第2章数据库设计.ppt
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数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database第第 2 章章 数据库设计数据库设计 主要内容主要内容l 数据库设计概述数据库设计概述l 需求分析需求分析 l 概念设计概念设计 l 逻辑设计逻辑设计 l 物理设计物理设计 邪纱锈寂网爆图舟襄公哗撬恳肾瘩竖挤犊窗瑶滞美处河巾筐犁藉遣谢睬霍第2章数据库设计第2章数据库设计1 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2.1 数据库设计概述数据库设计概述2.1.1 数据库设计任务数据库设计任务 数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构的过程，具体地说，是指对于一个给定的应用环境的过程，具体地说，是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能有效的存储数据，满足用户的信息要求统，使之能有效的存储数据，满足用户的信息要求和处理要求。
和处理要求 也就是把现实世界中的数据，根据各种应用也就是把现实世界中的数据，根据各种应用处理的要求，加以合理地组织，满足硬件和操作系处理的要求，加以合理地组织，满足硬件和操作系统的特性，利用已有的统的特性，利用已有的DBMS来建立能够实现系统来建立能够实现系统目标的数据库目标的数据库 酣邢崔蜜佣俄歉娇憨萍骂耪陨往皆赵焚偿归泪缄直茄道椅褒瑶辽鸥轻哉涣第2章数据库设计第2章数据库设计2 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2.1.2 数据库设计的阶段数据库设计的阶段l需求分析阶段需求分析阶段 l概念结构设计阶段概念结构设计阶段 l逻辑结构设计阶段逻辑结构设计阶段 l物理设计阶段物理设计阶段 l数据库实施阶段数据库实施阶段 l数据库运行、维护阶段数据库运行、维护阶段 2.1 数据库设计概述数据库设计概述稼绳痘诚属纵夷峙记绸您滩忿摹锋乡觅引赢吨酪贱版漂怀啃蒙崖邮醒熄鉴第2章数据库设计第2章数据库设计3 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．2 需求分析需求分析 数据库设计是面向应用的设计，用户是最终数据库设计是面向应用的设计，用户是最终的使用者，为设计出满足要求的数据库，必须首先的使用者，为设计出满足要求的数据库，必须首先进行用户需求调查、分析与描述。
进行用户需求调查、分析与描述 这是数据库设计的第一步，是设计的基石需这是数据库设计的第一步，是设计的基石需求分析是否全面、准确地表达用户要求，将直接影求分析是否全面、准确地表达用户要求，将直接影响到后续各阶段的设计，影响到整个数据库设计的响到后续各阶段的设计，影响到整个数据库设计的可用性和合理性可用性和合理性炊泛凝寞剐窿砷肥陈厅竞骇涎呈睫峡改殃萍杉说糊纂态耗廊玖秋肢摸应沿第2章数据库设计第2章数据库设计4 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．2．．1需求分析的内容和方法需求分析的内容和方法 需求分析的目的是获取用户的信息要求、处理需求分析的目的是获取用户的信息要求、处理要求、安全性要求和完整性要求要求、安全性要求和完整性要求 需求分析阶段的任务，一般又可大致分如下步需求分析阶段的任务，一般又可大致分如下步骤实施：骤实施：（（1）现行系统调研）现行系统调研（（2）业务及需求分析）业务及需求分析（（3）综合、调整）综合、调整（（4）编写需求分析报告，以作为下一阶段设计的依）编写需求分析报告，以作为下一阶段设计的依据据2．．2 需求分析需求分析态瞎掌屿躺涵盎躇宵幅改烛稀惺陷垒苦候蔡夫嫩跳菜燕罢个郁纠钓馒巧哀第2章数据库设计第2章数据库设计5 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．2．．2用户要求的描述和分析用户要求的描述和分析1．数据流程图．数据流程图 数据流程图数据流程图 （（Data Flow Diagram，简称，简称DFD））是结构分析方法（是结构分析方法（Structured Analysis，，SA）的）的工具之一，它描述数据处理过程，以图形化方式刻工具之一，它描述数据处理过程，以图形化方式刻画数据流从输入到输出的变换过程。
任何一个系统画数据流从输入到输出的变换过程任何一个系统都可以抽象为如图都可以抽象为如图2-1所示的情况所示的情况2．．2 需求分析需求分析败涂岸永暇临胜狭董练料涡践坍赘户容允绦孰黍抵灵诗传问拌妊曳皑腻窖第2章数据库设计第2章数据库设计6 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．2．．2用户要求的描述和分析用户要求的描述和分析2．数据字典．数据字典 数据字典（数据字典（Data Dictionary，简称，简称 DD）则）则是对系统中数据的详尽描述，是各类数据属性的清是对系统中数据的详尽描述，是各类数据属性的清单对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数单对数据库设计来讲，数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果据收集和数据分析所获得的主要结果 数据字典是各类数据描述的集合，通常包括以数据字典是各类数据描述的集合，通常包括以下五个部分：下五个部分：● 数据项，是数据的最小单位。
数据项，是数据的最小单位● 数据结构，是若干数据项有意义的集合数据结构，是若干数据项有意义的集合● 数据流，可以是数据项，也可以是数据结构数据流，可以是数据项，也可以是数据结构● 数据存储，处理过程中存取的数据．数据存储，处理过程中存取的数据．● 处理过程处理过程2．．2 需求分析需求分析澳祝得赊萝浦境灿毁斌酿柴芭铺米基炮脓宪足芦帜伐哆吠婿颂氨棘板媳遏第2章数据库设计第2章数据库设计7 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．3概念设计概念设计 概念设计是对数据的抽象和分析，是在信息概念设计是对数据的抽象和分析，是在信息要求和处理要求初步分析的基础上进行，以数据流要求和处理要求初步分析的基础上进行，以数据流程图和数据字典提供的信息作为输入，运用信息模程图和数据字典提供的信息作为输入，运用信息模型工具，发挥开发设计人员综合抽象能力建立概念型工具，发挥开发设计人员综合抽象能力建立概念模型。
概念模型独立于数据逻辑结构，也独立于模型概念模型独立于数据逻辑结构，也独立于DBMS和计算机系统，是对现实世界有效而自然的和计算机系统，是对现实世界有效而自然的模拟其主要特点是：模拟其主要特点是：（（1）能充分地反映现实世界能充分地反映现实世界2）易于理解易于理解3）） 易于更动易于更动4）易于向关系、网状或层次等数据模型转换易于向关系、网状或层次等数据模型转换 拒辩漱屋燃琅俞墅滚虎厦恭敲瓦雀旨炸爸扒俺摊磺臂架楼皿盈逮奎都供澳第2章数据库设计第2章数据库设计8 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．3．．1概念设计的方法和步骤概念设计的方法和步骤概念设计可采用两种方法：自顶而下和自底而上概念设计可采用两种方法：自顶而下和自底而上图图2-2自顶而下自顶而下 的方法的方法 图图2-3 自底而上的方法自底而上的方法2．．3概念设计概念设计浆岭湿诛冤慧仇秉搏缸唯筷郑筏轰周钓缠沸至尺组椅杂毡脯铀筛踢演憎撇第2章数据库设计第2章数据库设计9 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2.3.2 数据抽象与局部视图设计数据抽象与局部视图设计1.E-R模型模型: E-R方法是方法是“实体实体-联系方法联系方法”（（Entity-Relationship Approach）的简称。
它是描述现实）的简称它是描述现实世界概念结构模型的有效方法用世界概念结构模型的有效方法用E-R方法建立的方法建立的概念结构模型称为概念结构模型称为E-R模型，或称为模型，或称为E-R图2．．3概念设计概念设计实体实体1 1联系名联系名实体实体2 21 11 1(a)1:1(a)1:1联系联系实体实体1 1联系名联系名实体实体2 2m mn(c)m:n(c)m:n联系联系实体实体1 1联系名联系名实体实体2 21 1n n(b)1:n(b)1:n联系联系缔帽为险厄茅簇晕摧敞妙吾豁秆司涟酬蚀租勿哭症钟董土呕严司造愈踊羽第2章数据库设计第2章数据库设计10 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 现实世界的复杂性导致实体联系的复杂性表现实世界的复杂性导致实体联系的复杂性表现在现在E-R图上可以归结为以下几种基本形式：图上可以归结为以下几种基本形式：（（1）两个实体之间的联系，如图）两个实体之间的联系，如图2-6（（a）所示）所示（（2）两个以上实体间的联系，如图）两个以上实体间的联系，如图2-6（（b）所示。
所示3）同一实体集内部各实体之间的联系，这就构成了）同一实体集内部各实体之间的联系，这就构成了实体内部的一对多的联系，如图实体内部的一对多的联系，如图2-6（（c）所示 2．．3概念设计概念设计量捉糟妹腋孙益玩失卫席劫趁汲翌蜘维擒棚袱野雷向掳伯豁脑不啄乖阑磨第2章数据库设计第2章数据库设计11 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database(a)两个实体之间的联系两个实体之间的联系系主任系主任领导领导系系1学生学生属于属于系系n1学生学生选修选修成绩成绩课程课程n(c)实体集内部的联系实体集内部的联系职工 职工 领导领导1n供应商供应商供应供应数量数量零件零件项目项目mnn(b)多个实体之间的联系多个实体之间的联系图图2-6 实实体体联联系系类类型型 2．．3概念设计概念设计毁插丢奉益泌丸械援点女嵌步十冗芍陕徊绣包仗株菜诺洽晒鹅漠帮蜀隶共第2章数据库设计第2章数据库设计12 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2.数据抽象数据抽象 E-R E-R模型是对现实世界的一种抽象。
所谓抽象模型是对现实世界的一种抽象所谓抽象是对实际的人、物、事和概念的进行人为处理，抽是对实际的人、物、事和概念的进行人为处理，抽取人们关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把取人们关心的共同特性，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一般有如下三种抽象：成了某种模型一般有如下三种抽象： （（1 1）分类）分类 （（2 2）聚集）聚集 （（3 3）概括）概括 2．．3概念设计概念设计傣帜纶啦弹围缝囤紊谱泵鲤询饵帛孽龟拾茂锡忍怠笔值甩尝幂舵矛啪辽袋第2章数据库设计第2章数据库设计13 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database3、局部视图设计、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、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（的码，确定实体之间的联系类型（1 1：：1 1，，1 1：：n n，，n n：：m m），设计局部视图（也称局部），设计局部视图（也称局部E-RE-R图）。
具体做图）具体做法是：法是： （（1 1）选择局部应用）选择局部应用 （（2 2）逐一设计局部）逐一设计局部 E-R E-R图图2．．3概念设计概念设计沈亚谍促酥种骨衅氟弧残控腮拭壬挪蒋景钦斥障谨首茅籍迪惮袁鹿铣肩锥第2章数据库设计第2章数据库设计14 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．3．．3视图集成视图集成局部Ｅ－Ｒ图局部Ｅ－Ｒ图合并合并（消除冲突）（消除冲突）消除冗余消除冗余集成视图集成视图基本Ｅ－Ｒ图基本Ｅ－Ｒ图初步Ｅ－Ｒ图初步Ｅ－Ｒ图分析分析规规范范化化理理论论2．．3概念设计概念设计标龚避宪屹仓锻预霖餐激驳焊肆昔坎莫郁厩册叫梢崩筑界五搜政廷殃账尹第2章数据库设计第2章数据库设计15 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database1 1．合并．合并 局部局部E E——R R图中语法和语义都相同的概念，称图中语法和语义都相同的概念，称为对应。
局部为对应局部E E——R R图之间的不一致称为冲突合并图之间的不一致称为冲突合并局部局部E E——R R图就是尽量合并对应的部分，保留特殊的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部分，着重解决冲突的部分各局部E E——R R图面向不图面向不同的局部应用，通常由不同开发设计人员进行局部同的局部应用，通常由不同开发设计人员进行局部E E——R R图设计，各个局部图设计，各个局部E E——R R图间的冲突是难免的图间的冲突是难免的一般来讲冲突有以下几点：一般来讲冲突有以下几点： （（1 1）命名冲突）命名冲突 （（2 2）属性冲突）属性冲突 （（3 3）结构冲突）结构冲突2．．3概念设计概念设计阁拨牵摔琶奠酪恩烩祝颠摸遏独枪昔蛇及乎谰蹭房凯浅仰梅嘛颜咖逾衣潞第2章数据库设计第2章数据库设计16 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2 2．消除冗余．消除冗余 冗余包括冗余数据和实体间冗余的联系。
冗冗余包括冗余数据和实体间冗余的联系冗余数据指由其它数据导出的数据冗余联系是指是余数据指由其它数据导出的数据冗余联系是指是指由其他联系导出的联系冗余数据和冗余联系会指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，应破坏数据库的完整性，增加数据库管理的困难，应该消除 消除冗余后得到基本消除冗余后得到基本E E——R R图但并非所有的图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，如设计触发器等保留，同时加强数据完整性约束，如设计触发器等2．．3概念设计概念设计确舵浮逝会智炉趣畸眠窝另戌纬颁裸瑚坍竹嘴韩臻胰撤埋旷谊莫辛蕴顾恐第2章数据库设计第2章数据库设计17 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．4逻辑设计逻辑设计 逻辑设计是在数据概念设计的基础上，将概逻辑设计是在数据概念设计的基础上，将概念结构设计阶段得到的独立于念结构设计阶段得到的独立于DBMSDBMS，独立于计算机，独立于计算机系统的概念模型转换成特定系统的概念模型转换成特定DBMSDBMS所支持的数据模型所支持的数据模型的过程。
概念模型可转换为关系、网状、层次三种的过程概念模型可转换为关系、网状、层次三种模型中的任一种新设计的数据库系统普遍采用支模型中的任一种新设计的数据库系统普遍采用支持关系数据模型的持关系数据模型的DBMSDBMS，这里仅介绍，这里仅介绍E E——R R图向关系图向关系模型的转换模型的转换垢翟镣彩宗肋七掌视彤荚盐磊桔昭褥棠袍挥淆喧缘撅女姥厢谭贯擂碉瞪奶第2章数据库设计第2章数据库设计18 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．4．．1 E – R图向关系模型的转换图向关系模型的转换 E E——R R图由实体、联系和属性组成图由实体、联系和属性组成E E——R R图向图向关系模型的转换就是将实体、联系、属性转换为关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：系模式转换原则如下：1 1．实体转换为关系模型．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，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如由实体转换来的关实体的主键就是关系的主键如由实体转换来的关系模型是否符合规范化理论，可在优化阶段用规范系模型是否符合规范化理论，可在优化阶段用规范准则进行检查、修改准则进行检查、修改2．．4逻辑设计逻辑设计壁粘淳喘舞侥邵醋吵溉眺澄雕港历颐了疯粤暴肋怔则碴旁硒俯为奶补聪挽第2章数据库设计第2章数据库设计19 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2 2．联系转换为关系模型．联系转换为关系模型（（1 1））1 1对对1 1联系的转换联系的转换: :若实体间的联系是若实体间的联系是1 1：：1 1，则，则可以在两个实体类型转换成的关系模式中的任意一可以在两个实体类型转换成的关系模式中的任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。
系类型的属性2 2）一对多联系的转换）一对多联系的转换: :若实体间的联系是若实体间的联系是1 1：：n n，，则可以在则可以在n n端实体类型转换成的关系模式中加入端实体类型转换成的关系模式中加入1 1端端实体类型的键和联系类型的属性实体类型的键和联系类型的属性3 3）多对多联系的转换）多对多联系的转换: :若实体间的联系是若实体间的联系是m m：：n n，，则可以把联系类型也转换成关系模式则可以把联系类型也转换成关系模式2．．4逻辑设计逻辑设计渣毡谅随东哎篆枪猩绸拂德泰故婚遵债摈蒸静遥潍测茨屿逻荔叁阎吕捶缕第2章数据库设计第2章数据库设计20 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．4．．2 关系的规范化关系的规范化一个好的关系模式应该具备以下四个条件：一个好的关系模式应该具备以下四个条件：l尽可能少的数据冗余尽可能少的数据冗余l没有插入异常没有插入异常l没有删除异常没有删除异常l没有更新异常。
没有更新异常 如何按照一定的规范设计关系模式，将结构如何按照一定的规范设计关系模式，将结构复杂的关系分解成结构简单的关系，从而把不好的复杂的关系分解成结构简单的关系，从而把不好的关系数据库模式转变为好的关系数据库模式，这就关系数据库模式转变为好的关系数据库模式，这就是关系的规范化规范化又可以根据不同的要求而是关系的规范化规范化又可以根据不同的要求而分成若干级别分成若干级别 2．．4逻辑设计逻辑设计传答崔槛初庄钉弧醉莆伎忙钮衬溃曹泼柞呛憾糜切邮鸯惶竟它畴去鸡迄忙第2章数据库设计第2章数据库设计21 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database1.1.函数依赖函数依赖定义定义2.1 2.1 设设R(U)R(U)是一个属性集是一个属性集U U上的关系模式，上的关系模式，X X和和Y Y是是U U的子集若对于的子集若对于R(U)R(U)的任意一个可能的关系的任意一个可能的关系r r，，r r中不可能存在两个元组在中不可能存在两个元组在X X上的属性值相等，上的属性值相等， 而在而在Y Y上的属性值不等，上的属性值不等， 则称则称““X X函数确定函数确定Y Y””或或““Y Y函数依赖于函数依赖于X X””，记作，记作X→YX→Y。
X X称为这个函数依称为这个函数依赖的决定属性集赖的决定属性集2．．4逻辑设计逻辑设计蚜顷绷楞抢祖威订讣锄熟仲翰接值视庇试薛硒鞭事志槽拥液言郡傀鸟棒兔第2章数据库设计第2章数据库设计22 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database定义定义2.2 2.2 设关系模式设关系模式R(U)R(U)，，U U是属性全集，是属性全集，X X和和Y Y是是U U的子集，的子集，X→YX→Y如果对X X的某个真子集的某个真子集X′X′，使，使X′→YX′→Y成立，则称成立，则称Y Y对对X X部分函数依赖，记作部分函数依赖，记作XYXY否则称则称Y Y对对X X完全函数依赖，记作完全函数依赖，记作XYXY定义定义2.3 2.3 设有关系模式设有关系模式R R（（U U），），U U是属性全集，是属性全集，X X，，Y Y，，Z Z是是U U的子集，若的子集，若X→YX→Y，，Y→ZY→Z，但，但Y → XY → X，则称，则称Z Z对对X X传递函数依赖，记作传递函数依赖，记作XZXZ。
函数依赖分为完全函数依赖、部分函数依赖函数依赖分为完全函数依赖、部分函数依赖和传递函数依赖三类，它们是规范化理论的依据和和传递函数依赖三类，它们是规范化理论的依据和规范化程度的准则规范化程度的准则2．．4逻辑设计逻辑设计侍统节巩虐寓蒂塞典舒九讼帝娥捧瞻约搜乞缓奏歪赡噪驹突埂昂胃层缕禽第2章数据库设计第2章数据库设计23 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2 2 范式范式 范式是符合某一级别的关系模式的集合关范式是符合某一级别的关系模式的集合关系数据库中的关系必须满足一定的要求系数据库中的关系必须满足一定的要求 满足最基本规范化要求的关系模式被称为满满足最基本规范化要求的关系模式被称为满足第一范式的关系模式在第一范式的基础上进一足第一范式的关系模式在第一范式的基础上进一步满足一些要求后关系模式将成为满足第二范式的步满足一些要求后关系模式将成为满足第二范式的关系模式。
以此类推就产生了第三范式等概念每关系模式以此类推就产生了第三范式等概念每种范式都规定了一些限制约束条件种范式都规定了一些限制约束条件2．．4逻辑设计逻辑设计圭达垣抗聊无省议堂摸遁睁磺涂凶凶穿麦害夜锻佯孤辱考专再秘写菩晶埋第2章数据库设计第2章数据库设计24 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database3.3.关系模式的规范化关系模式的规范化 一个属于低一级范式的关系模式，通过模式一个属于低一级范式的关系模式，通过模式分解转化为若干个属于高一级范式的关系模式的集分解转化为若干个属于高一级范式的关系模式的集合，这种分解过程称为关系模式的规范化合，这种分解过程称为关系模式的规范化（（NormalizationNormalization）规范化的目的就是使关系模）规范化的目的就是使关系模式结构合理，消除存储异常，使数据冗余尽量小，式结构合理，消除存储异常，使数据冗余尽量小，便于插入、删除和更新。
便于插入、删除和更新 规范化的基本原则就是遵从概念单一化的原规范化的基本原则就是遵从概念单一化的原则，即一个关系只描述一个实体或者实体间的联系则，即一个关系只描述一个实体或者实体间的联系若多于一个实体，就把它若多于一个实体，就把它““分离分离””出来因此，出来因此，所谓规范化，实质上是概念的单一化，即一个关系所谓规范化，实质上是概念的单一化，即一个关系表示一个实体表示一个实体2．．4逻辑设计逻辑设计艰隧羡村我坦蝶惋簿鹏恃咋趟抨匆寐诽傀待睁凝融埂嗽猾融怨渺雄沉晨雀第2章数据库设计第2章数据库设计25 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database规范化就是对原关系进行投影，消除决定属性不是候选键的任何函数依赖，如图2-7所示具体可以分为以下几步：1NF1NF2NF2NF3NF3NFBCNFBCNF消除决定消除决定属性不是属性不是候选键的候选键的非平凡的非平凡的函数依赖函数依赖消除非主属性对键的部分函消除非主属性对键的部分函数依赖数依赖消除非主属性对键的传递函消除非主属性对键的传递函数依赖数依赖消除属性对键的部分和传递消除属性对键的部分和传递函数依赖函数依赖2．．4逻辑设计逻辑设计泵翅氰桐聚窟岳雁锡摹泽流自锻淤斜柯乞轧忠垦够翼韵夏谦匈桨园挞歉歌第2章数据库设计第2章数据库设计26 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 物理设计是以逻辑设计结果作为输入，结合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提高系统处理效率，充分利用计算机的存储空间 一般地，数据库物理设计分为两步，即：数一般地，数据库物理设计分为两步，即：数据库物理设计和性能评价通过估算存储空间，估据库物理设计和性能评价通过估算存储空间，估计响应时间，评价物理设计性能如果满足预定目计响应时间，评价物理设计性能如果满足预定目标则进入数据库实施阶段，否则需要更新设计或修标则进入数据库实施阶段，否则需要更新设计或修改物理结构，甚至返回逻辑设计阶段修改数据模型改物理结构，甚至返回逻辑设计阶段修改数据模型2．．5 物理设计物理设计撇耪讫倪玫砚熄束淆招清市闰拨拿莹褒互笑盖峡氢侮湘袍棠碟猴膜蔗允淡第2章数据库设计第2章数据库设计27 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．5．．1数据库物理设计数据库物理设计 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术、缓冲区大小及管理方式、数据在存储器上的分布等。
布等 目前流行的目前流行的DBMS大多数是关系型的关系型大多数是关系型的关系型DBMS具有更强的物理独立性，数据库文件的存取具有更强的物理独立性，数据库文件的存取方法、记录的存放位置、缓冲区大小设置及管理方方法、记录的存放位置、缓冲区大小设置及管理方式等由操作系统管理当然，式等由操作系统管理当然，DBMS会提供工具以会提供工具以设置其中参数，如缓冲区大小和数目本小节介绍设置其中参数，如缓冲区大小和数目本小节介绍数据簇集设计和索引的选择数据簇集设计和索引的选择写辉嘻翔包扰砂卑枢诵变鹃捌甄机窄嘉眠穆田琼仇柞盆从仅氢桐已拍饱搂第2章数据库设计第2章数据库设计28 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database1．数据库簇集设计．数据库簇集设计 数据簇集就是把有关的元件组集中在一个物数据簇集就是把有关的元件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理块内或物理上相邻的区域，以提高访问某些数据的速度。
的速度 数据簇集以后，簇集键相同的元组存放在一起，数据簇集以后，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，只需在一因而簇集键不必在每个元组中重复存储，只需在一组中就行了，因此可以节约一些存储空间簇集键组中就行了，因此可以节约一些存储空间簇集键可以是单属性的，也可以是复合的可以是单属性的，也可以是复合的毕帛誓删逐缘刃夕冶社龋欺推小蚜性剑形优崇樱皱窝铝烫酿冷隆账阑栖泌第2章数据库设计第2章数据库设计29 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 簇集对于某些特定的应用可以明显地提高性能簇集对于某些特定的应用可以明显地提高性能一般地，用户应用满足以下条件时考虑创建簇集：一般地，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）通过簇集键进行访问或连接是该关系的主要应用，与簇集无关的其它访问很少或是次要的。
应用，与簇集无关的其它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）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）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）对查询某一范围的值，最好在相关属性上建立簇集索引立簇集索引蹦屹司吠丑易愁讯胀幻邀帝旗派组饭帕似神汕互斡殷宅缺建浆熄汗濒午煤第2章数据库设计第2章数据库设计30 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．索引的选择．索引的选择 索引是为了加速对表中数据进行检索而创建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，它提供了指向表中行的指针。
合理建立索引可以提高数据了指向表中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，强制实施行的惟一性，检索速度，加速关系连接，强制实施行的惟一性，一些数据库的查询优化器依赖于索引而起作用但一些数据库的查询优化器依赖于索引而起作用但是，创建、维护索引花费时间、占用存储空间，索是，创建、维护索引花费时间、占用存储空间，索引并非越多越好引并非越多越好 速叉邓千洋畴坟吾忧秧陋郧期蹬戌捎莆压巡桩呛禾饼舆寐奥葬胸溯堆汲酣第2章数据库设计第2章数据库设计31 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 一般地，建立索引考虑以下原则：一般地，建立索引考虑以下原则：（（1）考虑建立索引的属性）考虑建立索引的属性①①主关键字主关键字 ②②连接中频繁使用的属性连接中频繁使用的属性 （（2）不考虑建立索引的属性）不考虑建立索引的属性①①很少或从来不在查询中出现的属性很少或从来不在查询中出现的属性 ②②属性值很少的属性。
属性值很少的属性 ③③小表（记录很少的表）一般没有必要创建索引小表（记录很少的表）一般没有必要创建索引④④经常更新的属性或表经常更新的属性或表 ⑤⑤属性值分布不均，在几个值上很集中属性值分布不均，在几个值上很集中⑥⑥过长的属性过长的属性乖广拖裔泪赋阉咀屯犹秃闰斯撇拔哑氨赶伪轧目斩沦头回巷茧近悦蔽锗戍第2章数据库设计第2章数据库设计32 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database 数据库技术与应用数据库技术与应用Technique and Application of Database2．．5．．2评价物理结构评价物理结构 数据库物理设计可能有多个方案，衡量一个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方面常常是相互矛盾的例如，某间和维护代价等方面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选择一个较优的设计翌愤跪姓启智脚括睦匀塔车逊桥瞪诧漱枯困扒味磺痒梢助仲胃柜厅瑶簧垃第2章数据库设计第2章数据库设计33 。
