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1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System 第六章 數(shù)據(jù)庫設計(續(xù)-3),第六章 數(shù)據(jù)庫設計,6.1 數(shù)據(jù)庫設計概述 6.2 需求分析 6.3 概念結構設計 6.4 邏輯結構設計 6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計 6.6 數(shù)據(jù)庫實施 6.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護 6.8 小結,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,什么是數(shù)據(jù)庫的物理設計 數(shù)據(jù)庫在物理設備上的存儲結構與存取方法稱為數(shù)據(jù)庫的物理結構，它依賴于給定的計算機系統(tǒng)。 為一個給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個最適合應用環(huán)境的物理結構的過程，就是數(shù)據(jù)庫的物理設計。,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,數(shù)據(jù)庫物理設計的步驟 確定數(shù)據(jù)庫的物理結

2、構 對物理結構進行評價，評價的重點是時間和空間效率 如果評價結果滿足原設計要求則可進入到物理實施階段，否則，就需要重新設計或修改物理結構，有時甚至要返回邏輯設計階段修改數(shù)據(jù)模型。,,,,,邏輯 模型,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,6.5.1 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法 6.5.2 關系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結構 6.5.4 評價物理結構,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,6.5.1 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法 6.5.2 關系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結構 6.5.4 評價物理結構,6.5.1 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法,設計物理數(shù)據(jù)庫結構的準備工作 1.

3、 充分了解應用環(huán)境，詳細分析要運行的事務，以獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫設計所需參數(shù) 2. 充分了解所用RDBMS的內(nèi)部特征，特別是系統(tǒng)提供的存取方法和存儲結構,數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法（續(xù)）,選擇物理數(shù)據(jù)庫設計所需參數(shù) 數(shù)據(jù)庫查詢事務 查詢的關系 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,數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法（續(xù)）,選擇物理數(shù)據(jù)庫設計所需參數(shù)(續(xù)) 數(shù)據(jù)更新事務 被更新的關系 每個關系上的更新操作條件所涉及的屬性 修改操作要改變的屬性值 每個事務在各關系上運行的頻率和性能要求,數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法（續(xù)）,關系數(shù)據(jù)庫物理設計的內(nèi)容 1. 為關系模式選擇存取方法(建立

4、存取路徑) 2. 設計關系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲結構,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,6.5.1 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法 6.5.2 關系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結構 6.5.4 評價物理結構,6.5.2 關系模式存取方法選擇,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是多用戶共享的系統(tǒng)，對同一個關系要建立多條存取路徑才能滿足多用戶的多種應用要求。 物理設計的第一個任務就是要確定選擇哪些存取方法，即建立哪些存取路徑。,關系模式存取方法選擇（續(xù)）,DBMS常用存取方法 索引方法，目前主要是B+樹索引方法 聚簇（Cluster）方法 HASH方法,一、索引存取方法的選擇,選擇索引存取方法的主要內(nèi)容 根

5、據(jù)應用要求確定 對哪些屬性列建立索引 對哪些屬性列建立組合索引 對哪些索引要設計為唯一索引,索引存取方法的選擇（續(xù)）,選擇索引存取方法的一般規(guī)則 如果一個(或一組)屬性經(jīng)常在查詢條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(或這組)屬性上建立索引(或組合索引) 如果一個屬性經(jīng)常作為最大值和最小值等聚集函數(shù)的參數(shù)，則考慮在這個屬性上建立索引 如果一個(或一組)屬性經(jīng)常在連接操作的連接條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(或這組)屬性上建立索引,索引存取方法的選擇（續(xù)）,關系上定義的索引數(shù)過多會帶來較多的額外開銷 維護索引的開銷 查找索引的開銷,二、聚簇存取方法的選擇,什么是聚簇 為了提高某個屬性（或屬性組）的查詢速度，把這個或

6、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)的物理塊稱為聚簇 許多關系型DBMS都提供了聚簇功能 聚簇存放與聚簇索引的區(qū)別,建立聚簇索引 （復習）,聚簇索引 建立聚簇索引后，基表中數(shù)據(jù)也需要按指定的聚簇屬性值的升序或降序存放。也即聚簇索引的索引項順序與表中元組的物理順序一致。 例： CREATE CLUSTER INDEX Stusname ON Student(Sname)； 在Student表的Sname（姓名）列上建立一個聚簇索引，而且Student表中的記錄將按照Sname值的升序存放,建立聚簇索引 （復習）,在一個基本表上最多只能建立一個聚簇索引 聚簇索引的用途：對于某些類

7、型的查詢，可以提高查詢效率 聚簇索引的適用范圍 很少對基表進行增刪操作 很少對其中的變長列進行修改操作,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,聚簇的用途 1. 大大提高按聚簇屬性進行查詢的效率 例：假設學生關系按所在系建有索引，現(xiàn)在要查詢信息系的所有學生名單。 信息系的500名學生分布在500個不同的物理塊上時，至少要執(zhí)行500次I/O操作。 如果將同一系的學生元組集中存放，則每讀一個物理塊可得到多個滿足查詢條件的元組，從而顯著地減少了訪問磁盤的次數(shù)。,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,2. 節(jié)省存儲空間 聚簇以后，聚簇碼相同的元組集中在一起了，因而聚簇碼值不必在每個元組中重復存儲，只要在一組中存一次就行了,聚簇

8、存取方法的選擇（續(xù)）,聚簇的局限性 1. 聚簇只能提高某些特定應用的性能 2. 建立與維護聚簇的開銷相當大 對已有關系建立聚簇，將導致關系中元組移動其物理存儲位置，并使此關系上原有的索引無效，必須重建。 當一個元組的聚簇碼改變時，該元組的存儲位置也要做相應移動。,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,聚簇的適用范圍 1. 既適用于單個關系獨立聚簇，也適用于多個關系組合聚簇 例：假設用戶經(jīng)常要按系別查詢學生成績單，這一查詢涉及學生關系和選修關系的連接操作，即需要按學號連接這兩個關系，為提高連接操作的效率，可以把具有相同學號值的學生元組和選修元組在物理上聚簇在一起。這就相當于把多個關系按“預連接”的形式存放，

9、從而大大提高連接操作的效率。,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,2. 當通過聚簇碼進行訪問或連接是該關系的主要應用，與聚簇碼無關的其他訪問很少或者是次要的時，可以使用聚簇。 尤其當SQL語句中包含有與聚簇碼有關的ORDER BY，GROUP BY，UNION，DISTINCT等子句或短語時，使用聚簇特別有利，可以省去對結果集的排序操作,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,選擇聚簇存取方法 1. 設計候選聚簇 對經(jīng)常在一起進行連接操作的關系可以建立組合聚簇； 如果一個關系的一組屬性經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中，則該單個關系可建立聚簇； 如果一個關系的一個(或一組)屬性上的值重復率很高，則此單個關系可建立聚簇。即對應每

10、個聚簇碼值的平均元組數(shù)不太少。太少了，聚簇的效果不明顯。,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,2. 檢查候選聚簇中的關系，取消其中不必要的關系 從獨立聚簇中刪除經(jīng)常進行全表掃描的關系； 從獨立/組合聚簇中刪除更新操作遠多于查詢操作的關系； 從獨立/組合聚簇中刪除重復出現(xiàn)的關系 當一個關系同時加入多個聚簇時，必須從這多個聚簇方案(包括不建立聚簇)中選擇一個較優(yōu)的，即在這個聚簇上運行各種事務的總代價最小。,三、HASH存取方法的選擇,選擇HASH存取方法的規(guī)則 當一個關系滿足下列兩個條件時，可以選擇HASH存取方法 該關系的屬性主要出現(xiàn)在等值連接條件中或主要出現(xiàn)在相等比較選擇條件中 該關系的大小可預知，而且

11、不變； 或 該關系的大小動態(tài)改變，但所選用的DBMS提供了動態(tài)HASH存取方法。,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,6.5.1 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法 6.5.2 關系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結構 6.5.4 評價物理結構,6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結構,確定數(shù)據(jù)庫物理結構的內(nèi)容 1. 確定數(shù)據(jù)的存放位置和存儲結構 關系 索引 聚簇 日志 備份 2. 確定系統(tǒng)配置,1. 確定數(shù)據(jù)的存放位置,影響數(shù)據(jù)存放位置和存儲結構的因素 硬件環(huán)境 應用需求 存取時間 存儲空間利用率 維護代價 這三個方面常常是相互矛盾的 例：消除一切冗余數(shù)據(jù)雖能夠節(jié)約存儲空間和減少維護代價，但往往

12、會導致檢索代價的增加 必須進行權衡，選擇一個折中方案。,確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）,基本原則 根據(jù)應用情況將 易變部分與穩(wěn)定部分 存取頻率較高部分與存取頻率較低部分 分開存放，以提高系統(tǒng)性能,確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）,例： 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等由于只在故障恢復時才使用，而且數(shù)據(jù)量很大，可以考慮存放在磁帶上。 如果計算機有多個磁盤，可以考慮將表和索引分別放在不同的磁盤上，在查詢時，由于兩個磁盤驅動器分別在工作，因而可以保證物理讀寫速度比較快。,確定數(shù)據(jù)的存放位置（續(xù)）,例（續(xù)）： 可以將比較大的表分別放在兩個磁盤上，以加快存取速度，這在多用戶環(huán)境下特別有效。 可以將日志文件與數(shù)據(jù)庫對

13、象（表、索引等）放在不同的磁盤以改進系統(tǒng)的性能。,2. 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) 同時使用數(shù)據(jù)庫的用戶數(shù) 同時打開的數(shù)據(jù)庫對象數(shù) 使用的緩沖區(qū)長度、個數(shù) 時間片大小 數(shù)據(jù)庫的大小 裝填因子 鎖的數(shù)目 等等,確定系統(tǒng)配置（續(xù)）,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用環(huán)境，在進行物理設計時，需要根據(jù)應用環(huán)境確定這些參數(shù)值，以使系統(tǒng)性能最優(yōu)。 在物理設計時對系統(tǒng)配置變量的調(diào)整只是初步的，在系統(tǒng)運行時還要根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況做進一步的調(diào)整，以期切實改進系統(tǒng)性能。,6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計,6.5.1 數(shù)據(jù)庫的物理設計的內(nèi)容和方法 6.5.2

14、關系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫的存儲結構 6.5.4 評價物理結構,6.5.4 評價物理結構,評價內(nèi)容 對數(shù)據(jù)庫物理設計過程中產(chǎn)生的多種方案進行細致的評價，從中選擇一個較優(yōu)的方案作為數(shù)據(jù)庫的物理結構,6.5.4 評價物理結構,評價方法 定量估算各種方案 存儲空間 存取時間 維護代價 對估算結果進行權衡、比較，選擇出一個較優(yōu)的合理的物理結構 如果該結構不符合用戶需求，則需要修改設計,第六章 數(shù)據(jù)庫設計,6.1 數(shù)據(jù)庫設計概述 6.2 需求分析 6.3 概念結構設計 6.4 邏輯結構設計 6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計 6.6 數(shù)據(jù)庫實施 6.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護 6.8 小結,6.6 數(shù)

15、據(jù)庫的實施,數(shù)據(jù)庫實施的工作內(nèi)容 用DDL定義數(shù)據(jù)庫結構 組織數(shù)據(jù)入庫 編制與調(diào)試應用程序 數(shù)據(jù)庫試運行,一、定義數(shù)據(jù)庫結構,確定了數(shù)據(jù)庫的邏輯結構與物理結構后，就可以用所選用的DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語言（DDL）來嚴格描述數(shù)據(jù)庫結構。,定義數(shù)據(jù)庫結構（續(xù)）,例，對于前面的例子，可以用SQL語句如下定義表結構： CREATE TABLE 學生 (學號 CHAR(8), ); CREATE TABLE 課程 ( ); ,定義數(shù)據(jù)庫結構（續(xù)）,接下來是在這些基本表上定義視圖： CREATE VIEW .... ( ); 如果需要使用聚簇，在建基本表之前，應先用CREATE

16、 CLUSTER語句定義聚族。,二、數(shù)據(jù)裝載,數(shù)據(jù)庫結構建立好后，就可以向數(shù)據(jù)庫中裝載數(shù)據(jù)了。組織數(shù)據(jù)入庫是數(shù)據(jù)庫實施階段最主要的工作。 數(shù)據(jù)裝載方法 人工方法 計算機輔助數(shù)據(jù)入庫,數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）,人工方法：適用于小型系統(tǒng) 步驟 1) 篩選數(shù)據(jù)。需要裝入數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)通常都分散在各個部門的數(shù)據(jù)文件或原始憑證中，所以首先必須把需要入庫的數(shù)據(jù)篩選出來。 2) 轉換數(shù)據(jù)格式。篩選出來的需要入庫的數(shù)據(jù)，其格式往往不符合數(shù)據(jù)庫要求，還需要進行轉換。這種轉換有時可能很復雜。 3) 輸入數(shù)據(jù)。將轉換好的數(shù)據(jù)輸入計算機中。 4) 校驗數(shù)據(jù)。檢查輸入的數(shù)據(jù)是否有誤。,數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）,計算機輔助數(shù)據(jù)入庫：適用于中

17、大型系統(tǒng) 步驟 1) 篩選數(shù)據(jù) 2) 輸入數(shù)據(jù)。由錄入員將原始數(shù)據(jù)直接輸入計算機中。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)應提供輸入界面。 3) 校驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)采用多種檢驗技術檢查輸入數(shù)據(jù)的正確性。,數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）,4) 轉換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求，從錄入的數(shù)據(jù)中抽取有用成分，對其進行分類，然后轉換數(shù)據(jù)格式。抽取、分類和轉換數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)的主要工作，也是數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)的復雜性所在。 5) 綜合數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)對轉換好的數(shù)據(jù)根據(jù)系統(tǒng)的要求進一步綜合成最終數(shù)據(jù)。,數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）,如果數(shù)據(jù)庫是在老的文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎上設計的，則數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)只需要完成轉換數(shù)據(jù)、綜合數(shù)據(jù)兩項工作

18、，直接將老系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉換成新系統(tǒng)中需要的數(shù)據(jù)格式。 為了保證數(shù)據(jù)能夠及時入庫，應在數(shù)據(jù)庫物理設計的同時編制數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)。,三、編制與調(diào)試應用程序,數(shù)據(jù)庫應用程序的設計應該與數(shù)據(jù)設計并行進行。 在數(shù)據(jù)庫實施階段，當數(shù)據(jù)庫結構建立好后，就可以開始編制與調(diào)試數(shù)據(jù)庫的應用程序。調(diào)試應用程序時由于數(shù)據(jù)入庫尚未完成，可先使用模擬數(shù)據(jù)。,四、數(shù)據(jù)庫試運行,應用程序調(diào)試完成，并且已有一小部分數(shù)據(jù)入庫后，就可以開始數(shù)據(jù)庫的試運行。 數(shù)據(jù)庫試運行也稱為聯(lián)合調(diào)試，其主要工作包括： 1）功能測試：實際運行應用程序，執(zhí)行對數(shù)據(jù)庫的各種操作，測試應用程序的各種功能。 2）性能測試：測量系統(tǒng)的性能指標，分析是否符合設計

19、目標。,數(shù)據(jù)庫試運行（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫性能指標的測量 數(shù)據(jù)庫物理設計階段在評價數(shù)據(jù)庫結構估算時間、空間指標時，作了許多簡化和假設，忽略了許多次要因素，因此結果必然很粗糙。 數(shù)據(jù)庫試運行則是要實際測量系統(tǒng)的各種性能指標（不僅是時間、空間指標），如果結果不符合設計目標，則需要返回物理設計階段，調(diào)整物理結構，修改參數(shù)；有時甚至需要返回邏輯設計階段，調(diào)整邏輯結構。,數(shù)據(jù)庫試運行（續(xù)）,數(shù)據(jù)的分期入庫 重新設計物理結構甚至邏輯結構，會導致數(shù)據(jù)重新入庫。 由于數(shù)據(jù)入庫工作量實在太大，所以可以采用分期輸入數(shù)據(jù)的方法 先輸入小批量數(shù)據(jù)供先期聯(lián)合調(diào)試使用 待試運行基本合格后再輸入大批量數(shù)據(jù) 逐步增加數(shù)據(jù)量，逐步完成

20、運行評價,數(shù)據(jù)庫試運行（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫的轉儲和恢復 在數(shù)據(jù)庫試運行階段，系統(tǒng)還不穩(wěn)定，硬、軟件故障隨時都可能發(fā)生 系統(tǒng)的操作人員對新系統(tǒng)還不熟悉，誤操作也不可避免 因此必須做好數(shù)據(jù)庫的轉儲和恢復工作，盡量減少對數(shù)據(jù)庫的破壞。,第六章 數(shù)據(jù)庫設計,6.1 數(shù)據(jù)庫設計概述 6.2 需求分析 6.3 概念結構設計 6.4 邏輯結構設計 6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計 6.6 數(shù)據(jù)庫實施 6.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護 6.8 小結,6.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護,數(shù)據(jù)庫試運行結果符合設計目標后，數(shù)據(jù)庫就可以真正投入運行了。 數(shù)據(jù)庫投入運行標著開發(fā)任務的基本完成和維護工作的開始 對數(shù)據(jù)庫設計進行評價、調(diào)整、修改等維護工作

21、是一個長期的任務，也是設計工作的繼續(xù)和提高。 應用環(huán)境在不斷變化 數(shù)據(jù)庫運行過程中物理存儲會不斷變化,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,在數(shù)據(jù)庫運行階段，對數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護工作主要是由DBA完成的，包括： 數(shù)據(jù)庫的轉儲和恢復 轉儲和恢復是系統(tǒng)正式運行后最重要的維護工作之一。 DBA要針對不同的應用要求制定不同的轉儲計劃，定期對數(shù)據(jù)庫和日志文件進行備份。 一旦發(fā)生介質(zhì)故障，即利用數(shù)據(jù)庫備份及日志文件備份，盡快將數(shù)據(jù)庫恢復到某種一致性狀態(tài)。,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性控制 DBA必須根據(jù)用戶的實際需要授予不同的操作權限 在數(shù)據(jù)庫運行過程中，由于應用環(huán)境的變化，對安全性的要求也會發(fā)生變

22、化，DBA需要根據(jù)實際情況修改原有的安全性控制。 由于應用環(huán)境的變化，數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件也會變化，也需要DBA不斷修正，以滿足用戶要求。,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進 在數(shù)據(jù)庫運行過程中， DBA必須監(jiān)督系統(tǒng)運行，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，找出改進系統(tǒng)性能的方法。 利用監(jiān)測工具獲取系統(tǒng)運行過程中一系列性能參數(shù)的值 通過仔細分析這些數(shù)據(jù)，判斷當前系統(tǒng)是否處于最佳運行狀態(tài) 如果不是，則需要通過調(diào)整某些參數(shù)來進一步改進數(shù)據(jù)庫性能,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫的重組織和重構造 1）數(shù)據(jù)庫的重組織 為什么要重組織數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫運行一段時間后，由于記錄的不斷增、刪、改，會使數(shù)據(jù)庫的

23、物理存儲變壞，從而降低數(shù)據(jù)庫存儲空間的利用率和數(shù)據(jù)的存取效率，使數(shù)據(jù)庫的性能下降。,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,重組織的形式 全部重組織 部分重組織 只對頻繁增、刪的表進行重組織 重組織的目標 提高系統(tǒng)性能,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,重組織的工作 按原設計要求 重新安排存儲位置 回收垃圾 減少指針鏈 數(shù)據(jù)庫的重組織不會改變原設計的數(shù)據(jù)邏輯結構和物理結構,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,DBMS一般都提供了供重組織數(shù)據(jù)庫使用的實用程序，幫助DBA重新組織數(shù)據(jù)庫。,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,2）數(shù)據(jù)庫的重構造 為什么要進行數(shù)據(jù)庫的重構造 數(shù)據(jù)庫應用環(huán)境發(fā)生變化，會導致實體及實體間的聯(lián)系也發(fā)生相應的變化，使原有的數(shù)

24、據(jù)庫設計不能很好地滿足新的需求 增加新的應用或新的實體 取消某些已有應用 改變某些已有應用,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫重構造的主要工作 根據(jù)新環(huán)境調(diào)整數(shù)據(jù)庫的模式和內(nèi)模式 增加新的數(shù)據(jù)項 改變數(shù)據(jù)項的類型 改變數(shù)據(jù)庫的容量 增加或刪除索引 修改完整性約束條件,數(shù)據(jù)庫運行與維護（續(xù)）,重構造數(shù)據(jù)庫的程度是有限的 若應用變化太大，已無法通過重構數(shù)據(jù)庫來滿足新的需求，或重構數(shù)據(jù)庫的代價太大，則表明現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的生命周期已經(jīng)結束，應該重新設計新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，開始新數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的生命周期了。,第六章 數(shù)據(jù)庫設計,6.1 數(shù)據(jù)庫設計概述 6.2 需求分析 6.3 概念結構設計 6.4 邏輯結構

25、設計 6.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計 6.6 數(shù)據(jù)庫實施 6.7 數(shù)據(jù)庫運行與維護 6.8 小結,6.8 小結,數(shù)據(jù)庫的設計過程 需求分析 概念結構設計 邏輯結構設計 物理設計 實施 運行維護 設計過程中往往還會有許多反復。,小結（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫各級模式的形成 數(shù)據(jù)庫的各級模式是在設計過程中逐步形成的 需求分析階段綜合各個用戶的應用需求（現(xiàn)實世界的需求）。 概念設計階段形成獨立于機器特點、獨立于各個DBMS產(chǎn)品的概念模式（信息世界模型），用E-R圖來描述。,小結（續(xù)）,在邏輯設計階段將E-R圖轉換成具體的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型如關系模型，形成數(shù)據(jù)庫邏輯模式。然后根據(jù)用戶處理的要求，安全性的考慮，在基

26、本表的基礎上再建立必要的視圖（VIEW）形成數(shù)據(jù)的外模式。 在物理設計階段根據(jù)DBMS特點和處理的需要，進行物理存儲安排，設計索引，形成數(shù)據(jù)庫內(nèi)模式。,小結（續(xù)）,整個數(shù)據(jù)庫設計過程體現(xiàn)了結構特征與行為特征的緊密結合。,小結（續(xù)）,目前很多DBMS都提供了一些輔助工具（CASE工具），為加快數(shù)據(jù)庫設計速度，設計人員可根據(jù)需要選用。 例如需求分析完成之后，設計人員可以使用ORACLE DESIGNER 2000畫E-R圖，將E-R圖轉換為關系數(shù)據(jù)模型，生成數(shù)據(jù)庫結構；畫數(shù)據(jù)流圖，生成應用程序。,小結（續(xù)）,利用CASE工具生成的僅僅是數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的一個雛形，比較粗糙，數(shù)據(jù)庫設計人員需要根據(jù)用戶的應用需求進一步修改該雛形，使之成為一個完善的系統(tǒng)。 早期就選擇某種CASE工具固然能減少數(shù)據(jù)庫設計的復雜性，加快數(shù)據(jù)庫設計的速度，但往往容易將自己限制于某一個DBMS上，而不是根據(jù)概念設計的結果選擇合適的DBMS。,