数据库逻辑设计与物理设计

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1、第八章数据库物理设计本章主要内容数据库物理设计的任务、方法与步骤关系规范化理论及其应用数据库、表等的创建，SQL数据定义语言（DDL）数据库完整性及其设计数据库物理设计8.1物理设计概述数据库物理设计将为关系数据模型选取一个最适合实际应用环境的物理结构的过程。物理结构包括数据库存储记录安排与存取方法等。具备三个方面的知识：所选用的DBMS的功能；所使用计算机硬件特别是存储设备的特性；应用环境与用户需求三个步骤：确定数据库的存储结构确定数据的存取方法对数据库物理结构的评价逻辑结构设计转化为一般数据模型转化为特定DBMS支

2、持下的据模型优化模型概念结构设计数据库物理设计基本E-R图转换规则特定DBMS的特点与限制优化方法如规范化理论逻辑模型实体名实体属性关系模式学院学院代码，学院名称，学院介绍，地址，联系电话XY(xydm,xymc,xyjj,xydz,lxdh)系系别编号，系名称，地址，联系电话XB(xbbh,xbmc,xdz,lxdh)专业专业代码，专业名称，学制，层次，学位类型ZY(zydm,zymc,xz,cc,xwlx)教师教师代码，姓名，性别，出生年月，学历，专业，联系电话，电子邮件JS(jsdm,xm,xb,csny,xl,

3、zy,lxdh,email)联系名联系类型联系属性参与实体主键转换后的关系模式学院设置系1:NXY:xydm,XB:xbbhXB(xbbh,xbmc,xdz,lxdh,xydm)教师管理班级1:1JS:jsdm,BJ:bhBJ(bh,bjmc,rxnf,zydm,bzr)学生选修课程M:N成绩XS:xh,KC:kcdmXSCJ(xh,kcdm,cj)为课程安排教师与教室M:N:1教学班号,周次,节次KC:kcdm,JSe:jseh,JS:jsdmKB(kcdm,jseh,jsdm,jxbh,zc,jc)8.3关系规范化

4、理论理解关系模式可能的四种异常掌握函数依赖的基本概念掌握1NF、2NF、3NF、BCNF和4NF的概念和特点掌握规范化的基本步骤冗余与异常冗余：同一数据在数据库中反复出现学号姓名性别出生年月系别编号系别名称系地址1张三男1989-091机电系机电楼2李四女1988-071机电系机电楼3王五男1990-101机电系机电楼4赵六女1990-012装备系装备楼5钱七女1988-052装备系装备楼6侯八男1989-092装备系装备楼冗余与异常冗余带来的异常数据冗余太大：浪费大量的存储空间。插入异常：该插的数据插不了。删除异常：

5、不该删除的数据被删了。更新异常：更新数据时维护数据完整性代价大。如某系更换系主任后，必须修改与该系学生有关的每一个元组。数据依赖：是通过关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。最重要的数据依赖是函数依赖FD(FunctionalDependency)关系模式的简化：R(U,F)例如：关系模式为Student属性组U＝Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade｝。F＝｛Sno→Sdept,Sdept→Mname,(Sno,C

6、name)→Grade｝数据依赖结论：Student关系模式不是一个好的模式。“好”的模式不会发生插入异常、删除异常、更新异常，数据冗余应尽可能少。引起上述异常的原因是存在于模式中的某些不合适的数据依赖。解决方法是通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖。如把上述模式分成三个关系模式：S(Sno,Sdept,SnoSDEPT)SG(Sno,Cname,Grade,(Sno,Cname)Grade)DEPT(Sdept,Mname,SDEPTMname)这三个模式都不会发生插入异常、删除异常等，数据的冗余也得到了

7、很好的控制。数据依赖规范化理论：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。函数依赖函数依赖的定义：设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意一个可能的关系r，r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X→Y，若X→Y，并且Y→X,则记为X←→Y；若Y不函数依赖于X,则记为X→Y。说明1：函数依赖是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。说明2：函数依赖是语义范畴的概念，

8、只能根据数据的语义来确定函数依赖。如“姓名→年龄”。规范化所谓函数依赖是指一个或一组属性的值可以决定其他属性的值。设X，Y是关系的两个不同的属性组，如果X的取值确定时，Y的取值也随之确定，就称X函数决定Y或Y函数依赖于X，表示为XY。其中X称为决定因素。完全函数依赖与部分函数依赖：在关系模式R(U)中，若X→Y，且对于X的任何一