数据库的物理设计实施和维护

数据库系统概论AnIntroductiontoDatabaseSystem第七章数据库设计(续2)电子信息学院殷伟凤第七章数据库设计7.1数据库设计概述7.2需求分析7.3概念结构设计7.4逻辑结构设计7.5数据库的物理设计7.6数据库的实施和维护7.7小结7.4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7.4逻辑结构设计7.4.1E-R图向关系模型的转换7.4.2数据模型的优化7.4.3设计用户子模式7.4.1E-R图向关系模型的转换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。E-R图向关系模型的转换（续）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E-R图向关系模型的转换（续）(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）E-R图向关系模型的转换（续）(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）E-R图向关系模型的转换（续）(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E-R图向关关系模型的转转换（续）注意：从理论上讲，，1:1联系系可以与任意意一端对应的的关系模式合合并但在一些情况况下，与不同同的关系模式式合并效率会会大不一样。。因此究竟应应该与哪端的的关系模式合合并需要依应应用的具体情情况而定。由于连接操作作是最费时的的操作，所以以一般应以尽尽量减少连接接操作为目标标。例如，如果经经常要查询某某个班级的班班主任姓名，，则将管理联联系与教师关关系合并更好好些。E-R图向关关系模型的转转换（续）[例]把图图7.30中中虚线上部的的E-R图转转换为关系模模型部门实体对应应的关系模式式部门（部门号，部门名，经经理的职工号号，…）此关系模式已已包含了联系系“领导”所所对应的关系系模式经理的职工号号是关系的候候选码职工实体对应应的关系模式式职工（职工号、部门号，职职工名，职务务，…）该关系模式已已包含了联系系“属于”所所对应的关系系模式E-R图向关关系模型的转转换（续）[例]把图图7.30中中虚线上部的的E-R图转转换为关系模模型（续）产品实体对应应的关系模式式产品（产品号，产品名，产产品组长的职职工号，…））供应商实体对对应的关系模模式供应商（供应商号，姓名，…））零件实体对应应的关系模式式零件（零件号，零件名，……）E-R图向关关系模型的转转换（续）[例]把图图7.30中中虚线上部的的E-R图转转换为关系模模型（续）联系“参加””所对应的关关系模式职工工作（职工号，产品品号，工作天数，，…）联系“供应””所对应的关关系模式供应（产品号，供应应商号，零件件号，供应量）教学管理的ER图系编号系名电话系教师课程教工号姓名性别职称教材课程号课程学分聘期主管聘用开设任教MN1111NNER图到关系系模式的转换换图中，有三个个实体类型：：系、教师和和课程；有4个联系类类型：主管、、聘用、开设设和任教。第一步：把3个实体类类型转换称3个模式：系（系编号，系名名，电电话））教师（（教工号号，姓名名，性性别，，职称称）课程（（课程号号，课程程名，，学分分）第二步步：对于1:1联系系“主主管””。可可以在在“系系”模模式中中加入入教工工号（（教工工号为为外键键）ER图图到关关系模模式的的转换换对于1：N联系系“聘聘用””，可可以在在“教教师””模式式中加加入系系编号号和聘聘期两两个属属性（（系编编号为为外键键）。。对与1：N联系系“开开设””，可可以在在“课课程””模式式中加加入系系编号号（系系编号号为外外键））。这这样第第一步步得到到的3个模模式为为：系（系编号号，系名名，电电话，，主管管人的的教工工号））教师（（教工号号，姓名名，性性别，，职称称，系系编号号，聘聘期））课程（（课程号号，课程程名，，学分分，系系编号号）第三步步：对于M：N联系系“任任教””，则则生成成一个个新的的关系系模式式：任教（（教工号号，课课程号号，教材材）这样，，转换换成的的4个个关系系模式式如下下：系（系编号号，系名名，电电话，，主管管人的的教工工号））教师（（教工号号，姓名名，性性别，，职称称，系系编号号，聘聘期））课程（（课程号号，课程程名，，学分分，系系编号号）任教（（教工号号，课课程号号，教材材）ER图图到关关系模模式的的转换换7.4逻逻辑辑结构构设计计7.4.1E-R图图向关关系模模型的的转换换7.4.2数数据据模型型的优优化7.4.3设设计用用户子子模式式7.4.2数数据据模型型的优优化得到初初步数数据模模型后后，还还应该该适当当地修修改、、调整整数据据模型型的结结构，，以进进一步步提高高数据据库应应用系系统的的性能能，这这就是是数据模模型的的优化化关系数数据模模型的的优化化通常常以规范化化理论论为指导导数据模模型的的优化化（续续）优化数数据模模型的的方法法确定数数据依依赖按需求求分析析阶段段所得得到的的语义义，分分别写写出每每个关关系模模式内内部各各属性性之间间的数数据依依赖以以及不不同关关系模模式属属性之之间数数据依依赖消除冗冗余余的联联系对于各各个关关系模模式之之间的的数据据依赖赖进行行极小小化处处理，，消除除冗冗余的的联系系。数据模模型的的优化化（续续）确定所所属范范式按照数数据依依赖的的理论论对关关系模模式逐逐一进进行分分析考查是是否存存在部部分函函数依依赖、、传递递函数数依赖赖、多多值依依赖等等确定各各关系系模式式分别别属于于第几几范式式按照需需求分分析阶阶段得得到的的各种种应用用对数数据处处理的的要求求，分分析对对于这这样的的应用用环境境这些些模式式是否否合适适，确定是是否要要对它它们进进行合合并或或分解解。注意：：并不是是规范范化程程度越越高的的关系系就越越优，，一般般说来来，第第三范范式就就足够够了数据模模型的的优化化（续续）例：在在关系系模式式学生成成绩单单(学学号,英语语,数数学,语文文,平平均成成绩)中存在在下列列函数数依赖赖：学号→→英语语学号→→数学学学号→→语文文学号→→平均均成绩绩(英语语,数数学学,语语文文)→→平均均成绩绩数据模模型的的优化化（续续）显然有有：学号→→(英英语,数学学,语语文)因此该该关系系模式式中存存在传传递函函数信信赖，，是2NF关系系虽然平平均成成绩可可以由由其他他属性性推算算出来来，但但如果果应用用中需需要经经常查查询学学生的的平均均成绩绩，为为提高高效率率，仍仍然可可保留留该冗冗余数数据，，对关关系模模式不不再做做进一一步分分解数据模模型的的优化化（续续）按照需需求分分析阶阶段得得到的的各种种应用用对数数据处处理的的要求求，对对关系系模式式进行行必要要的分分解，，以提提高数数据操操作的的效率率和存存储空空间的的利用用率常用分分解方方法水平分分解垂直分分解数据模模型的的优化化（续续）水平分分解什么是是水平平分解解把(基基本)关系系的元元组分分为若若干子子集合合，定定义每每个子子集合合为一一个子子关系系，以以提高高系统统的效效率水平分分解的的适用用范围围满足“80/20原原则””的应用用并发事事务经经常存存取不相交交的数数据数据模模型的的优化化（续续）垂直分分解什么是是垂直直分解解把关系系模式式R的属性性分解解为若若干子子集合合，形形成若若干子子关系系模式式垂直分分解的的适用用范围围取决于于分解解后R上的所所有事事务的的总效效率是是否得得到了了提高高7.4逻逻辑辑结构构设计计7.4.1E-R图图向关关系模模型的的转换换7.4.2数数据据模型型的优优化7.4.3设设计计用户户子模模式7.4.3设设计计用户户子模模式定义用用户外外模式式时应应该注注重的的问题题包括三三个方方面：：(1)使使用更更符合合用户户习惯惯的别别名(2)针针对不不同级级别的的用户户定义义不同同的View，，以以满满足足系统统对安安全性性的要要求。。(3)简简化用用户对对系统统的使使用设计用用户子子模式式（续续）[例]关系模模式产产品（（产品品号，，产品品名，，规格格，单单价，，生产产车间间，生生产负负责人人，产产品成成本，，产品品合格格率，，质量量等级级），，可以以在产产品关关系上上建立立两个个视图图：为一般般顾客客建立立视图图：产品1（产产品号号，产产品名名，规规格，，单价价）为产品品销售售部门门建立立视图图：产品2（产产品号号，产产品名名，规规格，，单价价，车车间，，生产产负责责人））顾客视视图中中只包包含允允许顾顾客查查询的的属性性销售部部门视视图中中只包包含允允许销销售部部门查查询的的属性性生产领领导部部门则则可以以查询询全部部产品品数据据可以防防止用用户非非法访访问不不允许许他们们查询询的数数据，，保证证系统统的安安全性性逻辑结结构设设计小小结任务将概念念结构构转化化为具具体的的数据据模型型逻辑结结构设设计的的步骤骤将概念念结构构转化化为一一般的的关系系、网网状、、层次次模型型将转化化来的的关系系、网网状、、层次次模型型向特特定DBMS支支持下下的数数据模模型转转换对数据据模型型进行行优化化设计用用户子子模式式逻辑结结构设设计小小结E-R图向向关系系模型型的转转换内内容E-R图图向向关关系系模模型型的的转转换换原原则则逻辑辑结结构构设设计计小小结结优化化数数据据模模型型的的方方法法1.确确定定数数据据依依赖赖2.对对于于各各个个关关系系模模式式之之间间的的数数据据依依赖赖进进行行极极小小化化处处理理，，消消除除冗冗余余的的联联系系。。3.确确定定各各关关系系模模式式分分别别属属于于第第几几范范式式。。4.分分析析对对于于应应用用环环境境这这些些模模式式是是否否合合适适，，确确定定是是否否要要对对它它们们进进行行合合并并或或分分解解。。5.对对关关系系模模式式进进行行必必要要的的分分解解或或合合并并逻辑辑结结构构设设计计小小结结设计计用用户户子子模模式式1.使使用用更更符符合合用用户户习习惯惯的的别别名名2.针针对对不不同同级级别别的的用用户户定定义义不不同同的的外外模模式式，，以以满满足足系系统统对对安安全全性性的的要要求求。。3.简简化化用用户户对对系系统统的的使使用用举例某公司需需建立产产品信息息数据库库，经调调查其业业务要求求如下：：1、一种种产品可可以使用用多个不不同种类类的部件件，也可可以使用用多个不不同种类类的零件件；一种种部件至至少被用用在一种种产品中中；一种种部件可可以由多多个不同同种类的的零件组组成；一一种零件件至少被被用在一一种产品品或一种种部件中中；2、对于于一种具具体的部部件，要要记录这这种部件件使用的的各种零零件的数数量；3、对于于一种具具体的产产品，要要记录这这种产品品使用的的各种部部件数量量和各种种零件数数量，但但部件所所使用的的零件数数量不计计入该种种产品的的零件数数量；4、一个个供应商商可供应应多种零零件，但但一种零零件只能能由一个个供应商商供应。。根据以上上业务要要求，某某建模人人员构建建了如下下ER图图产品号产品名称型号装配图号产品产品-部件部件部件号部件名称部件-零件零件零件号零件名称联系电话供应商名供应商号mnnm此ER图图中的实实体的属属性完整整，但实实体、联联系的设设计存在在不合理理之处。。（1）请请重新构构建合理理的ER图，使使之符合合业务要要求，且且信息完完整。（2)根根据重构构的ER图给出出符合3NF的的关系模模式，并并标出每每个关系系模式的的主码和和外码。。重构ER图产品号产品名称型号装配图号产品产品-部件部件部件号部件名称部件-零件零件零件号零件名称联系电话供应商名供应商号mnnm产品-零零件nm数量数量数量供应商供应商号号供应商名名1n联系电话话整理后的的ER图图产品产品-部件部件部件-零件零件mnnm产品号产品名称型号装配图号产品-零件nm部件号部件名称数量数量数量供应商供应商号供应商名1n联系电话型号零件号零件名称符合3NF的关关系模式式产品（产品号（（PK）），产品名称称，型号号，装配配图号））部件（部件号（（PK）），部件名名称）零件（零件号（（PK）），零件名名称，供供应商号号（FK））产品_部部件（产品号（（FK）），部件件号（FK），部件数数量）产品_零零件（产品号（（FK）），零件件号（FK），零件数数量）部件_零零件（部件号（（FK）），零件件号（FK），零件数数量）供应商（（供应商号号（PK），供应商商名称，，联系电电话）作业P234（19）第七章数数据据库设计计7.1数数据据库设计计概述7.2需需求求分析7.3概概念念结构设设计7.4逻逻辑辑结构设设计7.5数数据据库的物物理设计计7.6数数据据库的实实施和维维护7.7小小结结7.5数数据据库的物物理设计计数据库的的物理设设计数据库在在物理设设备上的的存储结结构与存存取方法法称为数数据库的的物理结结构，它它依赖于于选定的的数据库库管理系系统为一个给给定的逻逻辑数据据模型选选取一个个最适合合应用环环境的物物理结构构的过程程，就是是数据库库的物理理设计数据库的的物理设设计(续续)数据库物物理设计计的步骤骤确定数据据库的物物理结构构，在关关系数据据库中主主要指存存取方法法和存储储结构对物理结结构进行行评价，，评价的的重点是是时间和和空间效效率如果评价价结果满满足原设设计要求求，则可可进入到到物理实实施阶段段，否则则，就需需要重新新设计或或修改物物理结构构，有时时甚至要要返回逻逻辑设计计阶段修修改数据据模型数据库的的物理设设计(续续)数据库物理设计确定数据库的物理结构评价数据库的物理结构逻辑结构设计数据库实施物理模型逻辑模型7.5数数据据库的物物理设计计7.5.1数数据库库物理设设计的内内容和方方法7.5.2关关系模模式存取取方法选选择7.5.3确确定数数据库的的存储结结构7.5.4评评价物物理结构构7.5.1数数据库库物理设设计的内内容和方方法设计物理理数据库库结构的的准备工工作对要运行行的事务务进行详详细分析析，获得得选择物物理数据据库设计计所需参参数充分了解解所用RDBMS的内内部特征征，特别别是系统统提供的的存取方方法和存存储结构构数据库的的物理设设计的内内容和方方法（续续）选择物理理数据库库设计所所需参数数数据库查查询事务务查询的关关系查询条件件所涉及及的属性性连接条件件所涉及及的属性性查询的投投影属性性数据库的的物理设设计的内内容和方方法（续续）选择物理理数据库库设计所所需参数数(续)数据更新新事务被更新的的关系每个关系系上的更更新操作作条件所所涉及的的属性修改操作作要改变变的属性性值每个事务务在各关关系上运运行的频频率和性性能要求求数据库的的物理设设计的内内容和方方法（续续）关系数据据库物理理设计的的内容为关系模模式选择择存取方法法(建立存存取路径径)设计关系系、索引引等数据据库文件件的物理存储储结构7.5数数据据库的物物理设计计7.5.1数数据库库物理设设计的内内容和方方法7.5.2关关系模模式存取取方法选选择7.5.3确确定数数据库的的存储结结构7.5.4评评价物物理结构构7.5.2关关系模模式存取取方法选选择数据库系系统是多多用户共共享的系系统，对对同一个个关系要要建立多条存取取路径才能满足足多用户户的多种种应用要要求物理设计计的任务务之一就就是要确确定选择择哪些存存取方法法，即建立哪些存存取路径关系模式存存取方法选选择（续））DBMS常常用存取方方法索引方法目前主要是是B+树索索引方法经典存取方方法，使用用最普遍聚簇（Cluster）方法法HASH方方法一、、索索引引存存取取方方法法的的选选择择根据据应应用用要要求求确确定定对哪哪些些属属性性列列建建立立索索引引对哪哪些些属属性性列列建建立立组组合合索索引引对哪哪些些索索引引要要设设计计为为唯唯一一索索引引索引引存存取取方方法法的的选选择择（（续续））选择择索索引引存存取取方方法法的的一一般般规规则则如果果一一个个(或或一一组组)属属性性经经常常在在查查询询条条件件中中出出现现，，则则考考虑虑在在这这个个(或或这这组组)属属性性上上建建立立索索引引(或或组组合合索索引引)如果果一一个个属属性性经经常常作作为为最最大大值值和和最最小小值值等等聚聚集集函函数数的的参参数数，，则则考考虑虑在在这这个个属属性性上上建建立立索索引引如果果一一个个(或或一一组组)属属性性经经常常在在连连接接操操作作的的连连接接条条件件中中出出现现，，则则考考虑虑在在这这个个(或或这这组组)属属性性上上建建立立索索引引关系系上上定定义义的的索索引引数数过过多多会会带带来来较较多多的的额额外外开开销销维护护索索引引的的开开销销查找找索索引引的的开开销销二、、聚聚簇簇存存取取方方法法的的选选择择聚簇簇为了了提提高高某某个个属属性性（（或或属属性性组组））的的查查询询速速度度，，把把这这个个或或这这些些属属性性（（称称为为聚聚簇簇码码））上上具具有有相相同同值值的的元元组组集集中中存存放放在在连连续续的的物物理理块块称称为为聚聚簇簇聚簇存存取方方法的的选择择（续续）聚簇的的用途途1.大大大大提高高按聚聚簇码码进行行查询询的效效率例：假假设学学生关关系按按所在在系建建有索索引，，现在在要查查询信信息系系的所所有学学生名名单。。信息系系的500名学学生分分布在在500个个不同同的物物理块块上时时，至至少要要执行行500次次I/O操操作如果将将同一一系的的学生生元组组集中中存放放，则则每读读一个个物理理块可可得到到多个个满足足查询询条件件的元元组，，从而而显著著地减减少了了访问问磁盘盘的次次数聚簇存存取方方法的的选择择（续续）2.节节省省存储储空间间聚簇以以后，，聚簇簇码相相同的的元组组集中中在一一起了了，因因而聚聚簇码码值不不必在在每个个元组组中重重复存存储，，只要要在一一组中中存一一次就就行了了聚簇存存取方方法的的选择择（续续）聚簇的的局限限性1.聚聚簇簇只能能提高高某些些特定定应用用的性性能2.建建立立与维维护聚聚簇的的开销销相当当大对已有有关系系建立立聚簇簇，将将导致致关系系中元元组移移动其其物理理存储储位置置，并并使此此关系系上原原有的的索引引无效效，必必须重重建当一个个元组组的聚聚簇码码改变变时，，该元元组的的存储储位置置也要要做相相应移移动聚簇存存取方方法的的选择择（续续）聚簇的的适用用范围围1.既既适适用于于单个个关系系独立立聚簇簇，也也适用用于多多个关关系组组合聚聚簇例：假假设用用户经经常要要按系系别查查询学学生成成绩单单，这这一查查询涉涉及学学生关关系和和选修修关系系的连连接操操作，，即需需要按按学号号连接接这两两个关关系，，为提提高连连接操操作的的效率率，可可以把把具有有相同同学号号值的的学生生元组组和选选修元元组在在物理理上聚聚簇在在一起起。这这就相相当于于把多多个关关系按按“预预连接接”的的形式式存放放，从从而大大大提提高连连接操操作的的效率率。聚簇存存取方方法的的选择择（续续）2.当当通通过聚聚簇码码进行行访问问或连连接是是该关关系的的主要要应用用，与与聚簇簇码无无关的的其他他访问问很少少或者者是次次要的的时，，可以以使用用聚簇簇。尤其当当SQL语语句中中包含含有与与聚簇簇码有有关的的ORDERBY，GROUPBY，，UNION，，DISTINCT等子子句或或短语语时，，使用用聚簇簇特别别有利利，可可以省省去对对结果果集的的排序序操作作聚簇存存取方方法的的选择择（续续）设计候候选聚聚簇对经常常在一一起进进行连连接操操作的的关系系可以以建立立聚簇簇如果一一个关关系的的一组组属性性经常常出现现在相相等比比较条条件中中，则则该单单个关关系可可建立立聚簇簇如果一一个关关系的的一个个(或或一组组)属属性上上的值值重复复率很很高，，则此此单个个关系系可建建立聚聚簇。。即对对应每每个聚聚簇码码值的的平均均元组组数不不太少少。太太少了了，聚聚簇的的效果果不明明显聚簇存存取方方法的的选择择（续续）优化聚聚簇设设计从聚簇簇中删删除经经常进进行全全表扫扫描的的关系系；从聚簇簇中删删除更更新操操作远远多于于连接接操作作的关关系；；不同的的聚簇簇中可可能包包含相相同的的关系系，一一个关关系可可以在在某一一个聚聚簇中中，但但不能能同时时加入入多个个聚簇簇从这多多个聚聚簇方方案(包括括不建建立聚聚簇)中选选择一一个较较优的的，即即在这这个聚聚簇上上运行行各种种事务务的总总代价价最小小三、HASH存存取方方法的的选择择选择HASH存存取方方法的的规则则当一个个关系系满足足下列列两个个条件件时，，可以以选择择HASH存取取方法法该关系系的属属性主主要出出现在在等值连连接条件中中或主主要出出现在在相等比比较选择条条件中中该关系系的大大小可可预知知，而而且不不变；；或该关系系的大大小动动态改改变，，但所所选用用的DBMS提提供了了动态态HASH存取取方法法7.5数数据据库的的物理理设计计7.5.1数数据据库物物理设设计的的内容容和方方法7.5.2关关系系模式式存取取方法法选择择7.5.3确确定定数据据库的的存储储结构构7.5.4评评价价物理理结构构7.5.3确确定定数据据库的的存储储结构构确定数数据库库物理理结构构的内内容1.确确定定数据据的存存放位位置和和存储储结构构关系索引聚簇日志备份2.确确定定系统统配置置1.确确定定数据据的存存放位位置确定数数据存存放位位置和和存储储结构构的因因素存取时时间存储空空间利利用率率维护代代价这三个个方面面常常常是相相互矛矛盾的的例：消消除一一切冗冗余数数据虽虽能够够节约约存储储空间间和减减少维维护代代价，，但往往往会会导致致检索索代价价的增增加必须进进行权权衡，，选择择一个个折中中方案案确定数数据的的存放放位置置（续续）基本原原则根据应应用情情况将将易变部分与与稳定部分分分开存存放存取频频率较较高部分与与存取频频率较较低部分，，分开开存放放确定数数据的的存放放位置置（续续）例：数据库库数据据备份份、日日志文文件备备份等等由于于只在在故障障恢复复时才才使用用，而而且数数据量量很大大，可可以考考虑存存放在在磁带带上如果计计算机机有多多个磁磁盘或或磁盘盘阵列列，，可以以考虑虑将表表和索索引分分别放放在不不同的的磁盘盘上，，在查查询时时，由由于磁磁盘驱驱动器器并行行工作作，可可以提提高物物理I/O读写写的效效率确定数数据的的存放放位置置（续续）例（续续）：：可以将将比较较大的的表分分别放放在两两个磁磁盘上上，以以加快快存取取速度度，这这在多多用户户环境境下特特别有有效可以将将日志志文件件与数数据库库对象象（表表、索索引等等）放放在不不同的的磁盘盘以改改进系系统的的性能能2.确确定定系统统配置置DBMS产产品一一般都都提供供了一一些存存储分分配参参数同时使使用数数据库库的用用户数数同时打打开的的数据据库对对象数数内存分分配参参数使用的的缓冲冲区长长度、、个数数存储分配配参数…….7.5数数据据库的物物理设计计7.5.1数数据库库物理设设计的内内容和方方法7.5.2关关系模模式存取取方法选选择7.5.3确确定数数据库的的存储结结构7.5.4评评价物物理结构构7.5.4评评价物物理结构构评价内容容对数据库库物理设设计过程程中产生生的多种种方案进进行细致致的评价价，从中中选择一一个较优优的方案案作为数数据库的的物理结结构评价物理理结构(续)评价方法法（完全全依赖于于所选用用的DBMS））定量估算算各种方方案存储空间间存取时间间维护代价价对估算结结果进行行权衡、、比较，，选择出出一个较较优的合合理的物物理结构构如果该结结构不符符合用户户需求，，则需要要修改设设计第七章数数据据库设计计7.1数数据据库设计计概述7.2需需求求分析7.3概概念念结构设设计7.4逻逻辑辑结构设设计7.5数数据据库的物物理设计计7.6数数据据库的实实施和维维护7.7小小结结7.6数数据库实实施和维维护7.6.1数数据的的载入和和应用程程序的调调试7.6.2数数据库库的试运运行7.6.3数数据库库的运行行和维护护7.6.1数数据的载载入和应应用程序序的调试试数据的载载入应用程序序的编码码和调试试数据的载载入数据库结结构建立立好后，，就可以以向数据据库中装装载数据据了。组组织数据据入库是是数据库库实施阶阶段最主主要的工工作。数据装载载方法人工方法法计算机辅辅助数据据入库应用程序序的编码码和调试试数据库应应用程序序的设计计应该与与数据设设计并行行进行在组织数数据入库库的同时时还要调调试应用用程序7.6数数据库实实施和维维护7.6.1数数据的的载入和和应用程程序的调调试7.6.2数数据库库的试运运行7.6.3数数据库库的运行行和维护护7.6.2数数据库的的试运行行在原有系系统的数数据有一一小部分分已输入入数据库库后，就就可以开开始对数数据库系系统进行行联合调调试，称称为数据据库的试试运行数据库试试运行主主要工作作包括：：1）功能测试试实际运行行数据库库应用程程序，执执行对数数据库的的各种操操作，测测试应用用程序的的功能是是否满足足设计要要求如果不满满足，对对应用程程序部分分则要修修改、调调整，直直到达到到设计要要求2）性能测试试测量系统统的性能能指标，，分析是是否达到到设计目目标如果测试试的结果果与设计计目标不不符，则则要返回回物理设设计阶段段，重新新调整物物理结构构，修改改系统参参数，某某些情况况下甚至至要返回回逻辑设设计阶段段，修改改逻辑结结构数据库的的试运行行（续））强调两点点：分期分批批组织数数据入库库重新设计计物理结结构甚至至逻辑结结构，会会导致数数据重新新入库。。由于数据据入库工工作量实实在太大大，费时时、费力力，所以以应分期期分批地地组织数数据入库库先输入小小批量数数据供调调试用待试运行行基本合合格后再再大批量量输入数数据逐步增加加数据量量，逐步步完成运运行评价价数据库的的试运行行（续））数据库的的转储和和恢复在数据库库试运行行阶段，，系统还还不稳定定，硬、、软件故故障随时时都可能能发生系统的操操作人员员对新系系统还不不熟悉，，误操作作也不可可避免因此必须须做好数数据库的的转储和和恢复工工作，尽尽量减少少对数据据库的破破坏。7.6数数据库实实施和维维护7.6.1数数据的的载入和和应用程程序的调调试7.6.2数数据库库的试运运行7.6.3数数据库库的运行行和维护护7.6.3数数据库库的运行行与维护护数据库试试运行合合格后，，数据库库即可投投入正式式运行。。数据库投投入运行行标志着着开发任任务的基基本完成成和维护护工作的的开始对数据库库设计进进行评价价、调整整、修改改等维护护工作是是一个长长期的任任务，也也是设计计工作的的继续和和提高。。应用环境境在不断断变化数据库运运行过程程中物理理存储会会不断变变化数据库的的运行与与维护（（续）在数据库库运行阶阶段，对对数据库库经常性性的维护护工作主主要是由由DBA完成的的，包括括：数据库的的转储和和恢复数据库的的安全性性、完整整性控制制数据库性性能的监监督、分分析和改改进数据库的的重组织织和重构构造数据库的的运行与与维护（（续）数据库的的重组织织和重构构造重组织的的形式全部重组组织部分重组组织只对频繁繁增、删删的表进进行重组组织重组织的的目标提高系统统性能数据库的的运行与与维护（（续）重组织的的工作按原设计计要求重新安排排存储位位置回收垃圾圾减少指针针链数据库的的重组织织不会改改变原设设计的数数据逻辑辑结构和和物理结结构数据库运行行与维护（（续）数据库重构构造根据新环境境调整数据据库的模式式和内模式式增加新的数数据项改变数据项项的类型改变数据库库的容量增加或删除除索引修改完整性性约束条件件第七章数数据库设设计7.1数数据库设设计概述7.2需需求分析析7.3概概念结构构设计7.4逻逻辑结构构设计7.5数数据库的的物理设计计7.6数数据库的的实施和维维护7.7小小结7.7小小结数据库的设设计过程需求分析概念结构设设计逻辑结构设设计物理设计实施和维护护小结（续））数据库各级级模式的形形成数据库的各各级模式是是在设计过过程中逐步步形成的需求分析阶阶段综合各各个用户的的应用需求求（现实世世界的需求求）概念设计阶阶段形成独独立于机器器特点、独独立于各个个DBMS产品的概念模式（信息世界界模型），，用E-R图来描述述小结（续））在逻辑设计计阶段将E-R图转转换成具体体的数据库库产品支持持的数据模模型如关系系模型，形形成数据库库逻辑模式。然后根据据用户处理理的要求，，安全性的的考虑，在在基本表的的基础上再再建立必要要的视图（（VIEW）形成数数据的外模式在物理设计计阶段根据据DBMS特点和处处理的需要要，进行物物理存储安安排，设计计索引，形形成数据库库内模式9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。13:55:1813:55:1813:5512/29/20221:55:18PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2213:55:1813:55Dec-2229-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。13:55:1813:55:1813:55Thursday,December29,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2213:55:1813:55:18December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29