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第三章：数据库结构设计

2019-03-21 13:02:04   72  举报

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国三数据库第三章数据库结构设计

国家级计算机等级考试

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大纲/内容

数据库概念设计

概念设计的任务

定义和描述应用领域涉及的数据范围

获取应用领域或问题域的信息模型

描述清楚数据的属性特征

描述清楚数据之间的关系

定义和描述数据的约束

说明数据的安全性要求

支持用户的各种数据处理需求

保证信息模型方便地转换成数据库的逻辑结构

概念设计的依据及过程

概念设计的依据

概念设计的依据是需求分析阶段的文档（需求说明书，功能模型）

概念设计的过程

明确建模目标

定义实体集

方法

分类标识

概括命名

定义联系

建立信息模型

IDEF1X

UML

确定实体集属性

对信息模型进行集成和优化

数据建模方法

三者共有的特点

能够真实客观的描述现实世界中的数据结构以及数据之间的关系

组成模型的概念少，语义清楚，容易理解

不同概念的语义不重叠，概念无多义性

使用图形描述数据，数据更加直观易懂，有利于数据库设计者和用户交流

这三种模型容易转换成数据库逻辑设计阶段需要的数据结构

概念介绍

实体|实例

实体集合

矩形表示

属性

属性的取值范围成为域

椭圆形或者圆角矩形表示

码

联系

一对一

一对多

菱形表示

多对多

IDEF1X

重在数据建模

组成元素

实体集

联系

标定型联系

非标定型联系

分类联系

非确定联系

IDEF0侧重需求建模

UML

概念设计的结果

编写数据库概念设计说明书

数据库逻辑设计

概述

逻辑设计事把数据库概念设计的结果(ER模型)转换为具体的数据库管理系统支持的数据模型

阶段任务

定义和描述

定义和描述数据库的全局逻辑结构

数据之间的关系

数据的完整性

数据的安全性

数据库的物理设计

概述

数据库物理设计的目的是：将数据的逻辑描述转换为实现技术规范

数据库的物理结构

包括

文件的组织

文件的结构

文件的存取

索引技术

有序索引

分类

聚集索引

数据文件排列顺序和索引文件的索引项排列顺序一致则成为聚集索引

非聚集索引

不一致

稠密索引

每一个索引项都能对应上一条记录

稀疏索引

至少一条索引项在数据项中没有对应记录

主索引

在数据文件的主属性上建立的索引

辅索引

在非主属性上建立的索引

唯一索引

可以确定索引项中不包含重复的值

单层索引

一个索引文件对应一个数据文件

多层索引

多个索引对应一个数据文件（层叠式）

散列索引（哈希索引）

数据库物理设计

物理设计的内容

在具体的硬件环境，操作系统，DBMS约束下，根据数据库逻辑设计结果设计何使的数据库物理结构

物理设计的目标

存储空间占用少

数据访问效率高

维护代价低

物理设计的主要环节

数据库逻辑模式的描述

设计内容

面向目标数据库描述基本表的内容

设计基本表的业务规则

文件组织与存取设计

设计步骤

使用事务-基本表交叉引用矩阵，分析对各个基本表的访问情况

估计各事务的执行频率（单位时间内事务的执行次数）

对每张表的执行频率……各种信息做汇总

设计原则

数据量较少，S,U,D,A较频繁的基本表而可以采用堆文件组织方式

执行频繁，需要进行多表连接操作的查询，可以将表组织为聚集文件

数据分布设计

不同类型数据类型的物理分布

根据数据的使用情况，可以将数据放置于不同的存贮介质上

应用数据的划分与分布

根据数据的使用特征来划分

将基本表进行分区，使用频繁，和使用不频繁区，分开存储，

根据时间，地点来划分

分布式数据库系统中的数据划分

水平划分

垂直划分

每张子表应包含基本表的主键

派生属性数据分布

该属性的取值可以由该表中的其他属性的取值唯一确定

实现方式

将派生属性放置于该表中

派生属性不出现在该表中，查询时采用计算或者某种方式去获取派生属性

原则

实际开发中，如果派生属性关系比较复杂，可最好采用第一种方式

关系模式的去规范化

规范化处理过后的ER模型应满足第三范式，

原则

如果规范化后的数据结构使用过程中过于复杂，且包涵连接等复杂操作，可以使用去规范化处理

确定系统配置

物理模式评估

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