改變了記錄 的存儲位置。 searchkey pointer 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 選擇存取方法 （ 索引 ） 南京工業(yè)大學測繪學院 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 選擇存取方法 （ 索引 ） ?建立索引的原則 所謂選擇索引存取方法就是根據(jù)應用需求確定對關系的哪些屬性列建立索引，建立何種類型的索引。一般來說： ? 經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn) ? 在聚集函數(shù)中出現(xiàn) ? 作為連接條件 ?注意問題 南京工業(yè)大學測繪學院 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 選擇存取方法 （ 索引－ 改善查詢 ） 南京工業(yè)大學測繪學院 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 選擇存取方法 （ 索引－ 減緩更新 ） 南京工業(yè)大學測繪學院 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 聚簇概念： 為了提高某屬性 (屬性組 )的查詢速度 ,把這個屬性或?qū)傩? 組上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊上。 ? 優(yōu)點 ＆ 缺點 ? 創(chuàng)建語句： Create cluster 聚簇名 (聚簇屬性 1 數(shù)據(jù)類型， 聚簇屬性 2 數(shù)據(jù)類型， …… ) 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 選擇存取方法 （ 聚簇 ） 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 建立條件 ＆ 注意事項 ? 對經(jīng)常在一起進行連接操作的關系可以建立聚簇； ? 如果單個關系的一組屬性經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中； ? 如果單個關系的一個（組）屬性上的值重復率很高；對應某個聚簇碼值的平均元組數(shù)不是太少也不是太多。 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 選擇存取方法 （ 聚簇 ） 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 確定數(shù)據(jù)的存放位置 (分開存放 ) 易變部分＆穩(wěn)定部分、經(jīng)常存取部分＆存取頻率較低部分 表＆索引、大表分割存放、日志文件、備份數(shù)據(jù) ? 確定系統(tǒng)配置 (系統(tǒng)配置變量 ) 同時用戶數(shù)、內(nèi)存＆緩沖區(qū)分配參數(shù)、數(shù)據(jù)庫對象數(shù) 物理塊大小、數(shù)據(jù)庫大小、鎖數(shù)目、鎖粒度 … 四、物理結(jié)構(gòu)設計： 確定存儲結(jié)構(gòu) 南京工業(yè)大學測繪學院 ?主要工作： ? 定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、組織數(shù)據(jù)入庫 ? 應用程序設計與編寫 ? 應用程序的調(diào)試與試運行 ? 數(shù)據(jù)庫試運行 五、數(shù)據(jù)庫實施 數(shù)據(jù)庫實施 定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù) 裝載 數(shù)據(jù)庫試運行 數(shù)據(jù)庫物 理設計 數(shù)據(jù)庫運 行和維護 物理 模型 編制與調(diào)試應用程序 數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng) 五、數(shù)據(jù)庫實施 南京工業(yè)大學測繪學院 ?主要工作： ? 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)儲和恢復 ? 維護數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性 ? 監(jiān)測并改善數(shù)據(jù)庫性能 ? 必要時對數(shù)據(jù)庫進行重新組織 六、數(shù)據(jù)庫的運行和維護 南京工業(yè)大學測繪學院 針對一個具體問題，應該如何構(gòu)造一個適合于它的數(shù)據(jù)模式，即應該構(gòu)造幾個關系模式，每個關系由哪些屬性組成 由于 D和 dom對模式設計影響不大，故主要考慮三元組 :RU,F R ( U , D , dom , F ) R為關系名 屬性名集合 屬性所來自的域 屬性向域的映象集合 屬性間數(shù)據(jù)的依賴關系 關系模式的描述 南京工業(yè)大學測繪學院 SNO CNAME SDEPT MN G ?舉例 :建立一個描述學生情況的數(shù)據(jù)庫，已知對象有： 學生 （用學號 Sno描述） 系 （用系名 Sdept描述） 系負責人 （用其姓名 MN描述） 課程 （用課程名 Cname描述） 成績 （ G） 設計方案 S(Sno, Cname, G, Sdept, MN) S(Sno, Cname, G) D(Sdept, MN) S(Sno, Cname, G) SD(Sno, Sdept, MN) S(Sno, Cname, G) SD(Sno, Sdept) SM(Sno, MN) S(Sno, Cname, G) SD(Sno, Sdept) DM(Sdept, MN) 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 數(shù)據(jù)冗余 (系主任名的存儲次數(shù) ) 數(shù)據(jù)重復存儲 :浪費存儲空間 ,數(shù)據(jù)庫維護困難 (更新異常 ) ? 插入異常 (一個系剛成立 ) 主碼為空的記錄不能存在與數(shù)據(jù)庫 ,導致不能進行插入操作 ? 刪除異常 (一個系的學生全部畢業(yè) ) 刪除操作后 ,一些相關信息無法保存在數(shù)據(jù)庫中 ? 更新異常 —— 更新代價大、極易導致數(shù)據(jù)不一致 ?―不好”的數(shù)據(jù)庫設計 存在問題 南京工業(yè)大學測繪學院 ? 要消除以上的 “ 弊病 ” , 將其分解為三個關系模式 : SD(學號 ,系名 ) SG(學號 ,課程 ,成績 ) DM(系名 ,系主任 ) ? 用以上三個結(jié)構(gòu)簡單的關系代替了原來的結(jié)構(gòu)復雜的關系 ,從而得到的了 “ 好的 ” 關系數(shù)據(jù)庫模式（ 規(guī)范化 ） ? “ 好的 ” 關系數(shù)據(jù)庫模式并不是在任何情況下都是最優(yōu)的 ,要從實際的設計目標出發(fā) ?―不好”的數(shù)據(jù)庫設計 —解決辦法 關鍵解決更新異常和冗余太大的問題 南京工業(yè)大學測繪學院 SD 學號 系名 SG 學號 課程 成績 95001 管理 95001 C 語言 4 95002 管理 95001 BASIC 5 95101 計算機 95001 數(shù)據(jù)庫 5 95102 計算機 95002 C 語言 5 ? ?? 95002 數(shù)據(jù)庫 4 95101 C 語言 5 DM 系名 系主任 95101 軟件工程 4 管理 張敏 95101 數(shù)據(jù)庫 5 計算機 王宏 95102 軟工程 5 ?? ?? 95102 數(shù)據(jù)庫 4 ? ?? ? 南京工業(yè)大學測繪學院 ?函數(shù)依賴 ? 是屬性間的關聯(lián)，是屬性間的邏輯依賴關系，是一種約束 ? 數(shù)據(jù)依賴是針對數(shù)據(jù)模式，而