关系数据库设计

旧城等待， 2022-01-07 09:49 231阅读 0赞

参考博文：  
关系数据库设计理论：[https://blog.csdn.net/Calcular/article/details/79332453][https_blog.csdn.net_Calcular_article_details_79332453]  
数据库设计：[https://blog.51cto.com/9291927/2087925][https_blog.51cto.com_9291927_2087925]  
关系型数据库设计：三大范式的通俗理解：[https://www.cnblogs.com/wsg25/p/9615100.html][https_www.cnblogs.com_wsg25_p_9615100.html]

## 一、数据库设计简介 ##

按照规范设计，将数据库的设计过程分为六个阶段：  
A、系统需求分析阶段  
B、概念结构设计阶段  
C、逻辑结构设计阶段  
D、物理结构设计阶段  
E、数据库实施阶段  
F、数据库运行与维护阶段  
需求分析和概念结构设计独立于任何数据库管理系统。

## 物理结构设计 ##

1、物理结构设计简介  
物理结构设计：对于给定的逻辑数据模型，选取一个最适合应用环境的物理结构。数据库的物理结构设计分为两步：  
A、确定物理结构：存取方法和存储结构  
B、评价物理结构：评价重点是时间和空间效率  
根据具体的数据库管理系统所提供的多种存储结构和存取方法等依赖于具体计算机结构的各项物理设计措施，对具体的应用任务选定最合适的物理存储结构(数据类型 索引 主键)。

2、确定物理结构  
（1）存储结构的设计  
物理结构中，数据的基本存取单位是存储记录。  
某一类型的所有存储记录的集合称为文件。  
确定数据库存储结构时要综合考虑存取时间、存储空间利用率和维护代价三方面的因素。例如消除一切冗余数据虽然能够节约存储空间，但往往会导致检索代价的增加，因此必须进行权衡，选择一个折中方案。  
（2）数据存取路径的设计  
在关系数据库中，选择存取路径主要是指确定如何建立索引。例如，应把哪些域作为次码建立次索引，建立单码索引还是组合索引，建立多少个为合适，是否建立聚集索引等。  
（3）数据存放位置的设计  
为了提高性能，可将数据的易变部分、稳定部分、经常存取部分和存储频率较低部分分开存放。  
（4）系统配置的设计  
DBMS产品一般都提供了一些存储分配参数，供设计人员和DBA对数据库进行物理优化。初始情况下，系统都为这些变量赋予了合理的缺省值，但是这些值不一定适合每一种应用环境，在进行物理设计时，需要重新对这些变量赋值以改善系统的性能。

3、评价物理结构  
物理结构设计过程中需要对时间效率、空间效率、维护代价和各种用户要求进行权衡，其结果可以产生多种方案，数据库设计人员必须对方案进行细致的评价，从中选择一个较优的方案作为数据库的物理结构。  
评价物理数据库的方法完全依赖于所选用的DBMS，主要是从定量估算各种方案的存储空间、存取时间和维护代价入手，对估算结果进行权衡、比较，选择出一个较优的合理的物理结构。

## 优化 ##

消除初步E-R图中不必要的冗余，生成基本的E-R图。  
冗余数据：可由基本的数据导出的数据。  
冗余联系：可由基本的联系导出的联系。

## 二、关系数据库模型 ##

关系模型是一种基于表的数据模型，以下为关系学生信息，该表有很多不足之处，本文研究内容就是如何改进它：![在这里插入图片描述][20190627095911617.png]  
最终得到的分解结果如下![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzIxNDgwNjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
原则  
1.数据库表的每一列和全部主属性有关系，之间不能有关系。  
1.要求数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项。  
2.即消除非主属性对于键的部分依赖。  
3.即消除非主属性对于键的部分依赖、传递依赖。  
4.即消除任何属性对于键的部分依赖、传递依赖。

关系数据库可能产生的异常（anmoaly）：  
（1）冗余（redundancy）：上图关系中 学号、姓名、班级、兴趣爱好、班主任、课程 、授课主任列中包含多个重复值。  
（2）更新异常（update anomaly）：若更换了13班的班主任，仅仅更新第一行的信息是不够的，为此还要大费周折更新第二、三、四、五行的班主任信息。  
（3）删除异常（deletion anomaly）：若小明英语缺考，我们需要删除二、三行的全部信息，但是同时也不必要地删除了小明的跑步兴趣爱好。  
实际上，发送异常的主要原因是，冗余和关联。

3.分解的优略：  
（1）消除异常（Elimination of Anomalie）：  
（2）信息的可恢复（Recoverability of Information），即 无损连接：能否从分解后的各元组中恢复分解前的各元组。  
（3）依赖的保持（Preservation of Dependencies）：能否从分解后的函数依赖投影中恢复原先的函数依赖。

[https_blog.csdn.net_Calcular_article_details_79332453]: https://blog.csdn.net/Calcular/article/details/79332453
[https_blog.51cto.com_9291927_2087925]: https://blog.51cto.com/9291927/2087925
[https_www.cnblogs.com_wsg25_p_9615100.html]: https://www.cnblogs.com/wsg25/p/9615100.html
[20190627095911617.png]: /images/20211223/3820e5997d174253ad37d84a251d6676.png
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