最新數(shù)據(jù)庫設(shè)計33教學(xué)講義PPT.ppt

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1、數(shù)據(jù)庫設(shè)計336.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述6.1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù)、內(nèi)容和特點6.1.1.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指根據(jù)用戶需求研制數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的過程，具體地說，是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能有效的存儲數(shù)據(jù)，滿足用戶的信息要求和處理要求。也就是把現(xiàn)實世界中的數(shù)據(jù)，根據(jù)各種應(yīng)用處理的要求，加以合理地組織，滿足硬件和操作系統(tǒng)的特性，利用已有的DBMS來建立能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)目標的數(shù)據(jù)庫。2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù)如圖6.1所示。數(shù)據(jù)庫設(shè)　計信息需求處理需求信息需求典型應(yīng)用程序DB

2、M特性硬件和操作系統(tǒng)特性圖6.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計的任務(wù)3現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)分析用戶業(yè)務(wù)活動分析概念設(shè)計功能模型邏輯設(shè)計事務(wù)設(shè)計物理設(shè)計程序說明子模式設(shè)計應(yīng)用程序設(shè)計加載試驗數(shù)據(jù)程序編碼調(diào)試性能考核滿意?是否加載數(shù)據(jù)庫運行和維護圖6.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程76.1.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法簡述數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法目前可分為四類：直觀設(shè)計法、規(guī)范設(shè)計法、計算機輔助設(shè)計法和自動化設(shè)計法。直觀設(shè)計法也叫手工試湊法，它是最早使用的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法。這種方法依賴于設(shè)計者的經(jīng)驗和技巧，缺乏科學(xué)理論和工程原則的支持，設(shè)計的質(zhì)量很難保證，常常是數(shù)據(jù)庫運行一

3、段時間后又發(fā)現(xiàn)各種問題，這樣再重新進行修改，增加了系統(tǒng)維護的代價。因此這種方法越來越不適應(yīng)信息管理發(fā)展的需要。為了改變這種情況，1978年10月，來自三十多個國家的數(shù)據(jù)庫專家在美國新奧爾良（NewOrleans）市專門討論了數(shù)據(jù)庫設(shè)計問題，他們運用軟件工程的思想和方法，提出了數(shù)據(jù)庫設(shè)計的規(guī)范，這就是著名的新奧爾良法，它是目前公認的比較完整和權(quán)威的一種規(guī)范設(shè)計法。新奧爾良法將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分成需求分析（分析用戶需求）、概念設(shè)計（信息分析和定義）、邏輯設(shè)計（設(shè)計實現(xiàn)）和物理設(shè)計（物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計）。目前，常用的規(guī)范設(shè)計

4、方法大多起源于新奧爾良法，并在設(shè)計的每一階段采用一些輔助方法來具體實現(xiàn)。下面簡單介紹幾種常用的規(guī)范設(shè)計方法。81．基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法是由P.P.S.chen于1976年提出的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上，用E-R（實體—聯(lián)系）圖構(gòu)造一個反映現(xiàn)實世界實體之間聯(lián)系的企業(yè)模式，然后再將此企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成基于某一特定的DBMS的概念模式。2．基于3NF的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法基于3NF的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法是由S·Atre提出的結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法，其基本思想是在需求分析的基礎(chǔ)上

5、，確定數(shù)據(jù)庫模式中的全部屬性和屬性間的依賴關(guān)系，將它們組織在一個單一的關(guān)系模式中，然后再分析模式中不符合3NF的約束條件，將其進行投影分解，規(guī)范成若干個3NF關(guān)系模式的集合。其具體設(shè)計步驟分為五個階段：9(1)設(shè)計企業(yè)模式，利用規(guī)范化得到的3NF關(guān)系模式畫出企業(yè)模式；(2)設(shè)計數(shù)據(jù)庫的概念模式，把企業(yè)模式轉(zhuǎn)換成DBMS所能接受的概念模式，并根據(jù)概念模式導(dǎo)出各個應(yīng)用的外模式；(3)設(shè)計數(shù)據(jù)庫的物理模式（存儲模式）；(4)對物理模式進行評價；(5)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫。103．基于視圖的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法此方法先從分析各個應(yīng)用

6、的數(shù)據(jù)著手，其基本思想是為每個應(yīng)用建立自己的視圖，然后再把這些視圖匯總起來合并成整個數(shù)據(jù)庫的概念模式。合并過程中要解決以下問題：(1)消除命名沖突；(2)消除冗余的實體和聯(lián)系；(3)進行模式重構(gòu)，在消除了命名沖突和冗余后，需要對整個匯總模式進行調(diào)整，使其滿足全部完整性約束條件。11除了以上三種方法外，規(guī)范化設(shè)計方法還有實體分析法、屬性分析法和基于抽象語義的設(shè)計方法等，這里不再詳細介紹。規(guī)范設(shè)計法從本質(zhì)上來說仍然是手工設(shè)計方法，其基本思想是過程迭代和逐步求精。計算機輔助設(shè)計法是指在數(shù)據(jù)庫設(shè)計的某些過程中模擬某一

7、規(guī)范化設(shè)計的方法，并以人的知識或經(jīng)驗為主導(dǎo)，通過人機交互方式實現(xiàn)設(shè)計中的某些部分。目前許多計算機輔助軟件工程（ComputerAidedSoftwareEngineering，CASE）工具可以自動或輔助設(shè)計人員完成數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的很多任務(wù).比如SYSBASE公司的PowerDesigner和Oracle公司的Design2000。126.1.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟和其他軟件一樣，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程可以使用軟件工程中的生存周期的概念來說明，稱為“數(shù)據(jù)庫設(shè)計的生存期”，它是指從數(shù)據(jù)庫研制到不再使用它的整個時期。按規(guī)

8、范設(shè)計法可將數(shù)據(jù)庫設(shè)計分為六個階段（如圖6.3所示）：（1）系統(tǒng)需求分析階段（2）概念結(jié)構(gòu)設(shè)計階段（3）邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計階段（4）物理設(shè)計階段（5）數(shù)據(jù)庫實施階段（6）數(shù)據(jù)庫運行與維護階段13該方法是分階段完成的，每完成一個階段，都要進行設(shè)計分析，評價一些重要的設(shè)計指標，把設(shè)計階段產(chǎn)生的文檔組織評審，與用戶進行交流。如果設(shè)計的數(shù)據(jù)庫不符合要求則進行修改，這種分析和修改可能要重復(fù)若干次，以求最后實現(xiàn)的數(shù)據(jù)