課程名稱(chēng)：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論-嘉應(yīng)學(xué)院.ppt

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1、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System 第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(續(xù)-3),第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.2 需求分析 6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施 6.7 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù) 6.8 小結(jié),6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),什么是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫(kù)在物理設(shè)備上的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu)，它依賴(lài)于給定的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 為一個(gè)給定的邏輯數(shù)據(jù)模型選取一個(gè)最適合應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)的過(guò)程，就是數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)。,6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的步驟 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)

2、構(gòu) 對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)是時(shí)間和空間效率 如果評(píng)價(jià)結(jié)果滿(mǎn)足原設(shè)計(jì)要求則可進(jìn)入到物理實(shí)施階段，否則，就需要重新設(shè)計(jì)或修改物理結(jié)構(gòu)，有時(shí)甚至要返回邏輯設(shè)計(jì)階段修改數(shù)據(jù)模型。,邏輯 模型,6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),6.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法 6.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),6.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法 6.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),6.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法,設(shè)計(jì)物理數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備工作 1. 充分了

3、解應(yīng)用環(huán)境，詳細(xì)分析要運(yùn)行的事務(wù)，以獲得選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)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(chǔ)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（續(xù)）,選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所需參數(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)事務(wù) 查詢(xún)的關(guān)系 查詢(xún)條件所涉及的屬性 連接條件所涉及的屬性 查詢(xún)的投影屬性,數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（續(xù)）,選擇物理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所需參數(shù)(續(xù)) 數(shù)據(jù)更新事務(wù) 被更新的關(guān)系 每個(gè)關(guān)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(gè)事務(wù)在各關(guān)系上運(yùn)行的頻率和性能要求,數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法（續(xù)）,關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1. 為關(guān)系模式選擇存取方法(建立存取路徑

4、) 2. 設(shè)計(jì)關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫(kù)文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),6.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法 6.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),6.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇,數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是多用戶(hù)共享的系統(tǒng)，對(duì)同一個(gè)關(guān)系要建立多條存取路徑才能滿(mǎn)足多用戶(hù)的多種應(yīng)用要求。 物理設(shè)計(jì)的第一個(gè)任務(wù)就是要確定選擇哪些存取方法，即建立哪些存取路徑。,關(guān)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(shù)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 根據(jù)應(yīng)用要

5、求確定 對(duì)哪些屬性列建立索引 對(duì)哪些屬性列建立組合索引 對(duì)哪些索引要設(shè)計(jì)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(gè)(或一組)屬性經(jīng)常在查詢(xún)條件中出現(xiàn)，則考慮在這個(gè)(或這組)屬性上建立索引(或組合索引) 如果一個(gè)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(gè)屬性上建立索引 如果一個(gè)(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(gè)(或這組)屬性上建立索引,索引存取方法的選擇（續(xù)）,關(guān)系上定義的索引數(shù)過(guò)多會(huì)帶來(lái)較多的額外開(kāi)銷(xiāo) 維護(hù)索引的開(kāi)銷(xiāo) 查找索引的開(kāi)銷(xiāo),二、聚簇存取方法的選擇,什么是聚簇 為了提高某個(gè)屬性（或?qū)傩越M）的查詢(xún)速度，把這個(gè)或這些屬性

6、（稱(chēng)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(chēng)為聚簇 許多關(guān)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(fù)習(xí)）,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(xiàng)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(gè)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(fù)習(xí)）,在一個(gè)基本表上最多只能建立一個(gè)聚簇索引 聚簇索引的用途：對(duì)于某些類(lèi)型的查詢(xún)

7、，可以提高查詢(xún)效率 聚簇索引的適用范圍 很少對(duì)基表進(jìn)行增刪操作 很少對(duì)其中的變長(zhǎng)列進(jìn)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(jìn)行查詢(xún)的效率 例：假設(shè)學(xué)生關(guān)系按所在系建有索引，現(xiàn)在要查詢(xún)信息系的所有學(xué)生名單。 信息系的500名學(xué)生分布在500個(gè)不同的物理塊上時(shí)，至少要執(zhí)行500次I/O操作。 如果將同一系的學(xué)生元組集中存放，則每讀一個(gè)物理塊可得到多個(gè)滿(mǎn)足查詢(xún)條件的元組，從而顯著地減少了訪(fǎng)問(wèn)磁盤(pán)的次數(shù)。,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,2. 節(jié)省存儲(chǔ)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(gè)元組中重復(fù)存儲(chǔ)，只要在一組中存一次就行了,聚簇存取方法

8、的選擇（續(xù)）,聚簇的局限性 1. 聚簇只能提高某些特定應(yīng)用的性能 2. 建立與維護(hù)聚簇的開(kāi)銷(xiāo)相當(dāng)大 對(duì)已有關(guān)系建立聚簇，將導(dǎo)致關(guān)系中元組移動(dòng)其物理存儲(chǔ)位置，并使此關(guān)系上原有的索引無(wú)效，必須重建。 當(dāng)一個(gè)元組的聚簇碼改變時(shí)，該元組的存儲(chǔ)位置也要做相應(yīng)移動(dòng)。,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(gè)關(guān)系獨(dú)立聚簇，也適用于多個(gè)關(guān)系組合聚簇 例：假設(shè)用戶(hù)經(jīng)常要按系別查詢(xún)學(xué)生成績(jī)單，這一查詢(xún)涉及學(xué)生關(guān)系和選修關(guān)系的連接操作，即需要按學(xué)號(hào)連接這兩個(gè)關(guān)系，為提高連接操作的效率，可以把具有相同學(xué)號(hào)值的學(xué)生元組和選修元組在物理上聚簇在一起。這就相當(dāng)于把多個(gè)關(guān)系按“預(yù)連接”的形式存放，從而大大

9、提高連接操作的效率。,聚簇存取方法的選擇（續(xù)）,2. 當(dāng)通過(guò)聚簇碼進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)或連接是該關(guān)系的主要應(yīng)用，與聚簇碼無(wú)關(guān)的其他訪(fǎng)問(wèn)很少或者是次要的時(shí)，可以使用聚簇。 尤其當(dāng)SQL語(yǔ)句中包含有與聚簇碼有關(guān)的ORDER BY，GROUP BY，UNION，DISTINCT等子句或短語(yǔ)時(shí)，使用聚簇特別有利，可以省去對(duì)結(jié)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(shè)計(jì)候選聚簇 對(duì)經(jīng)常在一起進(jìn)行連接操作的關(guān)系可以建立組合聚簇； 如果一個(gè)關(guān)系的一組屬性經(jīng)常出現(xiàn)在相等比較條件中，則該單個(gè)關(guān)系可建立聚簇； 如果一個(gè)關(guān)系的一個(gè)(或一組)屬性上的值重復(fù)率很高，則此單個(gè)關(guān)系可建立聚簇。即對(duì)應(yīng)每個(gè)聚簇碼

10、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(guān)系，取消其中不必要的關(guān)系 從獨(dú)立聚簇中刪除經(jīng)常進(jìn)行全表掃描的關(guān)系； 從獨(dú)立/組合聚簇中刪除更新操作遠(yuǎn)多于查詢(xún)操作的關(guān)系； 從獨(dú)立/組合聚簇中刪除重復(fù)出現(xiàn)的關(guān)系 當(dāng)一個(gè)關(guān)系同時(shí)加入多個(gè)聚簇時(shí)，必須從這多個(gè)聚簇方案(包括不建立聚簇)中選擇一個(gè)較優(yōu)的，即在這個(gè)聚簇上運(yùn)行各種事務(wù)的總代價(jià)最小。,三、HASH存取方法的選擇,選擇HASH存取方法的規(guī)則 當(dāng)一個(gè)關(guān)系滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件時(shí)，可以選擇HASH存取方法 該關(guān)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(guān)系的大小可預(yù)知，而且不變；

11、或 該關(guān)系的大小動(dòng)態(tài)改變，但所選用的DBMS提供了動(dòng)態(tài)HASH存取方法。,6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),6.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法 6.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),確定數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的內(nèi)容 1. 確定數(shù)據(jù)的存放位置和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 關(guān)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(chǔ)結(jié)構(gòu)的因素 硬件環(huán)境 應(yīng)用需求 存取時(shí)間 存儲(chǔ)空間利用率 維護(hù)代價(jià) 這三個(gè)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(chǔ)空間和減少維護(hù)代價(jià)，但往往會(huì)導(dǎo)致檢索代價(jià)

12、的增加 必須進(jìn)行權(quán)衡，選擇一個(gè)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(yīng)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(kāi)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(kù)數(shù)據(jù)備份、日志文件備份等由于只在故障恢復(fù)時(shí)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(jì)算機(jī)有多個(gè)磁盤(pán)，可以考慮將表和索引分別放在不同的磁盤(pán)上，在查詢(xún)時(shí)，由于兩個(gè)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器分別在工作，因而可以保證物理讀寫(xiě)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(gè)磁盤(pán)上，以加快存取速度，這在多用戶(hù)環(huán)境下特別有效。 可以將日志文件與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象（表、索引等）放

13、在不同的磁盤(pán)以改進(jìn)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(chǔ)分配參數(shù) 同時(shí)使用數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)數(shù) 同時(shí)打開(kāi)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象數(shù) 使用的緩沖區(qū)長(zhǎng)度、個(gè)數(shù) 時(shí)間片大小 數(shù)據(jù)庫(kù)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(yīng)用環(huán)境，在進(jìn)行物理設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)應(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)對(duì)系統(tǒng)配置變量的調(diào)整只是初步的，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)還要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況做進(jìn)一步的調(diào)整，以期切實(shí)改進(jìn)系統(tǒng)性能。,6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì),6.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法 6.5.2 關(guān)系模式存取方法選擇

14、 6.5.3 確定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),評(píng)價(jià)內(nèi)容 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的多種方案進(jìn)行細(xì)致的評(píng)價(jià)，從中選擇一個(gè)較優(yōu)的方案作為數(shù)據(jù)庫(kù)的物理結(jié)構(gòu),6.5.4 評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu),評(píng)價(jià)方法 定量估算各種方案 存儲(chǔ)空間 存取時(shí)間 維護(hù)代價(jià) 對(duì)估算結(jié)果進(jìn)行權(quán)衡、比較，選擇出一個(gè)較優(yōu)的合理的物理結(jié)構(gòu) 如果該結(jié)構(gòu)不符合用戶(hù)需求，則需要修改設(shè)計(jì),第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.2 需求分析 6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施 6.7 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù) 6.8 小結(jié),6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施,數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)

15、施的工作內(nèi)容 用DDL定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) 組織數(shù)據(jù)入庫(kù) 編制與調(diào)試應(yīng)用程序 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行,一、定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu),確定了數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)后，就可以用所選用的DBMS提供的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言（DDL）來(lái)嚴(yán)格描述數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。,定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）,例，對(duì)于前面的例子，可以用SQL語(yǔ)句如下定義表結(jié)構(gòu)： CREATE TABLE 學(xué)生 (學(xué)號(hào) CHAR(8), ); CREATE TABLE 課程 ( ); ,定義數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)（續(xù)）,接下來(lái)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(yīng)先用CREATE CLUSTER語(yǔ)句定義聚族。,二、數(shù)據(jù)裝載,數(shù)據(jù)庫(kù)

16、結(jié)構(gòu)建立好后，就可以向數(shù)據(jù)庫(kù)中裝載數(shù)據(jù)了。組織數(shù)據(jù)入庫(kù)是數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段最主要的工作。 數(shù)據(jù)裝載方法 人工方法 計(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)入庫(kù),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(kù)中的數(shù)據(jù)通常都分散在各個(gè)部門(mén)的數(shù)據(jù)文件或原始憑證中，所以首先必須把需要入庫(kù)的數(shù)據(jù)篩選出來(lái)。 2) 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式。篩選出來(lái)的需要入庫(kù)的數(shù)據(jù)，其格式往往不符合數(shù)據(jù)庫(kù)要求，還需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換有時(shí)可能很復(fù)雜。 3) 輸入數(shù)據(jù)。將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中。 4) 校驗(yàn)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(jì)算機(jī)輔助數(shù)據(jù)入庫(kù)：適用于中大型系統(tǒng) 步驟 1) 篩選數(shù)據(jù) 2) 輸入數(shù)據(jù)。由錄

17、入員將原始數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī)中。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)應(yīng)提供輸入界面。 3) 校驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)采用多種檢驗(yàn)技術(shù)檢查輸入數(shù)據(jù)的正確性。,數(shù)據(jù)裝載（續(xù)）,4) 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的要求，從錄入的數(shù)據(jù)中抽取有用成分，對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，然后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式。抽取、分類(lèi)和轉(zhuǎn)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(fù)雜性所在。 5) 綜合數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)根據(jù)系統(tǒng)的要求進(jìn)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(kù)是在老的文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，則數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)只需要完成轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、綜合數(shù)據(jù)兩項(xiàng)工作，直接將老系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成新系統(tǒng)中需要的數(shù)據(jù)格式。

18、 為了保證數(shù)據(jù)能夠及時(shí)入庫(kù)，應(yīng)在數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)的同時(shí)編制數(shù)據(jù)輸入子系統(tǒng)。,三、編制與調(diào)試應(yīng)用程序,數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)應(yīng)該與數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并行進(jìn)行。 在數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施階段，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)建立好后，就可以開(kāi)始編制與調(diào)試數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序。調(diào)試應(yīng)用程序時(shí)由于數(shù)據(jù)入庫(kù)尚未完成，可先使用模擬數(shù)據(jù)。,四、數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行,應(yīng)用程序調(diào)試完成，并且已有一小部分?jǐn)?shù)據(jù)入庫(kù)后，就可以開(kāi)始數(shù)據(jù)庫(kù)的試運(yùn)行。 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行也稱(chēng)為聯(lián)合調(diào)試，其主要工作包括： 1）功能測(cè)試：實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用程序，執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作，測(cè)試應(yīng)用程序的各種功能。 2）性能測(cè)試：測(cè)量系統(tǒng)的性能指標(biāo)，分析是否符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。,數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)性能指標(biāo)的測(cè)量 數(shù)

19、據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)階段在評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)估算時(shí)間、空間指標(biāo)時(shí)，作了許多簡(jiǎn)化和假設(shè)，忽略了許多次要因素，因此結(jié)果必然很粗糙。 數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行則是要實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)的各種性能指標(biāo)（不僅是時(shí)間、空間指標(biāo)），如果結(jié)果不符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，則需要返回物理設(shè)計(jì)階段，調(diào)整物理結(jié)構(gòu)，修改參數(shù)；有時(shí)甚至需要返回邏輯設(shè)計(jì)階段，調(diào)整邏輯結(jié)構(gòu)。,數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行（續(xù)）,數(shù)據(jù)的分期入庫(kù) 重新設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)甚至邏輯結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)重新入庫(kù)。 由于數(shù)據(jù)入庫(kù)工作量實(shí)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(yùn)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，逐步完成運(yùn)行評(píng)價(jià),數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù) 在

20、數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行階段，系統(tǒng)還不穩(wěn)定，硬、軟件故障隨時(shí)都可能發(fā)生 系統(tǒng)的操作人員對(duì)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(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)工作，盡量減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的破壞。,第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.2 需求分析 6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施 6.7 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù) 6.8 小結(jié),6.7 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù),數(shù)據(jù)庫(kù)試運(yùn)行結(jié)果符合設(shè)計(jì)目標(biāo)后，數(shù)據(jù)庫(kù)就可以真正投入運(yùn)行了。 數(shù)據(jù)庫(kù)投入運(yùn)行標(biāo)著開(kāi)發(fā)任務(wù)的基本完成和維護(hù)工作的開(kāi)始 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)、調(diào)整、修改等維護(hù)工作是一個(gè)長(zhǎng)期的任務(wù)，也是設(shè)計(jì)工作的繼續(xù)和提高。 應(yīng)用環(huán)

21、境在不斷變化 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中物理存儲(chǔ)會(huì)不斷變化,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行階段，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常性的維護(hù)工作主要是由DBA完成的，包括： 數(shù)據(jù)庫(kù)的轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù) 轉(zhuǎn)儲(chǔ)和恢復(fù)是系統(tǒng)正式運(yùn)行后最重要的維護(hù)工作之一。 DBA要針對(duì)不同的應(yīng)用要求制定不同的轉(zhuǎn)儲(chǔ)計(jì)劃，定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和日志文件進(jìn)行備份。 一旦發(fā)生介質(zhì)故障，即利用數(shù)據(jù)庫(kù)備份及日志文件備份，盡快將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某種一致性狀態(tài)。,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性、完整性控制 DBA必須根據(jù)用戶(hù)的實(shí)際需要授予不同的操作權(quán)限 在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中，由于應(yīng)用環(huán)境的變化，對(duì)安全性的要求也會(huì)發(fā)生變化，DBA需要根據(jù)實(shí)際情況修改原有的安全性控制。 由于

22、應(yīng)用環(huán)境的變化，數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性約束條件也會(huì)變化，也需要DBA不斷修正，以滿(mǎn)足用戶(hù)要求。,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn) 在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中， DBA必須監(jiān)督系統(tǒng)運(yùn)行，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出改進(jìn)系統(tǒng)性能的方法。 利用監(jiān)測(cè)工具獲取系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中一系列性能參數(shù)的值 通過(guò)仔細(xì)分析這些數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前系統(tǒng)是否處于最佳運(yùn)行狀態(tài) 如果不是，則需要通過(guò)調(diào)整某些參數(shù)來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)性能,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織和重構(gòu)造 1）數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織 為什么要重組織數(shù)據(jù)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行一段時(shí)間后，由于記錄的不斷增、刪、改，會(huì)使數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)變壞，從而降低數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)空間的利用率和數(shù)據(jù)的存

23、取效率，使數(shù)據(jù)庫(kù)的性能下降。,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,重組織的形式 全部重組織 部分重組織 只對(duì)頻繁增、刪的表進(jìn)行重組織 重組織的目標(biāo) 提高系統(tǒng)性能,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,重組織的工作 按原設(shè)計(jì)要求 重新安排存儲(chǔ)位置 回收垃圾 減少指針鏈 數(shù)據(jù)庫(kù)的重組織不會(huì)改變?cè)O(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,DBMS一般都提供了供重組織數(shù)據(jù)庫(kù)使用的實(shí)用程序，幫助DBA重新組織數(shù)據(jù)庫(kù)。,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,2）數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)造 為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的重構(gòu)造 數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用環(huán)境發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致實(shí)體及實(shí)體間的聯(lián)系也發(fā)生相應(yīng)的變化，使原有的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)不能很好地滿(mǎn)足新的需求 增加新的應(yīng)用或新的實(shí)體

24、 取消某些已有應(yīng)用 改變某些已有應(yīng)用,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)重構(gòu)造的主要工作 根據(jù)新環(huán)境調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的模式和內(nèi)模式 增加新的數(shù)據(jù)項(xiàng) 改變數(shù)據(jù)項(xiàng)的類(lèi)型 改變數(shù)據(jù)庫(kù)的容量 增加或刪除索引 修改完整性約束條件,數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù)（續(xù)）,重構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)的程度是有限的 若應(yīng)用變化太大，已無(wú)法通過(guò)重構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)滿(mǎn)足新的需求，或重構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的代價(jià)太大，則表明現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期已經(jīng)結(jié)束，應(yīng)該重新設(shè)計(jì)新的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，開(kāi)始新數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的生命周期了。,第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),6.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述 6.2 需求分析 6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì) 6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施 6

25、.7 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行與維護(hù) 6.8 小結(jié),6.8 小結(jié),數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程 需求分析 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 物理設(shè)計(jì) 實(shí)施 運(yùn)行維護(hù) 設(shè)計(jì)過(guò)程中往往還會(huì)有許多反復(fù)。,小結(jié)（續(xù)）,數(shù)據(jù)庫(kù)各級(jí)模式的形成 數(shù)據(jù)庫(kù)的各級(jí)模式是在設(shè)計(jì)過(guò)程中逐步形成的 需求分析階段綜合各個(gè)用戶(hù)的應(yīng)用需求（現(xiàn)實(shí)世界的需求）。 概念設(shè)計(jì)階段形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)、獨(dú)立于各個(gè)DBMS產(chǎn)品的概念模式（信息世界模型），用E-R圖來(lái)描述。,小結(jié)（續(xù)）,在邏輯設(shè)計(jì)階段將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體的數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型如關(guān)系模型，形成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式。然后根據(jù)用戶(hù)處理的要求，安全性的考慮，在基本表的基礎(chǔ)上再建立必要的視圖（VIEW）形成數(shù)據(jù)的外模

26、式。 在物理設(shè)計(jì)階段根據(jù)DBMS特點(diǎn)和處理的需要，進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，設(shè)計(jì)索引，形成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式。,小結(jié)（續(xù)）,整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)特征與行為特征的緊密結(jié)合。,小結(jié)（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(kù)設(shè)計(jì)速度，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)需要選用。 例如需求分析完成之后，設(shè)計(jì)人員可以使用ORACLE DESIGNER 2000畫(huà)E-R圖，將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系數(shù)據(jù)模型，生成數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)；畫(huà)數(shù)據(jù)流圖，生成應(yīng)用程序。,小結(jié)（續(xù)）,利用CASE工具生成的僅僅是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)雛形，比較粗糙，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)用戶(hù)的應(yīng)用需求進(jìn)一步修改該雛形，使之成為一個(gè)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(kù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，加快數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的速度，但往往容易將自己限制于某一個(gè)DBMS上，而不是根據(jù)概念設(shè)計(jì)的結(jié)果選擇合適的DBMS。,