数据库技术与应用 教学课件 作者 张千帆chapter7.ppt

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1、数据库技术及应用华中科技大学管理学院第七章数据库设计数据库设计过程分为六个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、数据库实施、数据库运行和维护。本章对这六个阶段依次进行介绍。主要内容7.1数据库设计概述7.2需求分析7.3概念结构设计7.4逻辑结构设计7.5物理设计与实施7.6数据库的实施7.7数据库的运行和维护需求分析概念结构设计分析逻辑结构设计分析物理结构设计分析数据库实施数据库运行与维护应用需求数据要求DBMS功能应用需求DBMS特征需求模型和需求说明书概念模型数据模型物理结构图7.1数据库设计的步骤7.1

2、数据库设计概述7.2需求分析需求分析是整个数据库设计过程中最重要的步骤之一，是后继各阶段的基础。任务信息需求；处理需求；安全性和完整性要求。方法问卷调查；面谈；阅读；观察和参加业务实践。7.2.1需求分析的基本内容1）数据需求分析与数据处理需求分析辨识应用领域所管理的各类数据项（DataItems）和数据结构。明确对各类数据项所需进行的数据访问操作，分析结果可表示为数据流图（DataFlowDiagram，DFD）或数据库应支持的各种数据处理事务规范。数据需求分析得到的各类数据项和数据结构、数据处理需求分析结果在一起，组成数据

3、字典。7.2.1需求分析的基本内容2）业务规则需求分析业务规则（又称业务处理逻辑、业务逻辑）描述了应用领域中的业务功能、处理流程和步骤。业务规则需求反映了数据库的功能、性能需求，为后续系统设计提供了重要依据。7.2.1需求分析的基本内容3）其他需求分析（1）性能需求分析数据操作响应时间；系统吞吐量；允许并发访问的最大用户数。（2）存储需求分析初始数据库大小和数据库增长速度。（3）安全性分析需求各类用户的数据视图和视图访问权限；数据库应有的口令保护机制或其他安全认证机制。（4）备份和恢复需求分析备份时间和备份周期；完全备份还是差

4、异备份等。7.2.2需求分析的主要工作1）调研分析，确认设计边界2）整理资料，初步确定目标系统的功能和数据结构3）建立数据字典4）需求描述注意：面谈中要注意用户的一些用词：例如“一般不发生”、“很少发生”、“不这样，就一定不会那样”、“大多数”、“一般情况下”、“差不多”、“几乎”等词，因为对于系统来说，即使是发生概率很低的活动、流程，都可能是系统将要具备的功能，需要调查特殊的。调查时，我们应当怀疑一切，并提出这样的问题，诸如“所有事务都是按相同的方法处理？”、“有什么人可以不按标准价格收费吗？”。7.3概念结构设计任务根据需

5、求分析中得到信息需求，按照特定的方法抽象和合成的信息结构，即概念结构，其主要目标是最大限度地满足应用需求。设计方法一般采用E-R图方法自顶向下自底向上混合策略数据抽象、局部视图设计视图集成局部E—R图综合E—R图数据流程图，数据字典需求分析逻辑结构设计征求用户意见直到满意为止7.3.1概念结构设计的方法与步骤转换过程示意图E-R模型关系模型DBMS7.4逻辑结构设计7.4逻辑结构设计逻辑设计过程可分为如上图所示的具体步骤，即：①初始关系模式设计；②规范化处理；③模式评价与修正。7.5物理结构设计对于给定的逻辑数据模型选取一

6、个最适合应用环境的物理结构的过程，称为数据库物理结构设计。物理结构设计的任务是为了有效地实现逻辑模式，确定所采取的存储存储结构和存取方法。索引存取方法哈希（HASH）存取方法聚簇存取方法7.5物理结构设计为了提高某个属性（或属性组）的查询速度，把这个或这些属性（称为聚簇码）上具有相同值的元组集中存放在连续的物理块称为聚簇。聚簇功能可以大大提高按聚簇码进行查询的效果。SQL语句中的orderby,groupby,union,distinct等子句或短语，与聚簇码有关。7.6数据库实施1）建立实际数据库结构2）数据加载用具体DBM

7、S提供的数据定义语言和方法将逻辑设计和物理设计的结果严格地描述出来，建立实际的数据库。加载一般是通过系统提供的实用程序和自编的专门录入程序进行的。3）编制与调试应用程序4）数据库的试运行7.7数据库运行和维护7.7.1数据库的备份和恢复7.7.2数据库的安全性控制7.7.3数据库性能的监控分析7.7.4数据库的重组与重构7.7.1数据库的备份和恢复备份就是把数据库复制到转储设备的过程。备份是恢复数据库最容易和最能防止意外的保证方法。恢复就是把数据库由存在故障的状态转变为无故障状态的过程。备份和恢复是数据库管理员维护数据库安全性

8、和完整性的重要操作。7.7.1数据库的备份和恢复1）备份设备备份设备是指备份数据库的场所。数据库可以备份到磁盘或磁带上，备份方式可以分为两种：一种是先创建备份设备，然后将数据库备份到备份设备上（这种设备被称为永久备份设备）；另一种是直接将数据库备份到物理文件上（这种备份设备被