《系统分析与设计方法》PPT课件

1、系统分析与设计方法 主讲教师： 何鸣授课单位： 黑龙江科技大学授课内容： 关系数据库物理模型设计关系数据库物理模型设计物理模型设计确定数据库的物理设计评价数据库物理设计数据库物理设计示例（教务管理系统）本次课主要内容1 物理模型设计 对于给定的逻辑数据模型选取一个最适合的应用环境的物理结构的过程，称为数据库物理设计。 物理设计是为逻辑数据模型建立一个完整的能实现的数据库结构，就是DBMS、硬件环境、存储介质、存取方式、网络环境等。 设计主要分为两个方面： 1.确定物理结构，在关系数据库中主要指存取方法和存储结构；2.评价物理结构，评价的重点是时间和空间效率。 2 确定数据库的物理结构 一、 确

2、定数据的存储结构 确定数据库存储结构时要综合考虑存取时间、存储空间利用率和维护代价三方面的因素。 数据存放方式有顺序存放、散列存放、索引存放和聚簇存放。 1）聚簇功能可以大大提高按聚簇码进行查询的效率； 2）聚簇以后，聚簇码相同的元组集中在一起了，因而聚簇码值不必在每个元组中重复存储，只要在一组中存一次就行了，因此可以节省一些存储空间； 3）聚簇功能不但适用于单个关系，也适用于多个关系。2 确定数据库的物理结构 一、 确定数据的存储结构 确定数据库存储结构时要综合考虑存取时间、存储空间利用率和维护代价三方面的因素。 数据存放方式有顺序存放、散列存放、索引存放和聚簇存放。 许多关系型DBMS都提

3、供了聚簇功能，即为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把在这个或这些属性上有相同值的元组集中存放在一个物理块中，如果存放不下，可以存放到预留的空白区或链接多个物理块。2 确定数据库的物理结构 二、 设计数据的存取路径 在关系数据库中，选择存取路径主要是指确定如何建立索引。 主要考虑应把哪些域作为次码建立次索引，建立单码索引还是组合索引，建立多少个为合适，是否建立聚集索引等 三、 确定数据的存放位置 为了提高系统性能，数据应该根据应用情况将易变部分与稳定部分、经常存取部分和存取频率较低的部分分开存放。 四、 确定系统配置 DBMS产品一般都提供了一些存储分配参数，供设计人员和DBA对数据库进行

4、物理优化。初始情况下，系统都为这些变量赋予了合理的缺省值。但是这些值不一定适合每一种应用环境，在进行物理设计时，需要重新对这些变量赋值以改善系统的性能。 通常情况下，这些配置变量包括： 同时使用数据库的用户数，同时打开的数据库对象数，使用的缓冲区长度、个数，时间片大小、数据库的大小、装填因子、锁的数目等等。 2 确定数据库的物理结构3 评价物理结构 4. 数据库设计 数据库设计(Database Design，DD)是指根据用户的需求，在某一具体的数据库管理系统上，设计数据库的结构和建立数据库的过程。 是对于一个给定的应用环境，构造一个最优的数据库模式，并据此建立一个既能反映现实世界信息和信息

5、联系、满足用户对数据的使用要求和加工要求，又能被某个数据库管理系统（DBMS）所接受的数据库及其应用系统。4 教务管理系统数据模式设计示例 1需求分析 通过对现行教务管理工作调查和分析，确定与教务管理系统相关的信息。 具体描述如下： 存储、查询、维护有关学生的信息； 存储、查询、维护有关教师的信息； 存储、查询、维护有关每个系部的信息； 存储、查询、维护有关每个班级的信息； 存储、查询、维护有关课程及使用教材的信息； 存储、查询、维护有关课程安排的信息； 存储、查询、维护有关每个班级成绩的信息； 4 教务管理系统数据模式设计示例 2概念结构设计 设有如下教学环境： 一个班有多名学生，一名学生只

6、属于一个班。一个学生可选修若干门课程，每门课程可被多名学生选修。一位教师可以讲授若干门课程，一门课程可有位教师主讲。每位教师属于一个系部，一个系部有若干位教师。4 教务管理系统数据模式设计示例 2概念结构设计 按照前述转换原则，可得到一组初始关系模式： 学生（学号，姓名，性别，出生年月，入学时间，家庭地址，班级号） 教师（编号，姓名，性别，出生日期，系号，职位，邮政编码，联系电话，家庭住址） 系部（系部号，系名，系主任，系教师人数） 班级（班级号，班长，教室地点，班级学生人数） 课程（课程号，课程名，书号，周学时，总学时，学分） 教材（书号，书名，出版社，作者，价格）4 教务管理系统数据模式设计示例 2概念结构设计 按照前述转换原则，可得到一组初始关系模式： 课程安排（教师编号，课程号，班级编号，学年，学期，上课时间，上课地点） 学生成绩（课号，学号，分数，学分，学年，学期） 教学计划（班级号，课程号） 1 界面设计定义与分类 2概念结构设计 通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成概念模型，借助实体联系方法（E-R方法），进行概念结构设计，得到如图所示的教务管理系统E-R总图。 1 界面设计定义与分类 3逻辑结构设计 逻辑模式设计的实质是把E-R图转换为具体的DBMS支持的数据模型。即把E-R图转换为关系模型。1 界面设计定义与分类 4体系结构 教务管理系统体