数据库逻辑结构及物理设计省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

逻辑结构设计逻辑结构向关系模型转换应用规范化理论优化逻辑模型设计用户子模式第1页逻辑结构向关系模型转换一个实体类型转换为一个关系模式实体属性就是关系属性，实体关键字就是关系关键字学生姓名性别学号专业年纪学生（学号，姓名，性别，专业，年纪）第2页联络一对一联络（1:1）转换方法转换为一个独立关系模式联络名为关系模式名，与该联络相连两个实体关键字及联络本身属性为关系模式属性。其中，每个实体关键字均为该关系模式候选键。与任意一端关系模式合并。可将相关两个实体转换为两个关系，并在任意一个关系属性中加入另一个关系主关键字采取哪种转换方法视情况而定。第3页管理员仓库管理11实例：假设某工厂每个仓库只配置一个管理员管理员号姓名联络方式面积仓库号管理员（管理员编号，姓名，联络方式）仓库（仓库编号，面积，管理员号）管理员（管理员编号，姓名，联络方式）仓库（仓库编号，面积）管理（仓库编号，管理员号）或ER图关系模式第4页一对多联络（1：M）转换方式将一对多联络（1：M）转换为一个独立关系模式。联络名为关系模式名，与该联络相连两个实体关键字及联络本身属性为关系模式属性。关系模式关键字为M端实体关键字将一对多联络（1：M）与M端关系合并1端关键字及联络属性并入M端关系模式即可实例：“学生”与“专业”之间联络为：1：M第5页专业学生学习学号姓名所属院系专业名专业号ER模型关系模式专业（专业号，专业名，所属院系）学生（学号，姓名，专业编号）或专业（专业号，专业名，所属院系）学生（学号，姓名）学习（专业编号，学号）M1第6页多对多联络（M：N）转换方法：将多对多联络（M：N）转换为一个关系模式关系模式名为联络名，与该联络相连两个实体关键字及联络本身属性为关系模式属性关系模式关键字为联络中各实体关键字并集实例：学校中，“学生”实体和“课程”实体之间联络为多对多。见下列图：第7页课程学生选修学号姓名上课地点指定教材课程号ER模型关系模式课程（课程号，指定教材，上课地点）学生（学号，姓名，专业）选修（学号，课程号，成绩）NM专业成绩第8页同一实体内部联络可将该实体集分为相互联络两个子集，然后依据它们相互不一样联络（1：1、1：M、M：N）按照上述规则处理。实例：职员实体集内部有领导和被领导关系1：M职员领导1M车间主任职员领导1M第9页三个或三个以上实体间多元联络转换为一个关系模式与该联络相连各实体关键字及联络本身属性为关系模式属性关系模式关键字为联络中各实体关键字并集第10页项目零件供给商零件名供给商名地址供给商号材料颜色电话项目号项目名称开工日期零件号使用PNM第11页供给商（供给商号，供给商名，地址，电话）项目（项目编号，项目名称，开工日期）零件（零件号，零件名，材料，颜色）使用（供给商号，项目编号，零件号，用量）第12页应用规范化理论优化逻辑模型确定出每个关系模式内部属性之间数据依赖和不一样关系属性之间数据依赖对各个关系模式之间数据依赖进行极小化，消除冗余联络按照数据依赖和规范化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，从而确定各关系模式分别属于第几范式。依据需求分析阶段所得实际应用需求，确定是否对某个关系模式进行分解或者合并。对关系模式进行深入分解和合并，减低数据冗余度和提升数据操作效率。第13页设计用户子模式子模式作用屏蔽逻辑模式，为应用程序提供了一定逻辑独立性能够更加好地适应不一样用户对数据需求为用户划定了访问数据范围，由利于数据库管理第14页子模式设计内容子表名字子表组成子表每个列分别来自哪张基本表DBMS视图功效很轻易实现子模式第15页物理设计本阶段实现是系统内模式，它质量直接决定了整个系统质量。第16页任务：依据详细计算机系统（DBMS和硬件等）特点，为给定数据库模型确定合理存放结构和存取方法：使设计出物理数据库占用较少存放空间对数据库操作含有尽可能高速度设计数据库物理结构，设计人员必须充分了解：所用DBMS内部特征数据系统实际应用环境，尤其是数据应用处理频率和响应时间要求外存设备特征内容确定数据存取方法确定数据存放结构第17页影响物理设计原因设计之前，对数据库系统所支持事务要进行仔细分析，取得优化数据库物理设计参数。对于数据库查询事务，需要得到以下信息要查询关系查询条件（即选择条件）所包括属性连接条件所包括属性查询投影属性第18页对于数据更新事务，需要得到以下信息：要更新关系每个关系上更新操作类型删除和修改操作所包括到属性修改操作要更改属性值知道每个事务在各关系上运行频率，一些事务可能含有严格性能要求（如时间要求）注意：在进行数据库物理设计时，通常并不知道全部事务第19页确定关系模式存取方法确定建立哪些存放路径以实现快速存取数据库中数据。DBMS提供存取方法索引方法HASH法，等索引：表中数据和对应存放位置列表优点大大降低数据查询时间缺点占用存放空间。每个索引都将需要占用一定存放空间降低数据更新数度当对表中数据进行增加、删除和修改时候，索引也要动态维护第20页在创建索引时候，普通遵照以下一些经验性标准：在经常需要搜索列上建立索引在主关键字上建立索引在经惯用于连接列上建立索引在经常需要依据范围进行搜索列上建立索引在经常需要排序列上建立索引在经常成为查询条件列上建立索引对于一些列不应该创建索引。应该考虑以下指导性标准：对于那些在查询中极少使用和参考列不应该创建索引对于那些只有极少值列属性值分布严重不均列过长属性经常更新属性或表第21页实例：学生学籍管理系统中，三个表以下：学生（学号、姓名、出生年月、些别、系名、班号）课程（课程名、课程号、教师、学分）成绩（学号、课程号、成绩）整个系统需要统计学生平均分，某课程平均分等。所以，学生表中“学号”，课程表中“课程号”，成绩表中“学号”、“课程号”将经常出现在查询条件中，能够考虑在上面建立索引以提升效率。第22页确定数据库存放结构内容：确定数据存放位置和存放结构包含：确定关系、索引、日志、备份等存放安排及存放结构。确定系统存放参数配置确定数据存放位置：按照数据应用不一样将数据库数据划分为若干类，并确定各类数据存放位置。分类：可依据数据稳定性、存取响应速度、存取频率、数据共享程度、数据保密程度、数据生命周期长短、数据使用频度等原因加以区分。第23页确定数据存放位置：主要从提升系统性能角度考虑。一些启发性标准：在大型系统中，数据库数据备份、日志文件备份等数据只在故障恢复时才使用，而且数据量很大，能够考虑放在磁带上对于拥有多个磁盘驱动器或磁盘阵列系统，能够考虑将表和索引分别存放在不一样磁盘上，在查询时因为两个磁盘驱动器分别工作，因而能够确保物理读写数度比较快将比较大表分别放在不一样磁盘上，能够加紧存取速度，尤其是在多用户环境下将日志文件和数据库对象（表、索引等）分别放在不一样磁能够改进系统性能。确定系统存放参数配置现行许多DBMS都设置了一些系统配置变量，供设计人员和DBA（数据库管理员）进行物理优化。SQLServer中如：同时使用数据库用户数、同时打开数据库对象数，使用缓冲区长度、个数，数据库大小，索引文件大小，封装因子，锁数量等。系统为这些变量都设置了一些合理初值。不过这些值只是从产品本身特征出发，不一定能适应每一个应用环境。第24页在物理设计时对系统配置变量调整只是初步，在系统运行时还需要依据系统实际运行情况做深入调整，以取得最正确系统性能。第25页数据库实施、运行和维护实施运行和维护第26页数据库实施依据逻辑设计和物理设计结果，在计算机系统上建立实际数据库结构、装入数据并进行程序调试。建立数据库结构用详细DBMS提供数据定义语言(DDL)，把数据库逻辑设计和物理设计结果转化为程序语句，然后经DBMS编译处理和运行后，实际数据库便建立起来了。包含：数据库模式和子模式，以及数据库空间描述。数据完整性描述数据安全性描述数据库物理存放参数描述第27页装入试验数据，调试应用程序分批装入小量数据做调试试验数据能够是实际数据，也能够是随机数据。不过测试数据应尽可能能充分反应实际应用中各种情况装入实际数据数据加载前，必须对数据进行整理数据加载分为手工录入和使用数据库转换工具两种。SQLServer中转换工具：DTS第28页数据库试运行除了对应用程序做深入测试外，重点执行对数据库各种操作