邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟課件

1、第六章數(shù)據(jù)庫設(shè)計6.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟 6.2 需求分析 6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 6.5 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 6.6 數(shù)據(jù)庫實施 6.7 數(shù)據(jù)庫運行維護 第1頁，共75頁。6.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟需求分析概念結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計局部視圖集成視圖 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)優(yōu)化邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計設(shè)計物理結(jié)構(gòu)評價物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的物理實現(xiàn)試驗性運行 數(shù)據(jù)庫運行維護第2頁，共75頁。6.2 需求分析 6.2.1 需求分析的任務(wù)需求分析的任務(wù)通過詳細(xì)調(diào)查現(xiàn)實世界和要處理的對象（組織、部門、企業(yè)等），充分了解原系統(tǒng)的工作概況，明確用戶的各種需求，然后在此基礎(chǔ)上確定新的系統(tǒng)功能。新

2、系統(tǒng)應(yīng)該考慮可擴展性。需求分析的重點調(diào)查、收集與分析用戶在數(shù)據(jù)庫管理中的信息要求、處理要求、安全要求和完整性要求。需求分析的結(jié)果DD（數(shù)據(jù)字典）DFD（數(shù)據(jù)流圖）第3頁，共75頁。調(diào)查組織機構(gòu)總體情況熟悉業(yè)務(wù)活動明確用戶需求確定系統(tǒng)邊界概念設(shè)計需求分析DDDFD用戶 數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員第4頁，共75頁。6.2.2 需求分析的方法調(diào)查與初步分析的步驟調(diào)查組織機構(gòu)情況調(diào)查各部門業(yè)務(wù)活動情況在熟悉業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，協(xié)調(diào)用戶明確對新系統(tǒng)得要求對上述結(jié)果初步分析，確定新系統(tǒng)得邊界，及人與計算機得工作邊界。常用的調(diào)查方法跟班作業(yè)開調(diào)查會請專業(yè)人事介紹詢問設(shè)計調(diào)查表請用戶填寫查閱記錄分析用戶需求的方法自頂而下，結(jié)構(gòu)化

3、分析方法(Structured Analysis，簡稱SA)自底向上第5頁，共75頁。數(shù)據(jù)流圖的表示數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)輸出處理數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流第6頁，共75頁。6.2.3 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典是詳細(xì)數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。包涵以下內(nèi)容 :數(shù)據(jù)項：不可再分的數(shù)據(jù)單位。對數(shù)據(jù)項的描述包括：數(shù)據(jù)項名、含義說明、別名、數(shù)據(jù)類型、長度、取值范圍、取值含義、與其他數(shù)據(jù)項的邏輯關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：反映了數(shù)據(jù)之間的組合關(guān)系。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述包括：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)名,含義說明,組成(數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))第7頁，共75頁。數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)流是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)穆窂?。?shù)據(jù)流的描述包括：數(shù)據(jù)流名，說明，數(shù)據(jù)流來源、數(shù)據(jù)流去向、組成（數(shù)據(jù)

4、結(jié)構(gòu)）、平均流量、高峰期流量等數(shù)據(jù)存儲：數(shù)據(jù)存儲是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)停留或保存的地方，也就是數(shù)據(jù)流的來源和去向之一。數(shù)據(jù)存儲的描述：數(shù)據(jù)存儲名、說明、編號、流入數(shù)據(jù)流、流出數(shù)據(jù)流、組成（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）、數(shù)據(jù)量、存取方式處理過程：處理過程的處理邏輯一般用判定樹和判定表來描述。數(shù)據(jù)字典一般只是描述說明性信息。描述包括：處理過程名、說明、輸入（數(shù)據(jù)流）、輸出（輸出流）、簡要說明第8頁，共75頁。6.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計6.3.1 概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法與步驟 自頂向下先定義全局概念結(jié)構(gòu)，再細(xì)化自底向上先定義局部應(yīng)用的概念結(jié)構(gòu)，再集成起來，得到全局概念結(jié)構(gòu)逐步擴張先定義核心概念結(jié)構(gòu)，再逐步向外擴充，直至全局概念結(jié)構(gòu)。混合策

5、略即使用自頂向下、自底向上相集合第9頁，共75頁。6.3.2 數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計 選擇局部應(yīng)用逐一設(shè)計分ER圖屬性與實體很難有截然劃分的界線屬性不能再具有需要描述的性質(zhì) 屬性不能與其他實體具有聯(lián)系 第10頁，共75頁。抽象數(shù)據(jù)設(shè)計局部視圖集成視圖邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計需求分析DFDDD分ER圖總ER圖概念結(jié)構(gòu)設(shè)計第11頁，共75頁。6.3.3視圖的集成 合并分ER圖，生產(chǎn)初步ER圖，合并分ER圖過程中存在的沖突有 :屬性沖突：屬性域沖突、屬性單位沖突命名沖突：同名異義，異名同義結(jié)構(gòu)沖突：同一對象抽象不同，同一實體屬性不同，聯(lián)系類型不同修改與重構(gòu)，生成基本ER圖。初步ER圖消除不必要冗余后得到基本ER

6、圖。視圖集成后形成整體概念結(jié)構(gòu)，必須滿足結(jié)構(gòu)內(nèi)部必須具有一致性，不能有互相矛盾的表達(dá)整體結(jié)構(gòu)必須能反映原來的每一個視圖結(jié)構(gòu)，包括實體，屬性和聯(lián)系結(jié)構(gòu)能滿足需求分析階段的所有需求第12頁，共75頁。合并（消除沖突）修改與重構(gòu)（消除冗余）分ER圖基本ER圖初步ER視圖分析規(guī)范化理論集成視圖第13頁，共75頁。6.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)將概念結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為某一數(shù)據(jù)模型 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟 將概念模型轉(zhuǎn)化為一般的關(guān)系、層次、網(wǎng)狀模型。將轉(zhuǎn)化來的關(guān)系、層次和網(wǎng)狀模型向特定的DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化第14頁，共75頁。6.4.1 ER圖向數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化的原則 一個實體型轉(zhuǎn)

7、化為一個關(guān)系模式。一個m：n的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式，碼為各實體碼組合。一個1：n的聯(lián)系 轉(zhuǎn)化為一個獨立的關(guān)系模式，碼為n端實體碼；也可以與n端關(guān)系模式合并。一個1：1的聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個獨立的關(guān)系模式，每個實體的碼均是候選碼；也可以與任一端關(guān)系模式合并。三個及三個以上實體間的一個多元聯(lián)系轉(zhuǎn)化為一個關(guān)系模式。同一實體集的實體間的聯(lián)系即自聯(lián)系，也可按上面的聯(lián)系方式處理。具有相同碼的各模式可以合并。第15頁，共75頁。轉(zhuǎn)化為一般數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)化為特定DBMS數(shù)據(jù)模型基本ER視圖轉(zhuǎn)換規(guī)則特定DBMS特定限制概念結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化模型數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計優(yōu)化方法規(guī)范化理論邏輯模型邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計第16頁，共75頁。6.4.2

8、 數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化 確定數(shù)據(jù)依賴對各個關(guān)系模式間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。按照數(shù)據(jù)依賴?yán)碚搶﹃P(guān)系模式逐一進(jìn)行分析考察是否存在部分函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴、多值依賴等，確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。按照需求分析階段得到的各種應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理的要求，分析這樣的應(yīng)用環(huán)境這些關(guān)系模式是否合適，確定是否要對它們進(jìn)行合并和分解。對關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解和合并 。第17頁，共75頁。6.4.3設(shè)計用戶子模式 使用更符合用戶習(xí)慣的別名;針對不同級別的用戶，定義不同的外模式，以滿足系統(tǒng)對安全性的要求;簡化用戶對系統(tǒng)的使用 ;第18頁，共75頁。6.5 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計 6.5.1確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)

9、確定數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。綜合考慮存取時間、存儲空間利用率和維護代價。聚簇的使用條件：通過聚簇碼進(jìn)行訪問是該關(guān)系的主要應(yīng)用。對應(yīng)與每個聚簇碼的平均元組數(shù)既不太少，也不太多。聚簇碼值相對穩(wěn)定，以減少修改碼值引起的維護開銷設(shè)計數(shù)據(jù)存取路徑。主要是如何建立索引。確定數(shù)據(jù)存放位置。主要是日志/數(shù)據(jù)、索引/數(shù)據(jù)的存放盡量分開。確定系統(tǒng)配置。打開對象數(shù)、緩沖區(qū)大小、時間片大小、鎖數(shù)目等 第19頁，共75頁。確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計評價數(shù)據(jù)庫的物理機構(gòu)數(shù)據(jù)庫實施物理模型數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計邏輯模型第20頁，共75頁。6.5.2評價物理結(jié)構(gòu) 需要權(quán)衡的因素：時間效率空間效率維護代價用戶需求評價數(shù)據(jù)庫的方法完全依賴

10、于選用的DMBS第21頁，共75頁。6.6 數(shù)據(jù)庫實施 數(shù)據(jù)庫實施的主要工作包括 用DDL定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)組織數(shù)據(jù)入庫編制調(diào)試應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫試運行 :包括功能測試和性能測試 第22頁，共75頁。定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計數(shù)據(jù)庫試運行數(shù)據(jù)庫運行與維護數(shù)據(jù)庫實施物理模型編制與調(diào)試應(yīng)用程序數(shù)據(jù)裝載數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)第23頁，共75頁。6.7 數(shù)據(jù)庫運行維護 本階段主要是DBA的工作 1、數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù) 2、數(shù)據(jù)庫的安全性完整性控制 3、數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進(jìn) 4、數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造 數(shù)據(jù)庫重組：不會改變數(shù)據(jù)邏輯和物理結(jié)構(gòu)，只是重新安排存儲，回收垃圾等 數(shù)據(jù)庫重構(gòu)：應(yīng)用需求改變，要求改變邏輯設(shè)計

11、，如表結(jié)構(gòu)等，就是重構(gòu) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)重新設(shè)計：數(shù)據(jù)庫重構(gòu)的程度是十分有限的，當(dāng)重構(gòu)的代價太大時，就表示現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的生命周期已經(jīng)結(jié)束，應(yīng)該重新設(shè)計新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)了 第24頁，共75頁。第七章關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實例7.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品概述 7.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫 7.3 Sybase數(shù)據(jù)庫 7.4 INFORMIX數(shù)據(jù)庫 7.5 DB2數(shù)據(jù)庫 7.6 INGRES數(shù)據(jù)庫 7.7* 兩層及多層應(yīng)用系統(tǒng)體系架構(gòu) 第25頁，共75頁。7.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品概述 對關(guān)系數(shù)據(jù)庫支持的三階段70年代，支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和基本數(shù)據(jù)操作（選擇、投影、連接等），DBASE等。80年代，支持國際標(biāo)

12、準(zhǔn)SQL，甚至超出（TSQL，PL/SQL）,Oracle等。90年代，加強安全性和完整性 第26頁，共75頁。運行環(huán)境發(fā)展的三階段 一般多為多用戶系統(tǒng)的大中小型機器上運行的單機RDMBS，微機上的均為單用戶的，因為微機DOS是單用戶操作系統(tǒng) 兩個方向發(fā)展：一是提高移植性，使之在多種硬件和操作系統(tǒng)上；二是數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng)，向分布式系統(tǒng)發(fā)展，支持多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，分布式數(shù)據(jù)庫和客戶/ 服務(wù)器結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的推出。追求數(shù)據(jù)庫的開放性（可移植性portability、可連接性connectivity、可伸縮性scalability）。 第27頁，共75頁。RDBMS的系統(tǒng)構(gòu)成 變化早期的RDBMS

13、主要實現(xiàn)DDL、DML、DCL等基本操作以及數(shù)據(jù)存儲組織、并發(fā)控制、安全性完整性檢查、系統(tǒng)恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的重組和重構(gòu) 后期的RDBMS以數(shù)據(jù)管理的基本功能為核心，開發(fā)外圍軟件系統(tǒng)，包括FORMS、REPORT、GRAPHICS等 第28頁，共75頁。RDBMS對應(yīng)用的支持 第一階段主要是用于信息管理，對聯(lián)機速度要求不高 第二階段主要針對聯(lián)機事務(wù)處理，一提高事務(wù)吞吐量；二縮短聯(lián)機響應(yīng)時間 RDBMS的改善技術(shù)主要有： 性能可靠性 第29頁，共75頁。7.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫 7.2.1 Oracle公司簡介 成立于1977年 1979年，Oracle第一版是世界上首批商用RDBMS之一。1992

14、 Oracle7、1997年 Oracle8 、隨后Oracle 9i 、Oracle 10g 第30頁，共75頁。7.2.2 Oracle產(chǎn)品特性 兼容性（compatibility）：兼容其他廠商的數(shù)據(jù)庫兼容可移植性（portability）：可以安裝70多種機器，多種操作系統(tǒng)可聯(lián)結(jié)性（connectability）：支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如TCP/IP、DECnet等高生產(chǎn)率（high productivity）：提供PRO*C 、Forms等接口與工具。開放性：前述特性保障了其開放性 第31頁，共75頁。7.2.3 Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器產(chǎn)品 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器 多進(jìn)程、多線程體系結(jié)構(gòu)為提高性能

15、改進(jìn)核心技術(shù)：無限制行級鎖、無競爭查詢、多線程順序號產(chǎn)生 高可用性SQL的實現(xiàn)：符合ISO的SQL標(biāo)準(zhǔn) 并行服務(wù)器選件（Oracle Parallel Server）和并行查詢（Parallel query Option）分布式選件（distributed Option）過程化選件（Procedural option）：提供用戶自定義數(shù)據(jù)庫對象 第32頁，共75頁。7.2.4 Oracle工具Developer/2000 ORACLE Forms：屏幕工具 ORACLE Reports：報表工具 ORACLE Graphics：圖形工具，如直方圖等。ORACLE Book ：用于生產(chǎn)聯(lián)機文檔

16、Designer/2000BPR ：用于過程建模 Modellers：用于系統(tǒng)設(shè)計與建模Generators ：應(yīng)用生產(chǎn)器。Discoverer/2000：OLAP工具，應(yīng)用于數(shù)據(jù)倉庫Oracle Office：辦公自動化。 SQL DBA：用戶動態(tài)性能監(jiān)控。 ORACLE 預(yù)編譯器 Proc*CORACLE調(diào)用接口OCI 第33頁，共75頁。7.2.5 Oracle連接產(chǎn)品 SQL *Net：負(fù)責(zé)Client和Server的通訊 Oracle多協(xié)議轉(zhuǎn)換器Oracle 開放式網(wǎng)關(guān)：利用透明網(wǎng)關(guān)和過程化網(wǎng)關(guān)，可以實現(xiàn)對其他數(shù)據(jù)庫的直接7.2.6 Oracle數(shù)據(jù)倉庫解決方案 OracleOLAP

17、 Oracle Express ServerOracle Express ObjectsOracle Express Analyzer 7.2.7 Oracle 的Internet解決方案 Oracle WebServer 2.0 第34頁，共75頁。7.3 Sybase數(shù)據(jù)庫 7.3.1 Sybase公司簡介 1984年成立，INGRES大學(xué)版本的主要設(shè)計人員之一Dr.Robert Epstein是Sybase的創(chuàng)始人之一 致力于C/S數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)以滿足OLTP應(yīng)用要求，1987年推出SYBASE SQL Server Sybase 11.0、11.5、11.9、12.0、12.5都是很優(yōu)

18、秀的版本 第35頁，共75頁。7.3.2 Sybase關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：Sybase SQL Server Sybase MPPSybase IQ Sybase Anywhere中間件：Server Open ClientOpen Server OmniCONNECTObjectCONNECT for C+ Directconnect工具：PowerBuilder SDesignorOptima NetImpact StudioInternet Developer Toolkit for PowerBuilder 第36頁，共75頁。7.3.3 Sybase數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(Adapt

19、ive Server) SQL Server：RDBMS，負(fù)責(zé)高速計算、數(shù)據(jù)管理、事務(wù)管理。單進(jìn)程多線程體系結(jié)構(gòu)高性能數(shù)據(jù)完整性檢查和控制 加強安全保密功能，基于角色管理，提供審計支持分布式查詢和更新第37頁，共75頁。備份服務(wù)器（backup server）：附屬于SQL Server，完成對數(shù)據(jù)的備份工作 支持聯(lián)機備份：備份時不影響SQL Server處理支持轉(zhuǎn)儲分解：允許使用多臺外設(shè)進(jìn)行轉(zhuǎn)儲。支持異地轉(zhuǎn)儲：DBA可以管理多個遠(yuǎn)程服務(wù)器的備份和裝載。支持限值轉(zhuǎn)儲：日志轉(zhuǎn)儲可以在限值事件觸發(fā)下自動完成。SYBASE MPP：多處理器并行服務(wù)器產(chǎn)品SYBASE IQ：高性能決策支持和交互式數(shù)據(jù)

20、集成產(chǎn)品。SYBASE SQL Anywhere：基于PC的具有SQL功能的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 第38頁，共75頁。7.3.4 Sybase開發(fā)工具 PowerBuilder：基于圖形界面的C/S前端應(yīng)用開發(fā)工具。PowerDesigner：一組緊密集成的計算機輔助軟件工程（CASE）工具，用于數(shù)據(jù)庫的分析、設(shè)計維護、建立文檔和創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫等功能。PowerJ：開發(fā)基于java應(yīng)用的快速開發(fā)工具。Power+（Optima+）：RAD C+ C/S和Internet面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具。SQL Manager：可視化的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理工具。 第39頁，共75頁。7.3.5 Sybase中間件 O

21、pen Client/Open Server：構(gòu)成Sybase開放式C/S互連基礎(chǔ)。Open Client用于建立有效的前端應(yīng)用；Open Server是一個服務(wù)構(gòu)造工具，用于集成企業(yè)的資源與服務(wù)。Jaguar CTS：是jaguar組件事務(wù)服務(wù)器（component transaction server）簡稱，專門為NetOLTP應(yīng)用設(shè)計的事務(wù)服務(wù)器Replication Server：復(fù)制服務(wù)器。OmniCONNECT：不同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（都是sybase）之間完全透明的數(shù)據(jù)集成。DirectConnect：用于同非Sybase數(shù)據(jù)源建立聯(lián)系的訪問服務(wù)器。 7.3.6 Sybase數(shù)據(jù)倉庫

22、解決方案Sybase Web. Works 第40頁，共75頁。7.4 INFORMIX數(shù)據(jù)庫1988年Infomix推出第一代數(shù)據(jù)庫服務(wù)器INFORMIXTURBO后來被IBM收購。7.5 DB2數(shù)據(jù)庫DB2是IBM的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，起源于System R和System R*。7.6 INGRES/PostgreSQL數(shù)據(jù)庫INGRES公司成立于1980。其技術(shù)源于加州伯克利大學(xué)。PostgreSQL的前身。PostgreSQL 可以說是最富特色的自由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，過于學(xué)院味，因為首先它的目的是數(shù)據(jù)庫研究，因此不論在穩(wěn)定性，性能還是使用方便方面都比商用數(shù)據(jù)庫欠缺。第41頁，共75頁。7.7

23、 MS-SQL Server數(shù)據(jù)庫MS-SQL Server是window平臺最流行的中型關(guān)系數(shù)據(jù)庫DBMS。7.8 MySQL 數(shù)據(jù)庫Mysql數(shù)據(jù)庫是非常流行的開放源碼DBMS，以性能卓越而著稱，可以運行與各種OS平臺，為了性能而較大多數(shù)DBMS精簡。第42頁，共75頁。第八章 現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)及進(jìn)展 8.1 數(shù)據(jù)庫發(fā)展概述 8.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合 8.3 現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究 第43頁，共75頁。8.1 數(shù)據(jù)庫發(fā)展概述 層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫專用或通用數(shù)據(jù)庫面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫擴充知識庫對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫XML數(shù)據(jù)庫Web數(shù)據(jù)庫空間和時態(tài)數(shù)據(jù)庫嵌入移動數(shù)據(jù)庫物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)庫智

24、能數(shù)據(jù)庫第一代數(shù)據(jù)庫第二代數(shù)據(jù)庫現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫第44頁，共75頁。8.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合 8.2.1分布式數(shù)據(jù)庫 分布式數(shù)據(jù)庫特點： 數(shù)據(jù)的物理分布性數(shù)據(jù)的邏輯整體性數(shù)據(jù)的分布獨立性（透明性）：除了物理獨立性、邏輯獨立性，用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)的分布細(xì)節(jié)。場地自治與協(xié)調(diào)：各結(jié)點能執(zhí)行局部應(yīng)用請求，也能通過網(wǎng)絡(luò)處理全局請求。數(shù)據(jù)的冗余及冗余透明性：適當(dāng)冗余提高系統(tǒng)效率和可靠性，冗余對用戶透明 第45頁，共75頁。分布式數(shù)據(jù)庫優(yōu)點：分布式控制：減少通信開銷數(shù)據(jù)共享：全局和局部可靠性和可用性加強：可以根據(jù)冗余數(shù)據(jù)恢復(fù)某一場地數(shù)據(jù)性能改善：數(shù)據(jù)分片，減少資源競爭可擴充性好：因分布獨立性，不會影響用戶

25、程序。分布式數(shù)據(jù)庫缺點：復(fù)雜：主要是自治與協(xié)調(diào)。開銷大：硬件、通信、冗余開銷、安全性、完整性和并發(fā)控制開銷第46頁，共75頁。分布式數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)：（若干局部數(shù)據(jù)模式一個全局?jǐn)?shù)據(jù)模式）全局?jǐn)?shù)據(jù)模式全局外模式全局概念模式分片模式：水平、垂直、混合分片；完全性、可重構(gòu)性、不相交性。分布模式局部數(shù)據(jù)模式 局部外模式局部概念模式局部內(nèi)模式四級映象全局外模式與全局概念模式之間對應(yīng)關(guān)系。全局概念模式（關(guān)系）與全局分片模式（片斷）之間對應(yīng)關(guān)系全局分片模式（片斷）與全局分布模式（網(wǎng)絡(luò)結(jié)點）之間的對應(yīng)關(guān)系。全局分布模式與局部概念模式之間的映射第47頁，共75頁。8.2.2并行數(shù)據(jù)庫并行計算機體系類型：緊耦合全對

26、稱多處理器（SMP）所有CPU共享內(nèi)存與磁盤（share memory）。松耦合群集機系統(tǒng)，所有CPU共享磁盤（share disk）大規(guī)模并行處理（MPP），所有CPU有自己內(nèi)存和磁盤無共享資源（share nothing）第48頁，共75頁。相應(yīng)并行數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存（share memory）（SMP）共享磁盤（share disk）無共享資源（share nothing）并行數(shù)據(jù)庫的粒度：不同事務(wù)間并行同一事務(wù)不同查詢間并行同一查詢不同操作間并行同一操作內(nèi)并行 第49頁，共75頁。8.2.3多媒體數(shù)據(jù)庫 主要特征：能夠表示多種媒體數(shù)據(jù)。能夠協(xié)調(diào)處理各種媒體數(shù)據(jù)。應(yīng)提供比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)

27、管理系統(tǒng)更強的適合非格式化數(shù)據(jù)查詢的搜索功能。應(yīng)提供特種事務(wù)處理與版本管理能力。第50頁，共75頁。8.2.4主動數(shù)據(jù)庫目標(biāo)是提供緊急情況及時反應(yīng)能力，同時提高數(shù)據(jù)庫模塊化程度。通常采用方法是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中嵌入ECA（事件條件動作）規(guī)則。要解決的問題：數(shù)據(jù)模型和知識模型執(zhí)行模型條件檢測事務(wù)調(diào)度體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)效率 第51頁，共75頁。8.2.5對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫兼有關(guān)系數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的兩方面特征。即在關(guān)系數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上提供一下功能：允許擴充基本數(shù)據(jù)模型SQL中支持復(fù)雜對象支持子類對超類的特性繼承提供通用規(guī)則系統(tǒng) 第52頁，共75頁。8.3 現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究 1） web數(shù)據(jù)庫 在

28、互聯(lián)網(wǎng)中以web查詢接口方式訪問的數(shù)據(jù)庫資源。2）XML數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫和XML結(jié)合的一個重要方向3）數(shù)據(jù)倉庫從傳統(tǒng)的事務(wù)處理到?jīng)Q策、統(tǒng)計型發(fā)展的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。 數(shù)據(jù)庫處理分兩類：操作型（OLTP）和分析型（OLAP）4）主動數(shù)據(jù)庫結(jié)合人工智能和面向?qū)ο蠹夹g(shù)而產(chǎn)生的新技術(shù)。5）嵌入式移動數(shù)據(jù)庫微型化方向發(fā)展，應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)和移動通信領(lǐng)域。第53頁，共75頁。6）空間和時態(tài)數(shù)據(jù)庫地理信息系統(tǒng)在計算機區(qū)里存儲介質(zhì)上存儲的應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和。體現(xiàn)了隨時間的變化關(guān)系。7）內(nèi)存數(shù)據(jù)庫內(nèi)容價格大幅度降低，對時間要求的苛刻，使得數(shù)據(jù)庫常駐內(nèi)存。8）物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)，物品與

29、物品的信息交換和通信要求“數(shù)據(jù)海”物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫9)云數(shù)據(jù)庫廣義云計算的一種高級應(yīng)用10）知識與智能數(shù)據(jù)庫知識工程中結(jié)構(gòu)化、易操作全面有組織的知識集群。第54頁，共75頁。Redis一個開源的KV存儲解決方案，用于構(gòu)建高性能，可擴展的Web應(yīng)用程序。Redis將其數(shù)據(jù)完全保存在內(nèi)存中，僅使用磁盤進(jìn)行持久化。與其它鍵值數(shù)據(jù)存儲相比，Redis有一組相對豐富的數(shù)據(jù)類型Redis可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到任意數(shù)量的從機中第55頁，共75頁。Redis cluster結(jié)構(gòu)第56頁，共75頁。Redis的優(yōu)點異?？烀棵爰s110000次 SET操作，81000次GET操作豐富的數(shù)據(jù)類型string，hash，list

30、，set及zset操作具有原子性確保如果兩個客戶端并發(fā)訪問，Redis服務(wù)器能接收更新的值。多實用工具Redis是一個多實用工具，可用于多種用例，如：緩存，消息隊列，應(yīng)用程序中的任何短期數(shù)據(jù)（web應(yīng)用程序中的會話，網(wǎng)頁命中計數(shù)等）第57頁，共75頁。Redis安裝Window 下安裝下載地址：/MSOpenTech/redis/releases。打開一個cmd窗口 使用cd命令切換目錄到C:redis運行 redis-server.exe redis.windows.conf。第58頁，共75頁。Redis服務(wù)運行界面第59頁，共75頁。利用redis-cli命令測試這時候另啟一個cmd窗口

31、。切換到redis目錄下運行redis-cli.exe -h -p 6379。設(shè)置鍵值對set myKey abc取出鍵值對get myKey第60頁，共75頁。Linux安裝下載地址：http:/redis.io/download第61頁，共75頁。Redis PHP 字符串實例PHP redis 驅(qū)動下載地址為：/phpredis/phpredis/releases第62頁，共75頁。Java 使用 Redis需要下載驅(qū)動包下載 jedis.jar第63頁，共75頁。OceanBase分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個支持海量數(shù)據(jù)的高性能分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)了數(shù)千億條記錄、數(shù)百TB數(shù)據(jù)上的跨行跨表事務(wù)，由alibaba核心系統(tǒng)研發(fā)部等部門共同完成設(shè)計和實現(xiàn)的時候暫時摒棄了不緊急的DBMS的功能，例如臨時表，視圖主要解決數(shù)據(jù)更新一致性、高性能的跨表讀事務(wù)、范圍查詢、join、數(shù)據(jù)全量及增量dump、批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入第64頁，共75頁?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的弊端數(shù)據(jù)和負(fù)載增加后添加機器的操作比較復(fù)雜，往往需要人工介入；有些范圍查詢需要訪問幾乎所有的分區(qū)，例如，按照user_id分區(qū)，查詢收藏了一個商品的所有用戶需要訪問所有的分區(qū)；目前廣泛使用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲引擎都是針對機械硬盤的特點設(shè)計的，不能夠完全發(fā)揮新硬件（SSD）的能力。Google Bigtable系統(tǒng)雖然解決了可擴展性問題，但往往無法支持事務(wù)