數(shù)據(jù)庫原理與設(shè)計(jì)第4章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述

需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施與維護(hù)數(shù)據(jù)庫建模工具第5章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)任務(wù)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是指對于給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)模式，建立數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能有效地存儲數(shù)據(jù)，滿足用戶的信息需求和處理需求。即把現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)用處理的要求，合理組織，滿足各種用戶的應(yīng)用需求，包括信息管理要求和數(shù)據(jù)操作要求。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與應(yīng)用環(huán)境結(jié)合非常緊密，因此設(shè)計(jì)一個好的數(shù)據(jù)庫并不是一件簡單的事情。設(shè)計(jì)人員除了需要掌握數(shù)據(jù)庫與軟件的基礎(chǔ)知識，還需要掌握應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識。一般的計(jì)算機(jī)專業(yè)人員掌握數(shù)據(jù)庫與軟件的基礎(chǔ)知識，但缺乏應(yīng)用領(lǐng)域知識。而用戶雖然具有豐富的應(yīng)用領(lǐng)域知識，卻沒有相關(guān)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員常常是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，缺乏和用戶的溝通，這樣設(shè)計(jì)出來的數(shù)據(jù)庫存在很大的隱患，如數(shù)據(jù)模型不能準(zhǔn)確反映用戶的實(shí)際情況，不能方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的開發(fā)。因此數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)需要遵循一定的理論指導(dǎo)，采用規(guī)范的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)用戶的需求，進(jìn)行分析、歸納、抽象，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際情況的數(shù)據(jù)模型，選擇一種符合要求的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)的管理。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法

新奧爾良方法基于E-R模型的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法基于3NF的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法ODL方法數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟1．需求分析獲取用戶需求，了解相關(guān)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)知識，包括應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境和功能要求、具體業(yè)務(wù)處理方式等。2．概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)歸納與抽象需求分析階段的分析結(jié)果，進(jìn)行必要的，形成獨(dú)立于具體DBMS的概念結(jié)構(gòu)。3．邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為某個具體DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)行優(yōu)化。4．物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段為邏輯模型選取合適的物理結(jié)構(gòu)。5．?dāng)?shù)據(jù)庫實(shí)施根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。編寫應(yīng)用程序和SQL程序，組織數(shù)據(jù)遷移，進(jìn)行試運(yùn)行。6．?dāng)?shù)據(jù)庫運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行階段需要不斷維護(hù)，分析數(shù)據(jù)庫性能，調(diào)整性能參數(shù)。對數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行備份、恢復(fù)和處理等。需求分析需求分析就是分析用戶的需要與要求，確定系統(tǒng)必須完成哪些工作，對系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、清晰、具體的要求。

調(diào)查現(xiàn)實(shí)世界要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等）了解業(yè)務(wù)處理、處理的流程用戶希望數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的功能了解用戶對系統(tǒng)的信息要求、處理要求以及安全性與完整性要求、處理的響應(yīng)時(shí)間需求分析的方法①親自參與業(yè)務(wù)活動，了解業(yè)務(wù)處理的基本情況。②請專人介紹。③通過與用戶座談、詢問等方式來解決疑問。④設(shè)計(jì)調(diào)查表請用戶填寫。⑤查閱記錄。⑥學(xué)習(xí)文件。⑦使用舊系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)的傳輸途徑，數(shù)據(jù)流圖從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，以圖形的方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的變換過程。數(shù)據(jù)流圖是結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)分析的主要工具，它去掉了具體的組織機(jī)構(gòu)、工作場所、物質(zhì)流等，僅反映信息和數(shù)據(jù)存儲、流動、使用以及加工的情況。數(shù)據(jù)字典是各類數(shù)據(jù)描述的集合。通常包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程和外部實(shí)體等6個部分。數(shù)據(jù)字典通過對數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義來描述數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲的邏輯內(nèi)容。數(shù)據(jù)流圖基本元素?cái)?shù)據(jù)流圖的基本元素包括數(shù)據(jù)流、加工、數(shù)據(jù)存取文件、輸入數(shù)據(jù)的源點(diǎn)和輸出數(shù)據(jù)的匯點(diǎn)4類。

數(shù)據(jù)流圖（2）繪制數(shù)據(jù)流圖時(shí)，應(yīng)先找出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源點(diǎn)與匯點(diǎn)及對應(yīng)的輸出數(shù)據(jù)流與輸入數(shù)據(jù)流，然后從輸入數(shù)據(jù)流（即系統(tǒng)的源點(diǎn)）出發(fā)，按照系統(tǒng)的邏輯需要，逐步畫出系列邏輯加工，直到所需的輸出數(shù)據(jù)流（即系統(tǒng)的匯點(diǎn)），形成數(shù)據(jù)流的封閉。數(shù)據(jù)流圖中常見的加工關(guān)系分層數(shù)據(jù)流圖較復(fù)雜的實(shí)際問題中，僅用一個數(shù)據(jù)流圖很難表達(dá)數(shù)據(jù)處理過程和數(shù)據(jù)加工情況，需要按照問題的層次結(jié)構(gòu)逐步分解，并以分層的數(shù)據(jù)流圖反映這種結(jié)構(gòu)關(guān)系。首先確定頂層數(shù)據(jù)流圖，把整個數(shù)據(jù)處理過程暫且看成一個加工，它的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)實(shí)際上反映了系統(tǒng)與外界環(huán)境的接口，這就是頂層數(shù)據(jù)流圖。在頂層數(shù)據(jù)流圖的基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化。形成第一層數(shù)據(jù)流圖，繼續(xù)分解，可得到第二層數(shù)據(jù)流圖。如此細(xì)化直到清晰地表達(dá)整個數(shù)據(jù)加工系統(tǒng)的真實(shí)情況。

分層數(shù)據(jù)流圖（2）畫數(shù)據(jù)流圖的步驟和原則①

頂層數(shù)據(jù)流圖上的數(shù)據(jù)流必須封閉在外部實(shí)體之間。②

每個加工至少有一個輸入數(shù)據(jù)流和一個輸出數(shù)據(jù)流。③

在數(shù)據(jù)流圖中，需按層給加工進(jìn)行編號。編號應(yīng)表明該加工處在哪一層，以及與上下層的父圖與子圖的對應(yīng)關(guān)系。④

任何一個數(shù)據(jù)流子圖必須與它上一層的一個加工對應(yīng)，兩者的輸入數(shù)據(jù)流和輸出數(shù)據(jù)流必須一致，即父圖與子圖平衡。⑤

圖上每個元素都必須有名字。一般來說數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)文件的名字應(yīng)當(dāng)表明流動的數(shù)據(jù)是什么，加工的名字應(yīng)當(dāng)表明做什么事情。⑥

數(shù)據(jù)流圖中不可夾帶控制流。

數(shù)據(jù)字典（1）數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)是數(shù)據(jù)的最小組成單位，若干個數(shù)據(jù)項(xiàng)可以組成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)項(xiàng)描述={數(shù)據(jù)項(xiàng)名，數(shù)據(jù)項(xiàng)含義說明，別名，數(shù)據(jù)類型，長度，取值范圍，取值含義，與其他數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯關(guān)系}（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以由若干個數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，也可以由若干個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成（嵌套數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），或由若干個數(shù)據(jù)項(xiàng)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)混合組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述={數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名，含義說明，組成：{數(shù)據(jù)項(xiàng)或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}}}（3）數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)的傳輸路徑。數(shù)據(jù)流描述={數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源，數(shù)據(jù)流去向，組成：{數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}，平均流量，高峰期流量}一般說來，數(shù)據(jù)字典應(yīng)包括數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程、外部實(shí)體等六類元素。數(shù)據(jù)字典（2）

（4）數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方。：數(shù)據(jù)存儲描述={數(shù)據(jù)存儲名，說明，編號，流入的數(shù)據(jù)流，流出的數(shù)據(jù)流，組成：{數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)}，數(shù)據(jù)量，存取方式}（5）處理過程處理過程應(yīng)描述處理邏輯的功能，詳細(xì)地描述其輸入輸出的數(shù)據(jù)流以及這些數(shù)據(jù)的基本轉(zhuǎn)換路徑和策略說明性信息。處理過程描述={處理過程名，編號，說明，輸入：{數(shù)據(jù)流}，輸出：{數(shù)據(jù)流}，處理：{簡要說明}}（6）外部實(shí)體外部實(shí)體是系統(tǒng)的“人—機(jī)”界面，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流由外部實(shí)體流入，經(jīng)過加工處理之后，向外部實(shí)體流出。外部實(shí)體描述={外部實(shí)體的名稱，編號，輸入：{數(shù)據(jù)流}，輸出：{數(shù)據(jù)流}}學(xué)籍管理需求分析功能序號功能名稱功

能

說

明1學(xué)生管理登記學(xué)生的基本信息（姓名、性別、班級等），并提供查詢功能2課程管理登記課程基本情況（課程名稱、開課學(xué)期、課程類型、學(xué)分等），提供查詢3教師管理登記教師基本情況（姓名、年齡、性別、學(xué)歷等），提供查詢統(tǒng)計(jì)4成績管理登記學(xué)生各門課程的考試成績、提供查詢、統(tǒng)計(jì)功能5授課管理登記教師講授課程、授課地點(diǎn)、和授課學(xué)期，提供查詢功能6編碼維護(hù)維護(hù)系統(tǒng)中使用的編碼（如職稱編碼、學(xué)院編碼、班級編碼等）分析設(shè)計(jì)頂層數(shù)據(jù)流圖學(xué)籍管理的1層數(shù)據(jù)流圖

細(xì)化成績管理細(xì)化成績錄入制定整理數(shù)據(jù)字典分析成績錄入數(shù)據(jù)流圖，該數(shù)據(jù)流圖涉及學(xué)生名單、學(xué)號姓名、選定刪除的學(xué)號姓名、選定修改的學(xué)號姓名等數(shù)據(jù)流，同時(shí)涉及學(xué)生信息、考試成績等數(shù)據(jù)存儲，包括班級學(xué)生名單查詢、班級學(xué)生名單顯示、增加學(xué)生成績、修改成績、刪除成績、成績查詢等處理過程。

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn)：（1）能真實(shí)、充分地反映現(xiàn)實(shí)世界，包括現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系。（2）易于修改。當(dāng)應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時(shí)，概念模型可以很容易地作相應(yīng)調(diào)整。（3）易于理解。用概念模型與不熟悉計(jì)算機(jī)的用戶交換意見，用戶不必知道DBMS的技術(shù)細(xì)節(jié)，用戶能積極參與是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵。（4）易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。（5）概念模型不受具體的DBMS的限制，獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)，因此更穩(wěn)定。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以采用自頂向下、自底向上、逐步擴(kuò)張、混合策略等方法。自頂向下在定義全局概念結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上逐步細(xì)化；自底向上先定義各局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行集成，得到全局概念結(jié)構(gòu)；逐步擴(kuò)張?jiān)诙x核心概念結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，逐步向外擴(kuò)充，生成其他概念結(jié)構(gòu)，直至得到總體概念結(jié)構(gòu)；混合策略采用自頂向下和自底向上的結(jié)合，自頂向下地設(shè)計(jì)一個全局概念結(jié)構(gòu)，自底向上地設(shè)計(jì)各局部概念結(jié)構(gòu)，在全局概念結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行局部概念集成。一般可以先抽象并設(shè)計(jì)局部視圖，然后集成局部視圖，形成全局的E-R圖。概念模型概念模型與信息的3個世界概念模型的表示方法（1）概念模型的其表示方法很多，其中最為常用的是P.P.S.Chen于1976年提出的實(shí)體—聯(lián)系方法（Entity-RelationshipApproach）。該方法用E-R圖來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型。（1）實(shí)體（Entity）（2）屬性（Attribute）（3）碼（Key）（4）域（Domain）（5）實(shí)體型（EntityType）（6）實(shí)體間的聯(lián)系（Relationship）概念模型的表示方法（2）兩個實(shí)體型之間的聯(lián)系可以分為以下3類：一對一聯(lián)系（1∶1）、一對多聯(lián)系（1∶n）、多對多聯(lián)系（m∶n）數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì)（2）需求分析階段會產(chǎn)生不同層次的數(shù)據(jù)流圖，這些數(shù)據(jù)流圖是進(jìn)行概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。高層的數(shù)據(jù)流圖能反映系統(tǒng)的概貌，但包含的信息不足以描述系統(tǒng)的詳細(xì)情況，中層的數(shù)據(jù)流圖能較好地反映系統(tǒng)中各局部應(yīng)用的子系統(tǒng)的詳細(xì)情況，因此中層數(shù)據(jù)流圖經(jīng)常作為設(shè)計(jì)分E-R圖的依據(jù)。每個局部應(yīng)用都對應(yīng)了一組數(shù)據(jù)流圖與數(shù)據(jù)字典。將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)字典中抽取出來，參照數(shù)據(jù)流圖，確定局部應(yīng)用中的實(shí)體、實(shí)體的屬性、實(shí)體的碼，確定實(shí)體之間的聯(lián)系及其類型

確定實(shí)體及屬性①

屬性必須是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能包含其他屬性。②

屬性不能與其他實(shí)體具有聯(lián)系，與其他實(shí)體有聯(lián)系的屬性一般應(yīng)按照實(shí)體處理。符合上述兩條特性的事物一般作為屬性對待。視圖集成依據(jù)不同的局部應(yīng)用數(shù)據(jù)流圖設(shè)計(jì)的分E-R圖，進(jìn)行視圖集成，將所有的分E-R圖綜合成一個系統(tǒng)的總E-R圖。一般說來，視圖的集成可以有兩種方式。①

多個分E-R圖一次集成。②

逐步集成，用累加的方式一次集成兩個分E-R圖。其中第1種方法比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來難度較大。第2種方法每次只集成兩個分E-R圖，可以降低復(fù)雜度。視圖集成時(shí)需要進(jìn)行分E-R圖的合并、修改、重構(gòu)，解決各分E-R圖之間的沖突，消除不必要的冗余，形成基本E-R圖。

視圖集成（2）1．解決沖突，合并分E-R圖，形成初步E-R圖。

分E-R圖之間存在的不一致稱為沖突，各分E-R圖之間的沖突主要有3類屬性沖突命名沖突結(jié)構(gòu)沖突2．消除不必要的冗余，設(shè)計(jì)基本E-R圖。

分E-R圖經(jīng)過合并生成的是初步E-R圖，這種E-R圖中可能會存在冗余，還需要對其進(jìn)行消除冗余處理。冗余包括兩種情況，數(shù)據(jù)冗余和聯(lián)系冗余，其中冗余數(shù)據(jù)是可由基本數(shù)據(jù)導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，冗余聯(lián)系是指可由其他聯(lián)系導(dǎo)出的聯(lián)系。學(xué)籍管理概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1．?dāng)?shù)據(jù)抽象、確定實(shí)體及其屬性與碼2．確定實(shí)體間關(guān)系，設(shè)計(jì)分E-R圖3．合并分E-R圖，消除冗余，設(shè)計(jì)基本E-R圖。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)獨(dú)立于DBMS，需要將概念結(jié)構(gòu)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為與特定DBMS產(chǎn)品所支持的數(shù)據(jù)模型相符合的邏輯結(jié)構(gòu)。DBMS產(chǎn)品可以支持關(guān)系、網(wǎng)狀、層次三種模型中的某一種，目前大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)都選用支持關(guān)系模型的DBMS。設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)時(shí)首先要將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型，然后對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。關(guān)系模型的邏輯結(jié)構(gòu)是一組關(guān)系模式的集合，E-R圖則是由實(shí)體、實(shí)體屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系3個要素組成的。所以將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型實(shí)際上就是將實(shí)體、實(shí)體屬性和實(shí)體之間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式，并確定關(guān)系模式的屬性和碼。將實(shí)體轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式一般將E-R圖中的實(shí)體轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式。實(shí)體的屬性轉(zhuǎn)化為關(guān)系的屬性，實(shí)體的碼就是關(guān)系的碼。學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期）有時(shí)為了減少關(guān)系模式的數(shù)量，如果實(shí)體之間存在很大的相似性，而且數(shù)據(jù)量不大，可以考慮將這些實(shí)體轉(zhuǎn)化為一個統(tǒng)一的關(guān)系模式，該關(guān)系模式具有其他實(shí)體的屬性。為了區(qū)別不同的實(shí)體，可以增加實(shí)體類型的屬性。如：學(xué)歷、職稱、課程類型編碼等實(shí)體具有類似的屬性，即編碼和描述，而且這類維護(hù)信息不會很多，因此可以將學(xué)歷和職稱實(shí)體合并為以下編碼關(guān)系模式：（編碼，編碼類型，編碼描述）。

將實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化成關(guān)系模式（1）1∶1的聯(lián)系

1∶1的聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，也可以與任意一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，則與該1∶1聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，每個實(shí)體的碼都可以是該關(guān)系模式的候選碼。如果與某一端對應(yīng)的關(guān)系模式合并，則需要在該關(guān)系模式的屬性中加入另一個關(guān)系模式的碼和聯(lián)系本身的屬性。例如，教師與班級的“管理”聯(lián)系為1∶1聯(lián)系可以將其轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模型：管理（教師編號，班級編號）也可以將“管理”聯(lián)系與教師或班級的關(guān)系模式合并，如將“管理”聯(lián)系與班級模式合并為：班級（班級編號，班級名稱，教師編號）也可以將“管理”聯(lián)系與教師關(guān)系模式合并將實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化成關(guān)系模式（2）

（2）1∶n的聯(lián)系

1∶n的聯(lián)系可以轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式可以與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并。如果轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式，則與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，而關(guān)系的碼為n端實(shí)體的碼。例如，學(xué)院與班級的“隸屬”聯(lián)系為1∶n聯(lián)系，一種方法是使其轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式：隸屬（班級編號，學(xué)院編號）另一種方法是將其與班級關(guān)系模式合并，這時(shí)班級關(guān)系模式為：班級（班級編號、班級名稱、學(xué)院編號）將實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)化成關(guān)系模式（3）（3）m∶n的聯(lián)系m∶n聯(lián)系轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式，與該聯(lián)系相連的各實(shí)體的碼以及聯(lián)系本身的屬性均轉(zhuǎn)換為關(guān)系的屬性，關(guān)系的碼為各實(shí)體碼的組合。例如，“選課”聯(lián)系是一個m∶n聯(lián)系，可以將其轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式：選課（學(xué)號，課程編號，成績）碼是學(xué)號與課程編號的組合。

關(guān)系模式的操作異常學(xué)籍管理數(shù)據(jù)庫，其關(guān)系模式SMD如下SMD（SNo，SName，SAge，CLno，MN，CNo，Score）（SNo，CNo）屬性的組合能唯一標(biāo)識一個元組，所以（SNo，CNo）是該關(guān)系模式的主碼，但在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的操作時(shí)，會出現(xiàn)以下幾方面的問題。SNoSNameSAgeCLnoMNCNoScore03001李剛22030001趙亦000056203001李剛22030001趙亦000087903005郝枚22030002李平000056303005郝枚22030002李平000088503005郝枚22030002李平000095403005郝枚22030002李平000067903007梁棟23030003李平000058103007梁棟23030003李平00008關(guān)系模式的操作異常(2)（1）數(shù)據(jù)冗余。每個班級編號和班主任名字的存儲次數(shù)等于該班的學(xué)生人數(shù)乘以每個學(xué)生選修的課程門數(shù)，同時(shí)學(xué)生的姓名、年齡也都要重復(fù)存儲多次，數(shù)據(jù)的冗余度很大，浪費(fèi)了存儲空間。（2）插入異常。如果某個新班暫無學(xué)生注冊，則關(guān)于班級信息和班主任的信息無法插入到數(shù)據(jù)庫中。因?yàn)樵谶@個關(guān)系模式中，（SNo，CNo）是主碼，根據(jù)關(guān)系的實(shí)體完整性約束，主碼的值不能為空，而這時(shí)沒有學(xué)生，SNo和CNo均無值，因此不能進(jìn)行插入操作。另外，如果某個學(xué)生尚未選課，即CNo未知，實(shí)體完整性約束還規(guī)定，主碼的值不能部分為空，同樣也不能進(jìn)行插入操作。關(guān)系模式的操作異常(3)（3）刪除異常。當(dāng)某班學(xué)生全部畢業(yè)時(shí)，要刪除全部學(xué)生的記錄，這時(shí)班級編號、班主任也隨之刪除，而現(xiàn)實(shí)中這個班的班主任依然存在，但在數(shù)據(jù)庫中卻無法找到相應(yīng)的信息。另外，如果某個學(xué)生本學(xué)期只選修一門課程00005，當(dāng)他不再選修該課程時(shí)，本應(yīng)該只刪去課程信息00005，但00005是主關(guān)系鍵的一部分，為保證實(shí)體體完整性，必須將整個元組一起刪掉，這樣，有關(guān)該學(xué)生的其他信息也隨之丟失。（4）更新異常。如果某學(xué)生改名，則該學(xué)生的所有記錄要要逐一修改SName的值；又如某班更換班主任，則屬于該班的學(xué)生記錄都要修改班主任的內(nèi)容，稍有不慎，就有可能漏改某些記錄，這就會造成數(shù)據(jù)的不一致，破壞了數(shù)據(jù)的完整性。一個好的關(guān)系模式應(yīng)該具備4個條件盡可能少的數(shù)據(jù)冗余；沒有插入異常；沒有刪除異常；沒有更新異常。函數(shù)依賴Y=X+5確定的映象關(guān)系Example1：R{Sno，Sname，Sdept}F={Sno→Sname，Sno→Sdept}Example2：R{Sno，Sdept，Mname，Cname，Grade}F={Sno→Sdept，Sdept→Mname，（Sno，Cname）→Grade}基本概念1、函數(shù)依賴定義：設(shè)R（U）是一個關(guān)系模式，U是R的屬性集合，X和Y是U的子集，對于R（U）的任何一個可能的關(guān)系r，如果r中不存在兩個元組，它們在X上的屬性值相同，而在Y上的屬性值不同，則稱“X函數(shù)確定Y”或“Y函數(shù)依賴于X”，記作X→Y。說明

a、函數(shù)依賴是指R的所有關(guān)系實(shí)例均要滿足的條件。b、函數(shù)依賴是語義范疇的概念。

c、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者可對現(xiàn)實(shí)世界作強(qiáng)制規(guī)定。d、若X→Y，則X叫決定因素（決定因素集）e、若X→Y，且Y→X，則記為X←→Y。2、平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴

X→Y，但Y不是X的子集，則X→Y是非平凡函數(shù)依賴。

X→Y，但Y是X的子集，則X→Y是平凡函數(shù)依賴。基本概念(2)3、完全函數(shù)依賴和部分函依賴設(shè)有關(guān)系模式R（U），U是屬性全集，X和Y是U的子集，如果X→Y，并且對于X的任何一個真子集X'，都有X'Y，則稱Y對X完全函數(shù)依賴（FullFunctionalDependency），記作XY。如果對X的某個真子集X'，都有X'→Y，則稱Y對X部分函數(shù)依賴（PartialFunctionalDependency），記作XY。

Example：Student（Sno，Sname，Sdept，Sage）SC（Sno，Cno，Grade）４、傳遞函數(shù)依賴在關(guān)系模式R（U）中，U是屬性全集，X、Y和Z是U的子集，若X→Y，（Y?X），YX，而Y→Z，則稱Z對X傳遞函數(shù)依賴（TransitiveFunctionalDependency），記作XY。如果Y→X，則X←→Y，這時(shí)稱Z對X直接函數(shù)依賴，而不是傳遞函數(shù)依賴。Example：Student（Sno，Sid，Sage）基本概念(3)5、碼設(shè)K為R（U，F(xiàn)）中的屬性或?qū)傩越M合，若KU則K為R的侯選碼。若侯選碼多于一個，則選定其中的一個為主碼（Primarykey）。包含在任何一個侯選碼中的屬性，叫做主屬性。不包含在任何中的屬性稱為非主屬性或非碼屬性。最簡單的情況，單個屬性是碼。最極端的情況是，整個屬性組是碼，稱為全碼。如：S（SNO，SDEPT，SAGE）SC（SNO，CNO，G）R（P，W，A），屬性P表示演奏者，W表示作品，A表示聽眾模式存在問題分析數(shù)據(jù)冗余規(guī)范化理論正是用來改造關(guān)系更新異常模式，通過分解關(guān)系模來消除其插入異常中不合適的數(shù)據(jù)依賴，使之成為刪除異常一個“好”模式分解后：

S（SNO，SDEPT，SNO→SDEPT）

SG（SNO，CNAME，G，（SNO，CNAME）→G）

DEPT（SDEPT，MNAME，SDEPT→MNAME）范式一、1NF（數(shù)據(jù)項(xiàng)不可再分）二、2NF（不允許有非主屬性對碼的部分依賴）三、3NF（不允許有非主屬性對碼的傳遞依賴）四、BCNF（不允許有主屬性對碼的部分依賴）多值依賴

例：TEACH（C，T，B），其中C表示課程，教師T，參考書B，關(guān)系如下數(shù)學(xué)鄧軍數(shù)學(xué)分析陳思高等代數(shù)微分方程物理李平普通物理王強(qiáng)光學(xué)原理劉明分析：1、是否屬于BCNF2、數(shù)據(jù)冗余度

3、增加操作、刪除操作、修改操作

4、原因（B和T的取值毫無關(guān)系）定義：設(shè)R（U）是一個屬性集U上的一個關(guān)系模式，X，Y，Z是U的子集，并且Z=U-X-Y，多值依賴X→→Y成立當(dāng)且僅當(dāng)對R的任一關(guān)系r，r在（X，Z）上的每個值對應(yīng)一組Y的值，這組值僅僅決定于X值而與Y的值無關(guān).若X→→Y，而Z=?，則稱X→→Y為平凡的多值依賴。否則為非平凡的多值依賴。4NF1、定義關(guān)系模式R<U，F(xiàn)>?1NF，如果對于R的每個非平凡多值依賴X→→Y（Y?X），X都含有候選碼，則R?4NF。例：Y=X+5Y=ARCSINX關(guān)系模式的規(guī)范化一、基本思想規(guī)范化實(shí)際上是概念的單一化。二、基本步驟

1NF-2NF-3NF-BCNF-4NF-5NF三、關(guān)系模式的分解保證分解后的關(guān)系模式與原關(guān)系模式等價(jià)。關(guān)系模式的規(guī)范化（2）例：SL（SNO，SDEPT，SLOC）

SNO→SDEPTSDEPT→SLOCSNO→SLOCSNOSDEPTSLOC9500195002950039500495005CSISMAISPHABCBB分解方法1、第一種分解方法

SL分解為三個關(guān)系SN（SNO），SD（SDEPT），

SO（SLOC）2、第二種分解方法

NL（SNO，SLOC）

DL（SDEPT，SLOC）SNOSLOC9500195002950039500495005ABCBBSDEPTSLOCCSISMAPHABCB第三種分解方法ND（SNO，SDEPT）NL（SNO，SLOC）SNOSDEPT9500195002950039500495005CSISMAISPHSNOSLOC9500195002950039500495005ABCBB關(guān)系模式的規(guī)范化（3）四、無損連接性五、保持函數(shù)依賴的分解第四種分解方法：ND（SNO，SDEPT）

DL（SDEPT，SLOC）六、判斷關(guān)系模式等價(jià)的三個標(biāo)準(zhǔn)七、常識

1、保持無損連接，一定能達(dá)到4NF。

2、保持函數(shù)依賴，一定能達(dá)到3NF，但不一定能達(dá)到BCNF。

3、既保持無損連接，又保持函數(shù)依賴，一定能達(dá)到3NF，但不一定能達(dá)到BCNF。規(guī)范化小結(jié)關(guān)系模式規(guī)范化的基本步驟

1NF ↓消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴消除決定屬性2NF集非碼的非平↓消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴凡函數(shù)依賴3NF ↓消除主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴

BCNF

數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化完成E-R圖向關(guān)系數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換之后，還需要對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化，修改、調(diào)整數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)庫的性能。①

確定數(shù)據(jù)依賴。按需求分析階段得到的語義，分別寫出每個關(guān)系模式內(nèi)部各屬性之間的數(shù)據(jù)依賴以及不同關(guān)系模式屬性之間的數(shù)據(jù)依賴。②

對于各個關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。③

按照數(shù)據(jù)依賴的理論對關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析，考查是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等，確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。④

按照需求分析階段得到的信息要求和處理要求，分析這些模式是否滿足這些要求，確定是否要對某些模式進(jìn)行合并或分解。并不是規(guī)范化程度越高的關(guān)系就越優(yōu)。當(dāng)一個應(yīng)用的查詢中經(jīng)常涉及兩個或多個關(guān)系模式的屬性時(shí)，系統(tǒng)必須經(jīng)常地進(jìn)行連接運(yùn)算，而連接運(yùn)算的代價(jià)是相當(dāng)高的，因此在這種情況下，2NF甚至1NF也許是最好的。設(shè)計(jì)用戶子模式（1）使用更符合用戶習(xí)慣的別名視圖集成時(shí)，為了減少異義同名的沖突，規(guī)范了一些名稱。規(guī)范后的名稱與局部用戶的習(xí)慣不一致，將影響用戶的工作。設(shè)計(jì)用戶的子模式時(shí)可以重新定義某些屬性名，使其與用戶習(xí)慣一致。（2）針對不同級別的用戶定義不同的視圖不同的用戶關(guān)心的實(shí)體及其屬性不同，對這些實(shí)體與屬性的訪問權(quán)限也不同。例如學(xué)生允許查看課程的開設(shè)情況和任課教師的學(xué)歷、職稱等屬性，但是沒有權(quán)利查看教師的籍貫、工資等屬性。為了滿足系統(tǒng)安全性要求，需要針對不同級別的用戶定義不同的視圖。（3）簡化用戶對系統(tǒng)的使用某些局部應(yīng)用中經(jīng)常要使用一些很復(fù)雜的查詢，為了方便用戶，可以將這些復(fù)雜查詢定義為視圖，用戶每次只對定義好的視圖進(jìn)行查詢，方便用戶使用系統(tǒng)。

實(shí)例——學(xué)籍管理邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）1．?dāng)?shù)據(jù)模型（1）將實(shí)體轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型將學(xué)生實(shí)體轉(zhuǎn)換為學(xué)生關(guān)系（學(xué)號，姓名，性別，出生日期）將班級實(shí)體轉(zhuǎn)換為班級關(guān)系（班級編號、班級名稱）將學(xué)院實(shí)體轉(zhuǎn)換為班級關(guān)系（學(xué)院編號、學(xué)院名稱）將課程實(shí)體轉(zhuǎn)換為課程關(guān)系（課程編號、課程名稱、課程介紹、開設(shè)學(xué)期、總學(xué)時(shí)、學(xué)分、先修課程）將課程類型實(shí)體轉(zhuǎn)換為課程類型關(guān)系（課程類型碼、類型說明）將教師實(shí)體轉(zhuǎn)換為教師關(guān)系（教師編號、姓名、性別、出生日期、參加工作日期）將職稱實(shí)體轉(zhuǎn)換為職稱關(guān)系（職稱編碼、職稱）實(shí)例——學(xué)籍管理邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）（2）將聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模型①將1∶1的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式。教師與班級的“管理”聯(lián)系為1∶1聯(lián)系，可以使用下面任一種方法轉(zhuǎn)換。 將其轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模型管理（教師編號，班級編號），其中教師編號是教師關(guān)系的碼，班級編號是班級關(guān)系的碼。教師編號與班級編號都可以是管理關(guān)系的候選碼，此處選擇教師編號作為管理關(guān)系的碼。 將管理聯(lián)系合并到班級關(guān)系模式中在班級關(guān)系模式中加入教師關(guān)系的碼——教師編號，形成如下關(guān)系模式：班級（班級編號，班級名稱，教師編號）。 將管理聯(lián)系合并到教師關(guān)系模式中在教師關(guān)系中加入班級關(guān)系的碼——班級編號，形成如下關(guān)系模式：教師（教師編號、姓名、性別、出生日期、參加工作日期、班級編號）。實(shí)例——學(xué)籍管理邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）②將1∶n的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式。 學(xué)院與班級的“隸屬”聯(lián)系學(xué)院與班級的“隸屬”聯(lián)系?？梢允褂孟旅嫒我环N方法轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式。一種方法是使其轉(zhuǎn)換為一個獨(dú)立的關(guān)系模式：隸屬（班級編號，學(xué)院編號），其中班級編號為“隸屬”關(guān)系的碼。另一種方法是將其與班級關(guān)系模式合并，這時(shí)班級關(guān)系模式修改為：班級（班級編號、班級名稱、學(xué)院編號），其中班級關(guān)系模式的碼仍為班級編號。后一種方式是常用的轉(zhuǎn)換方法，下面的1∶n的聯(lián)系都采用將聯(lián)系與n端對應(yīng)的關(guān)系模式合并的方法。 教師與學(xué)院的“就職”聯(lián)系將“就職”聯(lián)系與教師關(guān)系合并，教師關(guān)系模式變?yōu)椋航處煟ń處熅幪枴⑿彰?、性別、出生日期、參加工作日期、學(xué)院編號） 教師與職稱的“聘任”聯(lián)系將“聘任”聯(lián)系與教師關(guān)系合并，教師關(guān)系模式變?yōu)椋航處煟ń處熅幪枴⑿彰?、性別、出生日期、參加工作日期、學(xué)院編號、職稱編碼） 課程與課程類型的“屬于”聯(lián)系將課程與課程類型的“屬于”聯(lián)系與課程關(guān)系合并，課程關(guān)系模式變?yōu)椋赫n程（課程編號、課程名稱、課程介紹、開設(shè)學(xué)期、總學(xué)時(shí)、學(xué)分、先修課程、課程類型編碼） 學(xué)生與班級“所在”聯(lián)系將學(xué)生與班級“所在”聯(lián)系與學(xué)生關(guān)系合并，學(xué)生關(guān)系模式變?yōu)椋簩W(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生日期、班級編號）實(shí)例——學(xué)籍管理邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）③將m∶n的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式。學(xué)生與課程的“選課”聯(lián)系將“選課”轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式：選課（學(xué)號，課程編號，選修學(xué)期），碼是學(xué)號與課程編號的組合。教師與課程的“授課”聯(lián)系將“授課”轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式：授課（教師編號，課程編號，授課學(xué)期、授課地點(diǎn)），碼是教師編號與課程編號的組合。實(shí)例——學(xué)籍管理邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）2．用戶子模式

為了方便查詢教師的教學(xué)情況，根據(jù)需要建立如下子模式：教師基本信息（教師編號，姓名，性別，學(xué)歷，職稱）課程開設(shè)情況（課程編號，課程名稱，課程簡介，教師編號，歷屆成績，及格率）

為學(xué)籍管理人員建立如下子模式：學(xué)生基本情況（學(xué)號，姓名，性別，年齡，籍貫，班級，學(xué)院，獲取總學(xué)分）授課效果（課程編號，選修學(xué)期，平均成績）

為學(xué)生建立如下子模式：考試通過基本情況（學(xué)號，姓名，班級，課程名稱，成績）

為教師建立如下子模式：選修學(xué)生情況（課程編號，學(xué)號，姓名，班級，學(xué)院，平均成績）授課效果（課程編號，選修學(xué)期，平均成績）物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫是存儲在物理設(shè)備上的，數(shù)據(jù)庫在物理設(shè)備上的存儲結(jié)構(gòu)與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，物理結(jié)構(gòu)依賴于給定的DBMS和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工作完成后，需要為給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，對物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)間（執(zhí)行效率）和空間效率的評價(jià)。數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的任務(wù)是對給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)，即在邏輯設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，為每個關(guān)系模式選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)和存取方法，使數(shù)據(jù)庫的事務(wù)能夠高效率地運(yùn)行。

數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)階段主要包括以下4個過程。①

分析影響物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的因素。②

為關(guān)系模式選擇存取方法。③

設(shè)計(jì)關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲結(jié)構(gòu)。④

評價(jià)物理結(jié)構(gòu)。

物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下問題。①確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。需考慮存取時(shí)間、空間效率和維護(hù)代價(jià)間的平衡。如在引入冗余數(shù)據(jù)以加快存取速度時(shí)應(yīng)兼顧系統(tǒng)的空間效率。②選擇合適的存取路徑。例如，確定應(yīng)該為哪些關(guān)系模式建立索引，索引關(guān)鍵字是什么等。③確定數(shù)據(jù)的存放位置。例如，確定數(shù)據(jù)存放在一個磁盤上還是多個磁盤上，什么數(shù)據(jù)該存放在高速存儲器上，什么應(yīng)存放在低速存儲器上等。④確定存取分布。許多DBMS都提供了一些存儲分配參數(shù)供設(shè)計(jì)者使用。例如，緩沖區(qū)的大小和個數(shù)、塊的長度、塊因子的大小等。設(shè)計(jì)者必須規(guī)定其中的一些參數(shù)設(shè)置。分析影響數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的因素

（1）與數(shù)據(jù)庫查詢事務(wù)有關(guān)的因素 查詢的關(guān)系 查詢條件所涉及的屬性 連接條件所涉及的屬性 查詢的投影屬性（2）與數(shù)據(jù)庫更新事務(wù)有關(guān)的因素

被更新的關(guān)系

每個關(guān)系更新操作的類型

刪除和修改操作條件所涉及的屬性

修改操作要改變的屬性值（3）每個事務(wù)在各個關(guān)系上運(yùn)行的頻率和時(shí)間約束

關(guān)系模式存取方法選擇DBMS一般都提供多種存取方式：

索引（index）

HASH

HASH方法是用HASH函數(shù)存儲和存取關(guān)系記錄的方法。具體地講是，指定某個關(guān)系上的—個（組）屬性A作為HASH碼，對該HASH碼定義一個函數(shù)（稱為HASH函數(shù)），關(guān)系記錄的存儲地址由HASH（a）來決定，a是該記錄在屬性A上的值。聚簇（cluster）為了提高某個屬性（或?qū)傩越M）的查詢速度，把這個或這些屬性（稱為聚簇碼）上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊上，這種方法稱為聚簇。聚簇方法可以大大提高按聚簇碼進(jìn)行查詢的效率。關(guān)系模式存取方法選擇（2）（1）索引方法根據(jù)實(shí)際需要確定對哪些關(guān)系的哪些屬性列建立索引、組合索引或唯一索引。是否需要建立索引，可以考慮以下原則。①如果一個（組）屬性經(jīng)常作為查詢條件，可以考慮建立索引（組合索引）。②如果一個（組）屬性經(jīng)常使用聚集函數(shù)，可以考慮建立索引。③如果一個（組）屬性經(jīng)常需要作為連接條件，可以考慮建立索引。由于系統(tǒng)維護(hù)索引是需要一定的空間的，而且數(shù)據(jù)表內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)也需要重新維護(hù)索引。因此索引并不是越多越好，設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)具體情況來建立。如果一個關(guān)系的更新頻率很高，這個關(guān)系上就不要定義的太多的索引。關(guān)系模式存取方法選擇（3）（2）HASH方法如果一個關(guān)系的屬性主要出現(xiàn)在等連接條件中或相等比較的選擇條件中，是否選擇HASH存取方法的原則如下。①一個關(guān)系的大小可預(yù)知，而且不變，則此關(guān)系可以選擇HASH存取方法。②如果DBMS支持動態(tài)HASH存取方式，即使關(guān)系大小動態(tài)可變，也可以采用HASH存取方法。關(guān)系模式存取方法選擇（3）聚簇方法需要建立多少個聚簇，每個聚簇中包括哪些關(guān)系，可以參考以下原則。①

經(jīng)常在一起進(jìn)行連接操作的關(guān)系可以建立聚簇。②

如果一個關(guān)系的一組屬性經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中，則該單個關(guān)系可以建立聚簇。③

如果一個關(guān)系的一個（組）屬性上的值重復(fù)率很高，則此關(guān)系可以建立聚簇。④

一個數(shù)據(jù)庫可以建立多個聚簇，一個關(guān)系只能加入一個聚簇。如果出現(xiàn)下列情況，建議不要建立聚簇。①

經(jīng)常需要進(jìn)行全表掃描的關(guān)系。②

更新操作頻率高于訪問和連接操作的關(guān)系。確定系統(tǒng)配置

DBMS產(chǎn)品一般都提供了一些存儲分配參數(shù)，供設(shè)計(jì)人員和數(shù)據(jù)庫管理員對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物理優(yōu)化。初始情況下，系統(tǒng)都為這些變量賦予了合理的缺省值。但是這些值不一定適合每一種應(yīng)用環(huán)境，在進(jìn)行物理設(shè)計(jì)時(shí)，需要重新對這些變量賦值以改善系統(tǒng)的性能。通常情況下，這些配置變量包括：同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫的用戶數(shù)，同時(shí)打開的數(shù)據(jù)庫對象數(shù)，使用的緩沖區(qū)長度、個數(shù)，時(shí)間片大小、數(shù)據(jù)庫的大小，裝填因子，鎖的數(shù)目等，這些參數(shù)值影響存取時(shí)間和存儲空間的分配，在物理設(shè)計(jì)時(shí)就要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境確定這些參數(shù)值，以使系統(tǒng)性能最優(yōu)。在物理設(shè)計(jì)時(shí)對系統(tǒng)配置變量的調(diào)整只是初步的，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況做進(jìn)一步的調(diào)整，以期切實(shí)改進(jìn)系統(tǒng)性能。

評價(jià)物理結(jié)構(gòu)物理設(shè)計(jì)過程中需考慮時(shí)間和空間效率、維護(hù)代價(jià)和用戶的要求等，對這些因素考慮的側(cè)重點(diǎn)不同會產(chǎn)生多種物理設(shè)計(jì)方案。因此，數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)應(yīng)全面權(quán)衡這幾個因素，對各種可能的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評價(jià)，評價(jià)的重點(diǎn)是系統(tǒng)的時(shí)間和空間效率，并從多個方案中選出較優(yōu)的物理結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)庫實(shí)施與維護(hù)完成數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)之后，就可以根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用符合DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言，建立數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫對象。數(shù)據(jù)定義語言可以通過手工編寫腳本，也可以使用建模工具（如PowerDesigner）根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動生成。數(shù)據(jù)庫建立之后，可以組織數(shù)據(jù)入庫。經(jīng)過調(diào)試、試運(yùn)行之后可以正式運(yùn)行。正式運(yùn)行時(shí)，還需要不斷進(jìn)行維護(hù)。

數(shù)據(jù)庫試運(yùn)行

數(shù)據(jù)庫運(yùn)行與維護(hù)

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫根據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使用DBMS提供的命令，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、建立數(shù)據(jù)庫中所包含的各種數(shù)據(jù)對象，包括表、視圖、索引、觸發(fā)器等。這部分的工作可以用CREATEDATABASE、CREATETABLE、CREATEVIEW等命令手工編寫。這些SQL語句一般都需要保存形成建立數(shù)據(jù)庫的腳本，一方面方便修改調(diào)式，另一方面可以在不同時(shí)間或計(jì)算機(jī)上多次創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建腳本也可以使用如PowerDesigner等CSAE工具生成。組織數(shù)據(jù)入庫（1）手工（紙質(zhì)）數(shù)據(jù)用戶以前沒有使用任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)助業(yè)務(wù)工作，所有的數(shù)據(jù)都存儲在一些報(bào)表、檔案、憑證、單據(jù)、臺賬中。組織這類數(shù)據(jù)入庫的工作非常艱辛。一方面需要用戶按照數(shù)據(jù)庫要求配合整理手工數(shù)據(jù)，確保手工數(shù)據(jù)的正確性、一致性、完整性。另一方面需