第6章数据库技术与access20xx

第6章数据库技术与access20xx内容摘要：

文化基础 38 概念设计 1. 概念设计的方法 •概念设计可采用两种方法 ， 即自顶而下和自底而上 ， 分别如图 1和2所示 图 1 自顶而下的方法 图 2 自底而上的方 法 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 39 概念设计 2. 数据抽象与局部视图设计 •1） ER模型 ER方法是实体 联系方法 （ EntityRelationship Approach） 的简称 ， 是描述现实世界概念结构模型的有效方法。 用 ER方法建立的概念结构模型称为 ER模型 ， 或称为 ER图 ， 如图 3所示。 图 3 E–R模型图 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 40 现实世界的复杂性导致实体联系的复杂性。 表现在 ER图上可以归结为以下几种基本形式： （ 1） 两个实体集之间的联系 ， 如图 a所示 （ 2） 两个以上实体集间的联系 ， 如图 b所示。 （ 3） 同一实体集内部各实体之间的联系 ， 如图 c所示。 实体联系类型 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 41 概念设计 2） 数据抽象 ER模型是对现实世界的一种抽象。 所谓抽象是对实际的人 、 物 、 事和概念进行人为处理 ， 抽取人们关心的本质特性 ， 忽略非本质的细节 ， 并把这些特性用各种概念精确地加以描述 ， 这些概念组成了某种模型。 抽象一般有三种 ， 分别是分类 、 聚集和概括。 返 回 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 42 概念设计 • 3） 局部视图设计 概念结构设计的第一步就是利用上面介绍的抽象机制对需求分析阶段收集到的数据进行分类 、 组织 （ 聚集 ） ， 形成实体 、 实体的属性 ， 标识实体的码 ， 确定实体之间的联系类型 （ 1∶ 1， 1∶ n， n∶ m） ， 设计局部视图（ 也称局部 ER图 ）。 具体做法是： • （ 1） 选择局部应用； • （ 2） 逐一设计局部 ER图。 返 回 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 43 概念设计 • 3. 视图集成 • 设计好各子系统的局部视图后 ， 还需要通过视图集成的方法 ，将各子系统有机融合起来 ， 综合成一个系统的总视图 ， 如图 4所示。 这样由局部到整体设计出的数据库 ， 最终是从系统整体的角度看待和描述数据的 ， 因此数据不再面向某个应用而是面向整个系统。 经过视图集成 ， 使得数据库能被全系统的多个应用共享使用。 图 4 视图集成 局部Ｅ Ｒ图 合并 （ 消除冲突 ） 消除冗余 集成视图 基本Ｅ Ｒ图 初步Ｅ Ｒ图 分析 规范化理论 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 44 概念设计 • 1） 合并 局部 ER图中语法和语义都相同的概念称为对应 ， 局部 ER图之间的不一致称为冲突。 合并局部 ER图就是尽量合并对应的部分 ， 保留特殊的部分 ， 着重解决冲突的部分。 各局部 ER图面向不同的局部应用 ， 而通常由不同开发设计人员进行局部ER图设计 ， 因此 ， 各个局部 ER图间的冲突是难免的。 一般来讲 ， 冲突分为命名冲突 、 属性冲突和结构冲突。 • 2） 消除冗余 冗余包括冗余数据和实体间冗余的联系。 冗余数据指可由其他数据导出的数据；冗余联系是指可由其他联系导出的联系。 冗余数据和冗余联系会破坏数据库的完整性 ， 增加数据库管理的困难 ， 应该消除。 注意： 但并非所有的冗余都应去掉 ， 对于访问频率高的冗余数据应适当保留 ， 同时加强数据完整性约束 ， 如设计触发器等。 消除冗余后得到基本 ER图。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 45 逻辑设计 • 逻辑设计是在数据库概念设计的基础上 ， 将概念结构设计阶段得到的独立于 DBMS和计算机系统的概念模型转换成特定 DBMS所支持的数据模型。 • ER图向关系模型的转换 ： ER图由实体 、 联系和属性组成 ， ER图向关系模型的转换就是将实体 、 联系 、 属性转换为关系模式。 转换原则如下： • 1） 实体转换为关系模型 用关系模型表示实体是很直接的 ， 实体的名称就是关系的名称 ， 实体的属性就是关系的属性 ， 实体的主键就是关系的主键。 • 2） 联系转换为关系模型 （ 1） 一对一联系的转换：若实体间的联系是 1∶ 1， 则选择两个实体类型转换成的关系模式中的任意一个关系模式 ， 在其属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。 （ 2） 一对多联系的转换：若实体间的联系是 1∶ n， 则可以在 “ n”端实体类型转换成的关系模式中 ， 加入 “ 1”端实体类型的键和联系类型的属性。 （ 3） 多对多联系的转换：若实体间的联系是 m∶ n， 则可以把联系类型也转换成关系模式。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 46 物理设计 • 物理设计是以逻辑设计结果作为输入 ， 结合DBMS特征与存储设备特性设计出适合应用环境的物理结构。 数据库物理结构是数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。 数据库物理设计的目的是提高系统处理效率 ， 充分利用计算机的存储空间。 • 一般来讲 ， 数据库物理设计分为两步 ， 即数据库物理设计和性能评价。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 47 物理设计 • 1. 数据库物理设计 数据库物理设计主要是确定文件组织 、 分块技术 、 缓冲区大小及管理方式 、 数据在存储器上的分布等。 • 1） 数据簇集设计 数据簇集就是把有关的元组集中在一个物理块内或物理上相邻的区域 ， 以提高访问某些数据的速度。 数据簇集建立以后 ， 簇集键相同的元组存放在一起 ， 因而簇集键不必在每个元组中重复存储 ， 只需在一组中存储一次即可 ，因此可以节约一些存储空间。 簇集键可以是单属性的 ， 也可以是复合的。 簇集对于某些特定的应用可以明显地提高性能。 一般来说 ，用户应用满足以下条件时考虑创建簇集。 （ 1） 通过簇集键进行访问或连接是该关系的主要应用 ， 与簇集无关的其他访问很少或是次要的。 （ 2） 对应每个簇集键值的平均元组既不太少 ， 也不太多。 （ 3） 簇集键的值相对稳定 （ 更新 、 插入 、 删除操作少 ） ， 以减少修改簇集键值所引起的维护开销。 （ 4） 对查询某一范围的值 ， 最好在相关属性上建立簇集索引。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 48 • 2） 索引的选择 索引是为了加速对表中数据进行检索而创建的一种分散存储结构。 索引是表的关键字 ， 它提供了指向表中记录行的指针。 合理建立索引可以提高数据检索速度 ， 加速关系连接 ， 强制操作的唯一性。 一般来说 ， 建立索引需考虑以下原则： （ 1） 考虑建立索引的属性： ① 主关键字。 ② 连接中频繁使用的属性。 （ 2） 不考虑建立索引的属性： ① 很少或从来不在查询中出现的属性。 ② 属性值很少的属性。 ③ 小表 （ 记录很少的表 ）。 ④ 经常更新的属性或表。 ⑤ 属性值分布不均 ， 在几个值上很集中。 ⑥ 过长的属性。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 49 物理设计 • 2. 评价物理结构 数据库物理设计可能有多个方案 ， 衡量一个物理设计的优劣 ， 可以从存储空间 、 响应时间 、 维护代价等方面综合评定。 存储空间利用率 、 存取时间和维护代价等常常是相互矛盾的。 例如 ， 某一冗余数据可提高检索效率 ， 但增加了存储空间。 开发设计人员必须进行权衡 ， 进行性能的预测和评价 ， 选择一个较优的设计。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 50 数据库管理系统 数据库管理系统 （ DataBase Management System） 是一种操纵和管理数据库的系统软件 ，用于建立 、 使用和维护数据库 ， 简称 DBMS。 数据库管理系统的组成和功能 数据库管理系统的层次结构 常见数据库管理系统 数据库管理系统的选择原则 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 51 数据库管理系统的组成和功能 • 1. 数据库管理系统的组成 按功能划分 ， 数据库管理系统大致可分为以下六个部分： （ 1） 模式翻译：提供数据定义语言 （ DDL）。 （ 2） 应用程序的编译：把包含着访问数据库语句的应用程序编译成在 DBMS支持下可运行的目标程序。 （ 3） 交互式查询：提供易使用的交互式查询语言。 （ 4） 数据的组织与存取：提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。 （ 5） 事务运行管理：提供事务运行管理及运行日志管理 、 事务运行的安全性监控和数据完整性检查 、 事务的并发控制及系统恢复等功能。 （ 6） 数据库的维护：为数据库管理员提供软件支持 ， 包括数据安全控制 、 完整性保障 、 数据库备份 、 数据库重组以及性能监控等维护工具。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 52 数据库管理系统的组成和功能 • 2. 数据库管理系统的功能 数据库管理系统所提供的功能有以下几项： （ 1） 数据定义功能。 DBMS提供相应数据定义语言来定义数据库结构 ， 刻画数据库框架 ， 并保存在数据字典中。 （ 2） 数据存取功能。 DBMS提供数据操纵语言 （ DML） ， 实现对数据库数据的基本存取操作 ， 如检索 、 插入 、 修改和删除。 （ 3） 数据库运行管理功能。 DBMS提供数据控制功能 ， 即在数据库运行期间 ， 对数据的安全性 、 完整性和并发控制等进行有效的控制和管理 ， 以确保数据正确有效。 （ 4） 数据库的建立和维护功能。 包括数据库初始数据的装入 ，数据库的转储 、 恢复 、 重组织 ， 系统性能监视 、 分析等功能。 （ 5） 数据库的传输。 DBMS提供数据的传输功能 ， 实现用户程序与 DBMS之间的通信 ， 通常与操作系统协调完成。 目 录 上一页 下一页 结 束 2020/11/23 计算机文化基础 53 数据库管理系统的层次结构 根据处理对象的不同 ， 数据库管理系统的层次结构由高级到低级依次为应用层 、 语言翻译处理层 、 数据存取层 、 数据存储层 、 操作系统。 目 录 上一页 下一页 结 束。