课程名称：数据库系统概论.ppt

An Introduction to Database System 逻辑结构设计 逻辑结构设计的任务 把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构 逻辑结构设计的步骤 E-R图向关系模型的转换要解决的问题 如何将实体型和实体间的联系转换为关系模式 如何确定这些关系模式的属性和码 转换内容 将E-R图转换为关系模型：将实体、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。 实体型间的联系有以下不同情况 ： (1)一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并。 转换为一个独立的关系模式 与某一端实体对应的关系模式合并 (2)一个1:n联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与n端对应的关系模式合并。 转换为一个独立的关系模式 与n端对应的关系模式合并 (3) 一个m:n联系转换为一个关系模式。 例，“选修”联系是一个m:n联系，可以将它转换为如下关系模式，其中学号与课程号为关系的组合码： 　　选修（学号，课程号，成绩） (4)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式。 例，“讲授”联系是一个三元联系，可以将它转换为如下关系模式，其中课程号、职工号和书号为关系的组合码： 　　讲授（课程号，职工号，书号） (5)具有相同码的关系模式可合并 目的：减少系统中的关系个数 合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其中的同义属性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的次序 数据模型的优化 得到初步数据模型后，还应该适当地修改、调整数据模型的结构，以进一步提高数据库应用系统的性能，这就是数据模型的优化 关系数据模型的优化通常以规范化理论为指导 优化数据模型的方法 确定数据依赖 按需求分析阶段所得到的语义，分别写出每个关系模式内部各属性之间的数据依赖以及不同关系模式属性之间数据依赖 消除冗余的联系 对于各个关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系。 确定所属范式 按照数据依赖的理论对关系模式逐一进行分析 考查是否存在部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖等 确定各关系模式分别属于第几范式 按照需求分析阶段得到的各种应用对数据处理的要求，分析对于这样的应用环境这些模式是否合适，确定是否要对它们进行合并或分解。 注意：并不是规范化程度越高的关系就越优，一般说来，第三范式就足够了 例：在关系模式 学生成绩单(学号,英语,数学,语文,平均成绩) 中存在下列函数依赖： 　 学号→英语 　 学号→数学 　 学号→语文 　 学号→平均成绩 (英语, 数学, 语文)→平均成绩 显然有： 学号→(英语,数学,语文) 因此该关系模式中存在传递函数信赖，是2NF关系 虽然平均成绩可以由其他属性推算出来，但如果应用中需要经常查询学生的平均成绩，为提高效率，仍然可保留该冗余数据，对关系模式不再做进一步分解。 数据库的物理设计 数据库的物理设计 数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于选定的数据库管理系统 为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，就是数据库的物理设计 数据库物理设计的步骤 关系数据库物理设计的内容 为关系模式选择存取方法(建立存取路径) 设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构 关系模式存取方法选择 数据库系统是多用户共享的系统，对同一个关系要建立多条存取路径才能满足多用户的多种应用要求 物理设计的任务之一就是要确定选择哪些存取方法，即建立哪些存取路径 DBMS常用存取方法 索引方法 目前主要是B+树索引方法 经典存取方法，使用最普遍 聚簇（Cluster）方法 HASH方法 确定数据库的存储结构 确定数据库物理结构的内容 1. 确定数据的存放位置和存储结构 关系 索引 聚簇 日志 备份 2. 确定系统配置 1. 确定数据的存放位置 确定数据存放位置和存储结构的因素 存取时间 存储空间利用率 维护代价 这三个方面常常是相互矛盾的 例：消除一切冗余数据虽能够节约存储空间和减少维护代价，但往往会导致检索代价的增加 必须进行权衡，选择一个折中方案 基本原则 根据应用情况将 易变部分与稳定部分分开存放 存取频率较高部分与存取频率较低部分，分开存放 例： 数据库数据备份、日志文件备份等由于只在故障恢复时才使用，而且数据量很大，可以考虑存放在磁带上 如果计算机有多个磁盘或磁盘阵列 ，可以考虑将