数据库逻辑结构及物理设计
数据库逻辑模型和物理模型
数据库逻辑模型和物理模型数据库是一个组织数据的集合，可以用来存储和处理各种类型的数据。
在数据库设计过程中，逻辑模型和物理模型是非常重要的概念。
本文将详细介绍数据库逻辑模型和物理模型的定义、区别和应用。
一、数据库逻辑模型数据库逻辑模型是指数据库设计人员在数据库设计过程中所采用的一种抽象模型，用来描述数据之间的逻辑关系。
逻辑模型通常是由实体、属性、关系和约束条件组成。
其中，实体是指现实世界中的一个独立存在的事物，属性是指实体的特征或者属性，关系是指实体之间的联系，约束条件是指对数据的限制和要求。
常见的逻辑模型有层次模型、网状模型、关系模型等。
其中，关系模型是最常用的逻辑模型。
在关系模型中，数据被组织成表格的形式，每个表格代表一个实体，表格中的每一行代表实体的一个实例，每一列代表实体的一个属性。
逻辑模型的优点是可以清晰地描述数据之间的逻辑关系，方便数据库设计人员进行数据库设计和维护。
但是，逻辑模型并不考虑数据的存储方式和物理结构，因此在实际应用中，需要将逻辑模型转换为物理模型。
二、数据库物理模型数据库物理模型是指数据库设计人员在数据库设计过程中所采用的一种具体的模型，用来描述数据在计算机硬件中的存储方式和物理结构。
物理模型通常是由数据块、文件、索引和存储结构组成。
在物理模型中，数据被组织成数据块的形式，数据块是物理存储单元的最小粒度。
数据块可以被组织成文件的形式，文件是一组数据块的集合。
为了提高检索效率，需要对文件进行索引，索引是一种数据结构，可以加速数据的检索速度。
物理模型的优点是可以直接反映数据在计算机硬件中的存储方式和物理结构，方便数据库管理员进行数据库的管理和维护。
但是，物理模型并不考虑数据之间的逻辑关系，因此需要在设计过程中保持逻辑模型和物理模型的一致性。
三、逻辑模型和物理模型的区别逻辑模型和物理模型是两个不同的概念，其主要区别如下：1.定义不同：逻辑模型是用来描述数据之间的逻辑关系的一种抽象模型，而物理模型是用来描述数据在计算机硬件中的存储方式和物理结构的具体模型。
数据库物理设计与逻辑设计的对比研究
数据库物理设计与逻辑设计的对比研究在计算机领域，数据库是组织和存储数据的重要工具。
为了有效地管理和操作数据，数据库设计起着至关重要的作用。
数据库设计包括物理设计和逻辑设计两个方面，它们各自关注不同的层面和目标。
本文将对数据库物理设计和逻辑设计进行对比研究，以帮助读者更好地理解这两个概念之间的区别和相互关系。
逻辑设计是数据库设计的第一步，它关注的是数据模型和数据结构的设计。
逻辑设计的目的是构建一个与实际业务需求相吻合的逻辑模型。
在逻辑设计过程中，数据库设计人员通过分析和理解业务流程、需求和数据关系，创建出一个逻辑模型，通常使用E-R（实体-关系）模型来进行表示。
E-R模型用于描述实体、属性以及实体之间的关系。
通过逻辑设计，我们能够更好地理解实体之间的关联关系、属性之间的依赖关系以及业务流程。
数据库物理设计是逻辑设计的下一个阶段，它关注的是如何将逻辑模型转换为实际的数据库结构。
物理设计的目的是提高数据库的性能、存储效率、可靠性和可用性。
在物理设计过程中，数据库设计人员需要考虑数据库管理系统（DBMS）的要求和限制，选择适当的数据类型、索引和分区策略。
物理设计还包括存储和访问路径的选择，以及数据完整性和安全性的规划。
逻辑设计和物理设计之间有着密切的联系和相互影响。
逻辑设计的结果作为物理设计的输入，物理设计要求逻辑设计是准确和完整的。
逻辑设计的错误或不完善会导致物理设计的问题。
例如，如果逻辑模型中的实体之间的关联关系不准确或缺失，那么物理设计中创建的索引和分区策略可能无法正常工作，导致查询性能下降。
从功能上来看，逻辑设计关注的是数据库的逻辑结构，即实体、属性和关系。
逻辑设计旨在捕捉和表达现实世界中的事物及其关系。
物理设计关注的是如何在计算机存储中表示和组织数据。
物理设计需要关注计算机硬件和数据库管理系统的特性和限制，选择合适的数据类型和存储结构。
从层次结构上来看，逻辑设计位于更高的逻辑层次，其结果对应于概念模型或ER模型。
数据库物理设计(共93张PPT)
班主任
管理
班级
上课
教室
指导
组成
宿舍
住宿 性别 拥有 学生
归档
档案材料
课程管理的E-R图
教室
开设
课程
选修
学生
讲授
成绩
教学
教科书
教师
6.3.3E-R图的集成（1）
• 不同设计人员进行局部视图设计，这导 致各分E-R图之间存在许多不一致的地方 ，因此着力消除冲突是主要工作与关键 所在
属性域冲突：属性值的类型、取值范围 、取值集合不同
2.班主任改为教师后，教室和学生之间的联系为两类，因为“指导”包含 在“教学”中，所以综合为教学联系
3.性别在学籍管理为实体，在课程管理中为属性，合并后只能作 为实体，否则无法与宿舍实体发生联系
4.二者中学生实体属性组成及次序都存在差异，应将所有属性综 合并重新调整次序。
6.3.3E-R图的修改与重构（1）
• 在多层数据流图中选择一个适当层次的 数据流图，让每一部分对应一个局部应 用，因为中层的数据流图能较好地反映 系统中各局部应用的子系统组成，所以 一般作为分E-R图的依据
• 参照数据流图，标定局部应用中的实体 、实体的属性、标识实体的码，确定实 体之间的联系及其类型。
6.3.2设计分E-R图（2）
数据库设计过程图
数据库运行和维护
数据库实施 数据库物理设计
逻辑结构设计
概念结构设计
需求分析
• 重点是调查、收集与分析用户在数据管 理中的信息要求、处理要求、安全性和 完整性要求
信息要求-用户需从库中获得信息的内容 和性质，存储哪些信息于库中
处理要求-要求完成的功能、响应时间、 方式是批处理还是联机处理
数据库设计分为几个阶段,各阶段的任务是什么？
数据库设计分为⼏个阶段,各阶段的任务是什么？
按照规范的设计⽅法，⼀个完整的⼀般分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库的实施、数据库运⾏与维护六个阶段：
各阶段的任务如下：
1、需求分析：分析⽤户的需求，包括数据、功能和性能需求；
2、概念结构设计：主要采⽤E-R模型进⾏设计，包括画E-R图；
3、逻辑结构设计：通过将E-R图转换成表，实现从E-R模型到关系模型的转换；
4、数据库物理设计：主要是为所设计的数据库选择合适的和存取路径；
5、数据库的实施：包括编程、测试和试运⾏；
6、数据库运⾏与维护：系统的运⾏与数据库的⽇常维护。
拓展资料：
(Database Design)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统，使之能够有效地存储数据，满⾜各种⽤户的应⽤需求(信息要求和处理要求)。
在数据库领域内，常常把使⽤数据库的各类系统统称为数据库应⽤系统。
是建⽴数据库及其应⽤系统的技术，是信息系统开发和建设中的核⼼技术。
由于数据库应⽤系统的复杂性，为了⽀持相关程序运⾏，数据库设计就变得异常复杂，因此最佳设计不可能⼀蹴⽽就，⽽只能是⼀种"反复探寻，逐步求精"的过程，也就是规划和结构化数据库中的数据对象以及这些数据对象之间关系的过程。
第五章 数据库设计
运动会方面，实体集包括：运动员（编号，姓名，性别，队 伍号），比赛项目（项目名，比赛场地）。其中，一个比赛项 目可供多名运动员参加，一名运动员可参加多个项目。
根据上述条件，分别设计运动队和运动会两个局部E-R图。
第三节 概念结构设计 参赛项目 性别 队伍号 队伍名 教练名 运动员 性别 队伍号 运动员 m 参加 n n 属于
第三节 概念结构设计 分解变换。如果实体集的属性较多，可以进行分解。例如， 对于员工实体集，其属性为员工号、姓名、性别、生日、（所 属）支行名、岗位、工资、奖金。 性别 生日 支行名 岗位 工资 奖金
姓名 员工号 员工
第三节 概念结构设计 可以把员工信息分解为两部分，一部分属于固定信息，一部 分属于变动信息。为了区别这两部分信息，产生一个新的实体 和一个新的联系。
在视图合并阶段，设计者把所有视图有机地合并成统一的概 念模型，这个最终的概念模型支持所有的应用。
第三节 概念结构设计 概念结构设计的策略主要分为自顶向下、自底向上、自内向 外和混合策略四种。 这些方法中最常用的是自底向上方法：首先设计局部概念模 式，然后综合局部概念模式成全局概念模式，最后对全局概念 模式进行评估和优化。
P2 P1 D2明细 D3账目 E2会 E1客 D1付款 打印账目 账务处理 单 户 计
第二节 需求分析 元数据是描述数据的数据，通常由数据结构的描述组成，主 要描述数据及其使用环境，例如数据精度、来源、产生时间、 使用范围、注解等。 数据字典是一种用户可以访问的、记录数据库和应用程序元 数据的集合，通常是用来解释数据表、数据字段等数据结构的 意义，数据字段的取值范围、数据值代表的意义等。 简而言之，数据字典是描述数据的信息集合，是系统中所有 数据的定义集合。
数据字典通常由数据项、数据结构、数据流、数据存储和处 理过程组成。
数据库的概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计
数据库的概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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《数据库设计》ppt课件
数据库设计流程与步骤
步骤
1. 收集和分析用户需求，确定系统功能和性能要求。
2. 选择合适的数据模型，设计概念结构，形成概念模式。
数据库设计流程与步骤
02
03
04
01
数据库设计流程与步骤
3. 将概念模式转换为逻辑模式，进行逻辑优化。
4. 选择物理存储结构，设计物理模式，进行物理优化。
5. 用DDL定义数据库结构，组织数据入库，编制与调试应用程序。
《数据库设计》ppt课件
目录
数据库设计概述 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施与维护 案例分析与实战演练
01
CHAPTER
数据库设计概述
数据库设计是指根据用户需求，运用数据库技术，设计数据库结构、建立数据库及其应用系统的过程。
定义
数据库设计是信息系统开发过程中的重要环节，直接影响系统的性能、可扩展性、可维护性等。
数据模型优化与规范化
外模式/内模式映射
定义用户子模式与逻辑模式之间的映射关系，实现数据的逻辑独立性和物理独立性。
安全性控制
在用户子模式设计中考虑数据的安全性控制，如访问权限、加密等。
视图设计
根据用户需求和安全控制要求，设计相应的视图来限制用户对数据的访问。
用户子模式设计
05
CHAPTER
物理结构设计
联系
用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1, 1:n, m:n）。
码
在属性下方加上下划线表示该属性为码属性。
视图集成
将多个用户的局部视图合并成一个全局视图的过程。包括合并各个局部视图的实体、属性和联系，生成全局视图。
数据库概念结构、逻辑结构与物理结构设计实验报告
实验一 数据库概念结构、逻辑结构与物理结构设计一、实验目的1、熟练掌握概念结构、逻辑结构与物理结构的设计方法。
2、熟练使用PowerDesigner 进行CDM 、PDM 设计。
3、学会使用PowerDesigner 检测CDM 模型的方法。
4、熟练掌握E-R 图转换为关系模式的方法。
5、掌握使用PowerDesigner 将CDM 转化为PDM 的方法。
二、实验内容1、绘制学籍管理E-R 图。
2、将概念模型转换成物理模型。
3、使用PowerDesigner 进行CDM 、PDM 设计。
三、实验步骤1、绘制学籍管理系统的E-R 图。
姓名出生日期学生班级班级编号班级名称性别学号管理所在学院学院名称学院编号隶属n1n课程教师课程类型职称出生日期成绩性别姓名选课授课聘任就职学期课程编号课程名称属于课程介绍先修课程学分授课地点教师编号参加工作日期职称编码职称课程类型码类型说明mn1n1mm学期总学时m1n12、使用PowerDesigner 设计CDM 。
①启动PowerDesigner。
②新建CDM模型。
③创建实体。
④创建实体之间的关系。
⑤创建实体之间的联系。
⑥验证CDM模型的正确性。
3、将CDM转换为PDM。
在CDM设计界面上，选择“Tools”→“Check Model”命令，检查CDM的正确性。
显示结果如下：可见不存在错误，选择“Tools”→“Generate Physical Data Model”命令，将CDM转换为PDM 并设置名称“学籍管理”。
四、实验结果附“学籍管理系统”CDM 图和PDM 图五、实验总结对概念结构、逻辑结构与物理结构的设计方法了解和掌握，学会了使用PowerDesigner 设计“学籍管理系统”CDM 模型。
掌握使用PowerDesigner 将CDM 转化为PDM 的方法。
班级班级编号学院编号班级名称INTEGER INTEGER VARCHAR(20)<pk><fk>学生学号班级编号姓名性别出生日期LONG INTEGER VARCHAR(10)CHAR(2)DATE<pk><fk>学院学院编号学院名称INTEGER VARCHAR(30)<pk>教师教师编号职称编码学院编号姓名性别出生日期参加工作日期INTEGER CHAR(2)INTEGER VARCHAR(10)CHAR(2)DATE DATE<pk><fk1><fk2>课程课程编号课程类型编码教师编号课程名称先修课程总学时学分课程介绍学期授课地点授课学期INTEGER INTEGER INTEGER VARCHAR(16)INTEGERNUMERIC(3,0)SMALLINT VARCHAR(20)CHAR(11)VARCHAR(30)CHAR(11)<pk><fk2><fk1>课程类型课程类型编码类型说明INTEGER VARCHAR(20)<pk>职称职称编码职称CHAR(2)VARCHAR(20)<pk>选课学号课程编号成绩LONG INTEGER NUMERIC(3,1)<pk,fk1><pk,fk2>。
简述数据库设计的六个阶段
简述数据库设计的六个阶段
数据库设计一般包含六个阶段，分别是需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、
实施和维护。
1. 需求分析：在这一阶段，需求分析师与用户和相关利益相关者进行沟通，了解他
们的需求和业务流程。
根据这些需求，确定数据库需要存储哪些数据，以及数据之间的关
系和约束条件。
2. 概念设计：根据需求分析得到的信息，设计数据库的概念模型。
概念模型通常采
用实体-关系图（ER图）表示，描述了数据项、实体、关系和属性之间的关系。
3. 逻辑设计：在逻辑设计阶段，将概念模型转换为适用于具体数据库管理系统（DBMS）的逻辑模型。
逻辑模型一般采用关系模型（如关系数据库管理系统）或者其他合适的数据
结构表示。
4. 物理设计：物理设计将逻辑模型转换为具体的数据库实施方案。
在这一阶段，需
要考虑数据存储结构、存储设备、数据访问性能等方面。
还需要确定数据库的安全性、备
份和恢复策略等细节。
5. 实施：实施阶段是将物理设计实际应用于数据库管理系统的过程。
根据设计好的
数据库方案，创建数据库、表结构、索引等，将数据导入数据库中，并进行必要的测试和
验证。
6. 维护：数据库设计的最后一个阶段是维护阶段。
在数据库被实施以后，需要对其
进行定期维护和优化。
这包括监测数据库性能、进行数据库备份和恢复、修复潜在的数据
问题以及根据业务变化进行数据库结构的调整等操作。
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计 2.3物理结构设计
2.1概念结构设计 2.2逻辑结构设计
2.3物理结构设计
数据库设计通常包括概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计三个阶段，每个阶段都有其特定的目标和任务。
2.1 概念结构设计：概念结构设计是数据库设计的第一步，它关注的是数据库的高层概念模型。
在这个阶段，设计师通常使用实体关系图（ERD）或类似的工具来表示数据库中的实体、关系和属性。
通过绘制 ERD，设计师可以清晰地理解和捕捉业务领域中的关键概念和数据之间的关系。
概念结构设计的主要目标是建立一个准确、完整、一致的数据库概念模型，为后续的设计和开发提供指导。
2.2 逻辑结构设计：逻辑结构设计将概念结构转化为逻辑表示形式。
在这个阶段，设计师根据概念模型定义数据库的表、列、约束、索引等逻辑结构。
他们还会确定数据的类型、长度、主键、外键等细节。
逻辑结构设计的主要目标是定义数据库的逻辑模型，确保数据的完整性、一致性和有效性，并优化数据的存储和查询性能。
2.3 物理结构设计：物理结构设计关注的是数据库在实际物理存储设备上的布局和组织。
在这个阶段，设计师会考虑数据库文件的存储位置、文件组织方式、索引的选择和创建、数据存储格式等。
物理结构设计的主要目标是根据系统的性能需求和硬件环境，优化数据库的存储效率、访问速度和数据备份策略。
总之，概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计是数据库设计的三个重要阶段。
它们依次递进，从高层概念到具体实现，确保数据库在满足业务需求的同时具备良好的性能和可维护性。
每个阶段的设计都需要与利益相关者进行充分的沟通和协作，以确保设计的准确性和有效性。
数据库系统设计
数据库系统设计数据库系统设计是指根据需求和目标来构建数据库系统的过程，包括数据库的逻辑结构设计、物理结构设计以及数据模型的选择等。
一个好的数据库系统设计能够有效地支持数据管理和检索，提高数据的可靠性和安全性，提高系统的性能和可扩展性。
本文将介绍数据库系统设计的相关概念和步骤，并探讨一些常见的数据库系统设计技术。
一、数据库系统设计概述数据库系统设计是指根据某个应用系统的需求设计数据库系统，包括数据库的逻辑结构设计和物理结构设计。
逻辑结构设计是指确定数据库的数据组织方式和数据之间的关系，通常采用数据模型来描述；物理结构设计是指确定数据库在存储介质上的存储方式和存取方法，包括磁盘布局、索引结构等。
数据库系统设计的主要目标是提高数据的处理效率和数据的可管理性。
它需要考虑到数据的安全性、完整性、一致性和可恢复性等方面的要求，同时还需兼顾系统的性能和可扩展性。
二、数据库系统设计的步骤1. 需求分析：了解用户的需求和目标，明确数据库系统的功能和性能要求，分析数据的来源和去向。
2. 概念设计：根据需求分析的结果，进行概念设计，即确定数据库的逻辑结构，选择适当的数据模型。
常用的数据模型有层次模型、网状模型和关系模型等。
3. 逻辑设计：在概念设计的基础上，对数据库模式进行详细设计，包括实体-关系图的设计、关系模式的设计和数据的规范化等。
4. 物理设计：确定数据库的物理结构，包括数据的存储布局、索引的选择和存取方法的设计等。
5. 数据库实施与测试：根据物理设计的结果，实施数据库系统，并进行测试和优化，确保系统能够满足用户的需求。
6. 数据库运维与维护：数据库系统设计并不是一次性的工作，它需要定期进行维护和更新，包括数据备份和恢复、性能监控和优化等。
三、常见的数据库系统设计技术1. 数据库规范化：数据库规范化是一种将数据库设计转化为满足各种功能和性能要求的数据库模式的技术。
它通过分解关系模式和消除冗余数据来提高数据的一致性和完整性。
数据库逻辑结构及物理设计
实例：
学生学籍管理系统中，三个表如下：
• 学生（学号、姓名、出生年月、些别、系名、班号） • 课程（课程名、课程号、教师、学分） • 成绩（学号、课程号、成绩）
整个系统需要统计学生的平均分，某课程的平均分等。 所以，学生表中的“学号”，课程表中的“课程号”， 成绩表中的“学号”、“课程号”将经常出现在查询条 件中，可以考虑在上面建立索引以提高效率。
确定建立哪些存储路径以实现快速存取数据库 中的数据。
DBMS提供的存取方法
• 索引方法 • HASH法，等
索引：表中数据和相应存储位置的列表
优点
• 大大的减少数据的查询时间
缺点
• 占用存储空间。
• 每个索引都将需要占用一定的存储空间
• 降低数据的更新数度
• 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动 态的维护
或
管理员（管理员编号，姓名，联系方式） 仓库（仓库编号，面积） 管理（仓库编号，管理员号）
ER图
关系模式
一对多的联系（1：M）
• 转换方式
• 将一对多的联系（1：M）转换为一个独立的关系模式。 • 联系名为关系模式名，与该联系相连的两个实体的关键 字及联系本身的属性为关系模式的属性。 • 关系模式的关键字为M端实体的关键字
对于数据更新事务，需要得到如下信息：
• 要更新的关系 • 每个关系上的更新操作的类型 • 删除和修改操作所涉及到的属性 • 修改操作要更改的属性值
知道每个事务在各关系上运行的频率，某些事务可能 具有严格的性能要求（如时间要求）
注意：在进行数据库物理设计时，通常并不知道所有 的事务
确定关系模式的存取方法
确定数据的存放位置：主要从提高系统性能的角度考 虑。
数据库概念设计、逻辑设计、物理设计
数据库概念设计、逻辑设计、物理设计一、数据库概念设计数据库概念设计是指在数据库设计过程中的首先阶段，它是建立数据库之前的阶段，它是一种宏观的设计，它的主要任务是建立数据库需要的逻辑结构，包括数据库的数据项、文件和联系。
数据库概念设计的目的是使概念模型能够表达数据库需要存储的信息，从而有效地解决问题。
数据库概念设计包括以下几个步骤：1.分析用户信息的需求和现有信息资源情况：首先分析用户需求和现有的信息资源情况，收集用户应用需求，以确定解决问题所需要的数据的类型及数量；2.建立概念模型：通过分析用户需要的信息资源，然后建立概念模型，在这个步骤中，要确定数据的含义、结构和联系，从而建立表示数据的逻辑模型；3.建立实体模型：在建立概念模型后，就可以建立实体模型，实体模型是由实体、属性和联系组成的模型；4.确定实体和联系的属性：确定实体和联系的属性，就是确定数据要存储的信息，这是建立数据库的基础。
二、逻辑设计逻辑设计是指把数据项、文件和联系在数据库中形成一种新的逻辑结构的设计过程，在逻辑设计过程中，重点是解决怎样实现一个逻辑结构，更具体的说，就是怎样把实体和联系的数据项、文件和联系放到合适的表中，以实现一个数据库的有效结构。
逻辑设计的主要内容有以下几个：1.建立数据库的结构：根据实体模型和联系模型，确定数据库结构；2.划分文件：将实体和联系的数据性质相同或者相似的划分在同一个文件中；3.确定表中存储的信息：这是指在除了字段和索引以外，还应该考虑表中存储的信息，使数据库的表达性更强；4.记录分析：记录分析是指对数据库中每一个实体和联系的建立的文件，仔细分析其中的记录，以确定记录字段的内容和大小；5.约束条件分析：数据库中存在的约束条件和冲突问题也必须作出分析，以避免存在多余的信息，必要时可以使用额外的约束措施。
数据库概念设计 逻辑设计 物理设计
数据库概念设计逻辑设计物理设计数据库概念设计、逻辑设计和物理设计是数据库设计过程中非常重要的三个阶段。
它们分别对应着数据库设计的不同层次和不同方面，共同构成了一个完整的数据库设计流程。
在本文中，我们将从简单到复杂，由浅入深地分别介绍这三个阶段的内容及其重要性，帮助读者更好地理解数据库设计的全貌。
1. 数据库概念设计数据库概念设计是数据库设计的第一个阶段，主要目的是确定数据库的总体结构和基本组成，包括实体、属性和关系等。
在这个阶段，我们需要明确需求分析、数据流图和实体关系图等内容，为后续的逻辑设计提供基础。
数据库概念设计的核心是数据模型，常用的数据模型包括层次模型、网络模型、关系模型和面向对象模型等。
通过数据库概念设计，我们可以建立起对数据库整体架构的初步认识，为后续的设计工作奠定基础。
2. 逻辑设计逻辑设计是数据库设计的第二个阶段，主要任务是将概念设计阶段所得到的数据库模型转化为具体的数据表结构和约束条件。
逻辑设计需要考虑数据库的性能、安全性、可维护性和扩展性等方面，通常需要使用ER模型和ER图来描述实体、属性和关系之间的联系。
在逻辑设计中，我们要考虑到数据的用途和访问方式，适当地进行范式分解，避免数据冗余和不一致性。
逻辑设计是数据库设计的关键步骤，对数据库的性能和适用性有着重要影响。
3. 物理设计物理设计是数据库设计的最后一个阶段，其主要任务是将逻辑数据模型转化为实际的数据库对象，包括数据表、索引、存储过程、触发器等。
在物理设计中，我们需要考虑到数据库的存储结构、索引策略、分区方案、数据备份和恢复等方面，以保证数据库系统的高效性和可靠性。
物理设计需要根据具体的数据库管理系统来确定最佳的实现方式，包括数据库引擎的选择、存储引擎的配置、内存和磁盘的分配等。
物理设计是数据库设计的最终成果，直接影响着数据库系统的性能和可靠性。
总结回顾通过本文的介绍，我们可以发现数据库概念设计、逻辑设计和物理设计三个阶段相互联系、相互依赖，共同构成了数据库设计的完整过程。
名词解释 数据库的物理设计
名词解释数据库的物理设计
数据库的物理设计是指根据数据库逻辑结构和应用需求，将数据库的逻辑结构转换为物理结构的过程。
它包括数据表的存储方式、数据文件、索引文件、视图和存储过程等物理实现方式的设计和优化，目的是提高数据库的性能、可靠性和安全性，以满足应用对数据处理的要求。
在数据库物理设计中，需要考虑的因素包括数据的存储方式、访问方式、数据完整性保护、数据安全性保护、数据备份和恢复等方面。
其中，数据的存储方式包括表空间的设计、表的存储方式、数据块大小的选择等；数据的访问方式包括索引的设计、视图的设计等；数据完整性保护包括主键、外键、唯一性等约束的设计；数据安全性保护包括用户权限的设置、访问控制等；数据备份和恢复则需要考虑备份方式、备份频率、恢复时间等问题。
通过合理的数据库物理设计，可以提高数据库的效率和可靠性，减少数据丢失和损坏的风险，在应用开发和维护中起到重要的作用。
- 1 -。
sql server的数据库物理结构和逻辑结构的组成
sql server的数据库物理结构和逻辑结构的组成SQL Server的数据库物理结构和逻辑结构的组成在学习SQL Server数据库时，了解其数据库的物理结构和逻辑结构是非常重要的。
通过深入了解SQL Server数据库的结构组成，我们可以更好优化数据库的性能，进行有效的数据库维护和管理。
在本文中，我将从物理结构和逻辑结构两个方面来探讨SQL Server数据库的组成，并共享一些个人观点和理解。
一、物理结构的组成1. 数据页在SQL Server中，数据存储在数据页中。
每个数据页的大小通常为8KB，其中包含了存储在数据库中的实际数据。
数据页是SQL Server中最基本的存储单元，它们用于存储表数据、索引数据和系统数据等。
理解数据页的概念对于深入了解SQL Server的物理结构至关重要。
2. 文件组文件组是物理存储结构的组织单元，它对应于操作系统中的文件和文件夹。
在SQL Server中，文件组用于组织数据库文件，使数据库文件能够被逻辑组织和管理。
同时, 文件组还可以用于定义表和索引的存储位置，以便将数据分布在不同的物理存储设备上，从而提高数据库的性能和可维护性。
3. 数据文件和日志文件数据库的物理存储结构由数据文件和日志文件组成。
数据文件用于存储数据库中的用户数据和系统数据，而日志文件用于记录数据库的事务信息和日志。
理解数据文件和日志文件的作用和组成结构有助于我们更好管理和维护数据库，在出现故障时能够及时进行恢复。
二、逻辑结构的组成1. 表和视图表是数据库中最基本的存储单元，它用于存储和组织数据。
视图是对表的抽象，它提供了一种逻辑上的数据展现方式，可以对表进行筛选、聚合和联接操作。
了解表和视图的逻辑结构有助于我们更好设计数据库模型和进行数据操作。
2. 索引和约束索引是一种特殊的数据结构，它可以加快数据检索和查询的速度。
约束是对数据进行有效性验证的规则，它可以保证数据库中的数据满足一定的约束条件。
数据结构与数据库设计
1.3数据的安全与保密
1. 数据的安全的重要性
数据的不安全因素主要来自：自然灾害(如地震／水灾造成电路 中断)或意外事件(如意外掉电)、计算机病毒、非法访问、访问控制和 网络控制。
大型信息数据库对于社会的正常运行是必不可少，从某种意义上 来说，数据是企业的生命。因此，在对数据敏感的地方一定要安装安
全系统。 2.数据的安全保密措施
(1)非法访问 ➢ 使用用户名和密码登录系统。口令不要使用可以联想到的数据(如：生日、 身份证号、邮政编码、电话号码、银行账号等)，并且要经常变更。 ➢ 对数据、文件的使用者作明确的设定。不同用户对于同一个对象可以有不 同的授权，即使进入数据库，不同的用户也只能在权限范围内对数据、文件 进行使用。必要时还可以收回部分权限直至全部撤消该客户的权限。
黄丽
女 信息系 01 管理信息系统 64 T 4
黄丽
女 信息系 02 面向对象
72 T 5
黄丽
女 信息系 03 数字电路基础 64 T 4
XH 030101 030102
XM
SEX XB
王杭生 男
信息系
黄丽
女
信息系
KCDH KCM
表015.11 成绩表 管理信息系统
02
面向对象
03
数字电路基础
KSS BXK XF
学生表
XH
XM
SEX
030101
王杭生
男
030102
黄丽
女
一 030101
KCDH CJ 01 02
030101
03
030102
01
030102
02
030102
03
课程表
KCDH KCM
数据库逻辑结构设计和物理结构设计
数据库逻辑结构设计和物理结构设计数据库是存储和管理数据的集合，它的设计涉及到两个关键方面：逻辑结构设计和物理结构设计。
逻辑结构设计是指定义数据的逻辑模型和关系，而物理结构设计则是选择适当的存储结构和索引来支持数据的存储和检索。
逻辑结构设计是数据库设计的第一步。
在逻辑结构设计中，我们需要定义实体、属性和关系。
实体是现实世界中可区分的对象，属性是实体的特征，关系则是实体之间的联系。
通过对实体、属性和关系的定义，我们可以建立起数据库的逻辑模型。
逻辑结构设计的一个重要方面是实体间的关系。
关系可以分为一对一、一对多和多对多关系。
在确定关系时，我们需要考虑实际需求和实体之间的联系。
例如，在一个学生和课程的关系中，一个学生可以选修多门课程，而一门课程也可以有多个学生选修。
因此，学生和课程之间的关系是多对多关系。
除了实体和关系，逻辑结构设计还需要考虑属性的定义和约束。
属性定义了实体的特征，而约束则规定了属性的取值范围和限制条件。
例如，一个学生的属性可以包括姓名、年龄和性别，而姓名必须是字符串类型，年龄必须是整数类型。
物理结构设计是在逻辑结构设计的基础上进行的。
它涉及到选择适当的存储结构和索引来支持数据的存储和检索。
常见的存储结构包括堆文件、顺序文件和索引文件。
堆文件是最简单的存储结构，数据按照插入的顺序存储，但是检索效率较低。
顺序文件按照某个属性的值进行排序存储，可以提高检索效率。
索引文件则是建立在顺序文件上的索引结构，可以进一步提高检索效率。
在选择存储结构的同时，我们还需要考虑索引的设计。
索引可以帮助我们快速定位数据，提高检索效率。
常见的索引结构包括B树索引和哈希索引。
B树索引适用于范围查询和排序操作，而哈希索引适用于等值查询。
根据实际需求和数据特点，我们可以选择合适的索引结构。
逻辑结构设计和物理结构设计是数据库设计的关键步骤。
通过合理的逻辑结构设计，我们可以建立起数据库的逻辑模型；通过合适的物理结构设计，我们可以提高数据的存储和检索效率。
数据库设计的过程
数据库设计的过程(六个阶段)1.需求分析阶段准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步2.概念结构设计阶段是整个数据库设计的关键通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型3.逻辑结构设计阶段将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型对其进行优化4.数据库物理设计阶段为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）5.数据库实施阶段运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库，编制与调试应用程序，组织数据入库，并进行试运行6.数据库运行和维护阶段数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行。
在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改设计特点:在设计过程中把数据库的设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来将这两个方面的需求分析、抽象、设计、实现在各个阶段同时进行，相互参照，相互补充，以完善两方面的设计数据库设计 - 数据库各级模式的形成过程1.需求分析阶段：综合各个用户的应用需求2.概念设计阶段：形成独立于机器特点，独立于各个DBMS产品的概念模式(E-R 图)3.逻辑设计阶段：首先将E-R图转换成具体的数据库产品支持的数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式；然后根据用户处理的要求、安全性的考虑，在基本表的基础上再建立必要的视图(View)，形成数据的外模式4.物理设计阶段：根据DBMS特点和处理的需要，进行物理存储安排，建立索引，形成数据库内模式数据库设计 - 数据库设计技巧1. 设计数据库之前（需求分析阶段）1) 理解客户需求，询问用户如何看待未来需求变化。
让客户解释其需求，而且随着开发的继续，还要经常询问客户保证其需求仍然在开发的目的之中。
2) 了解企业业务可以在以后的开发阶段节约大量的时间。
3) 重视输入输出。
在定义数据库表和字段需求（输入）时，首先应检查现有的或者已经设计出的报表、查询和视图（输出）以决定为了支持这些输出哪些是必要的表和字段。
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逻辑结构设计
➢逻辑结构向关系模型的转换 ➢应用规范化理论优化逻辑模型 ➢设计用户子模式
川
大
工
商
逻辑结构向关系模型的转换
： 向
晓
林
一个实体类型转换为一个关系模式
➢实体的属性就是关系的属性，实体的关键字 就是关系的关键字
性别 姓名
学号 学生
专业 年龄
学生（学号，姓名，性别，专业，年龄）
商
确定关系模式的存取方法
： 向
晓
林
确定建立哪些存储路径以实现快速存取数据库
中的数据。
➢ DBMS提供的存取方法
✓ 索引方法 ✓ HASH法，等
索引：表中数据和相应存储位置的列表
➢ 优点
✓ 大大的减少数据的查询时间
➢ 缺点
✓ 占用存储空间。
o 每个索引都将需要占用一定的存储空间
✓ 降低数据的更新数度
o 当对表中的数据进行增加、删除和修改的时候，索引也要动 态的维护
课程号 指定教材
课程
上课地点
M 成绩
选修
N 学生 专业
姓名 学号
ER模型
川 大 工 商 ： 向 晓 林
课程（课程号，指定教材，上课地点） 学生（学号，姓名，专业） 选修（学号，课程号，成绩）
关系模式
川
大
➢同一实体内部的联系
工 商
：
✓可将该实体集分为相互联系的两个子集，然后根 据它们相互不同的联系（1：1、1：M、M：N）
ER模型
关系模式
川 大 工 商 ： 向 晓 林
➢多对多的联系（M：N）
✓转换方法：
o 将多对多的联系（M：N）转换为一个关系模式
▪ 关系模式名为联系名，与该联系相连的两个实体 的关键字及联系本身的属性为关系模式的属性
▪ 关系模式的关键字为联系中各实体关键字的并集
o 实例：学校中，“学生”实体和“课程”实体之间的 联系为多对多的。见下图：
▪ 1端的关键字及联系的属性并入M端的关系模式即 可
✓实例：“学生”与“专业”之间的联系为： 1： M
川
大
专业号 专业名
工 商
：
向
晓
专业
所属院系
林
专业（专业号，专业名，所属院系）
1
学生（学号，姓名，专业编号）
学习
或
M 学生
姓名 学号
专业（专业号，专业名，所属院系） 学生（学号，姓名） 学习（专业编号，学号）
川
在创建索引的时候，一般遵循以下的一些经验
大 工
性原则：
商 ：
➢ 在经常需要搜索的列上建立索引
向 晓
➢ 在主关键字上建立索引
林
➢ 在经常用于连接的列上建立索引
➢ 在经常需要根据范围进行搜索的列上建立索引
➢ 在经常需要排序的列上建立索引
➢ 在经常成为查询条件的列上建立索引
对于某些列不应该创建索引。应该考虑以下指 导性原则：
✓ 需要经验丰富的专业技术人员来完成
o 工作人员需要 ▪ 掌握DBMS的存储、控制和数据恢复等基本操作 ▪ 经常性的涉及物理数据库、甚至逻辑数据库的再设计
➢ 主要工作
✓ 对数据库性能的监测、分析和改善 ✓ 数据库的转储和恢复 ✓ 维持数据库的安全性和完整性 ✓ 数据库的重组和重构
川
大
工
商
练习
： 向
的特点，为给定的数据库模型确定合理的存储
： 向
结构和存取方法：
晓 林
➢ 使设计出的物理数据库占用较少的存储空间
➢ 对数据库的操作具有尽可能高的速度
设计数据库的物理结构，设计人员必须充分了 解：
➢ 所用DBMS的内部特征
➢ 数据系统的实际应用环境，特别是数据应用处理的 频率和响应时间的要求
➢ 外存设备的特征
➢ 对于那些在查询中很少使用和参考的列不应该创建 索引
➢ 对于那些只有很少值的列
➢ 属性值分布严重不均的列
➢ 过长的属性
➢ 经常更新的属性或表
川 大 工 商 ： 向 晓 林
实例：
➢ 学生学籍管理系统中，三个表如下：
✓ 学生（学号、姓名、出生年月、些别、系名、班号） ✓ 课程（课程名、课程号、教师、学分） ✓ 成绩（学号、课程号、成绩）
o 系统为这些变量都设置了一些合理的初值。但是这些值只是 从产品本身特性出发，不一定能适应每一种应用环境。
川 大 工 商 ： 向 晓 林
在物理设计时对系统配置变量的调整只
是初步的，在系统运行时还需要根据系
统实际的运行情况做进一步的调整，以
获得最佳的系统性能。
川 大 工 商 ： 向 晓 林
数数据库空间的描述。 ✓ 数据完整性描述 ✓ 数据安全性描述 ✓ 数据库物理存储参数描述
川
大
装入试验数据，调试应用程序
工 商
：
➢分批装入小量的数据做调试
向 晓
林
➢试验数据可以是实际的数据，也可以是随机
的数据。
➢但是测试数据应尽可能能充分反映实际应用 中的各种情况
装入实际数据
o 将日志文件和数据库对象（表、索引等）分别放在不同的磁 可以改进系统性能。
➢ 确定系统的存储参数配置
✓ 现行的许多DBMS都设置了一些系统的配置变量，供设计 人员和DBA（数据库管理员）进行物理的优化。
o SQL Server中如：同时使用数据库的用户数、同时打开数据 库对象数，使用缓冲区长度、个数，数据库的大小，索引文 件的大小，封装因子，锁的数量等。
根据需求分析阶段所得的实际应用需求，确定 是否对某个关系模式进行分解或者合并。
对关系模式进行进一步的分解和合并，减低数 据的冗余度和提高数据操作的效率。
川
大
工
商
设计用户子模式
： 向
晓
林
子模式的作用
➢屏蔽逻辑模式，为应用程序提供了一定的逻 辑独立性
➢可以更好地适应不同用户对数据的需求
➢为用户划定了访问数据的范围，由利于数据 库的管理
供应商名
电话
供应商号
地址
供应商 M
项目号
P 项目
项目名称 开工日期
使用 零件号
N 零件
零件名
川 大 工 商 ： 向 晓 林
颜色
材料
川 大 工 商 ： 向 晓 林
供应商（供应商号，供应商名，地址，电话）
项目（项目编号，项目名称，开工日期）
零件（零件号，零件名，材料，颜色）
使用（供应商号，项目编号，零件号，用量）
川 大 工 商 ： 向 晓 林
子模式的设计内容
➢子表的名字
➢子表的组成
➢子表的每个列分别来自哪张基本表
DBMS的视图功能很容易实现子模式
川 大 工 商 ： 向 晓 林
物理设计
➢本阶段实现的是系统的 内模式，它的质量直接决 定了整个系统的质量。
川
大
任务：根据具体计算机系统（DBMS和硬件等）
工 商
✓ 采用哪种转换方法视情况而定。
川
大
实例：假设某工厂的每个仓库只配备一个管理员
工 商
：
管理员号 姓名
向 晓
林
联系方式
管理员
管理员（管理员编号，姓名，联系方式）
1
仓库（仓库编号，面积，管理员号）
管理
1 仓库号
仓库
面积
或
管理员（管理员编号，姓名，联系方式） 仓库（仓库编号，面积） 管理（仓库编号，管理员号）
ER图
关系模式
川 大 工 商 ： 向 晓 林
➢一对多的联系（1：M）
✓转换方式
o 将一对多的联系（1：M）转换为一个独立的关系模式。
▪ 联系名为关系模式名，与该联系相连的两个实体 的关键字及联系本身的属性为关系模式的属性。
▪ 关系模式的关键字为M端实体的关键字
o 将一对多的联系（1：M）与M端关系合并
向 晓 林
按照上述规则处理。
✓实例：职工实体集内部有领导和被领导的关系1： M
职工
车间主任 1
1
M
领导
领导 M 职工
川 大 工 商 ： 向 晓 林
➢三个或三个以上实体间的多元联系
✓转换为一个关系模式
o 与该联系相连的各实体的关键字及联系本身的属性为 关系模式的属性
o 关系模式的关键字为联系中各实体关键字的并集
内容
➢ 确定数据的存取方法
➢ 确定数据的存储结构
川
大
工
商
影响物理设计的因素
： 向
晓
林
设计之前，对数据库系统所支持的事务 要进行仔细的分析，获得优化数据库物 理设计的参数。
➢对于数据库查询事务，需要得到如下信息
✓要查询的关系 ✓查询条件（即选择条件）所涉及的属性 ✓连接条件所涉及的属性 ✓查询的投影属性
➢数据加载前，必须对数据进行整理
➢数据加载分为手工录入和使用数据库转换工 具两种。
✓SQL Server中的转换工具：DTS
川
大
工
数据库的试运行
商 ：
➢ 除了对应用程序做进一步的测试外，重点执行对数
向 晓
据库的各种操作，实际测量数据库的各种性能，检 林
测是否达到设计要求。
数据库的运行和维护
➢ 完成对数据库的日常维护。
➢实施 ➢运行和维护
川
大
工
商
数据库的实施
： 向
晓
林
根据逻辑设计和物理设计的结果，在计算机系 统上建立实际的数据库结构、装入数据并进行 程序的调试。
建立数据库结构
➢ 用具体的DBMS提供的数据定义语言(DDL)，把数据 库的逻辑设计和物理设计的结果转化为程序语句， 然后经DBMS编译处理和运行后，实际的数据库便建 立起来了。包括：