網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-11-29 00:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-29 00:30:01 來(lái)源：信息時(shí)代

    網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) : 根據(jù)用戶(hù)的需求,設(shè)計(jì)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和建立數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分為邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。邏輯設(shè)計(jì)階段的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)反映用戶(hù)需求的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式; 物理設(shè)計(jì)階段則在網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式的基礎(chǔ)上選擇和設(shè)定合適的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法。
邏輯設(shè)計(jì)有主觀設(shè)計(jì)和客觀設(shè)計(jì)兩類(lèi)方法。
主觀設(shè)計(jì)法利用結(jié)構(gòu)化手段收集用戶(hù)的領(lǐng)域知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)模式,通常會(huì)有很多種設(shè)計(jì)方案。由于模式設(shè)計(jì)中的靈活性、適用性、安全性和完整性等是不可量化的,因此不可能采用定量的方法從可供選擇的若干設(shè)計(jì)中挑選出最優(yōu)者,而是由設(shè)計(jì)者主觀地做出決定。
客觀設(shè)計(jì)法則按照設(shè)計(jì)方案的可行性和代價(jià)用量化的手段來(lái)挑選最好的設(shè)計(jì)方案,它輸入適合定義的信息描述和用戶(hù)需求,經(jīng)過(guò)加工和反復(fù)修改生成一個(gè)可行的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式?？陀^設(shè)計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)化程序可以在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),并且設(shè)計(jì)進(jìn)程可以部分自動(dòng)化。客觀設(shè)計(jì)法有啟發(fā)式設(shè)計(jì)法和關(guān)系變換設(shè)計(jì)法兩種。
啟發(fā)式設(shè)計(jì)法(heuristic schema design method)以數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶(hù)詢(xún)問(wèn)為基礎(chǔ),用啟發(fā)的方法導(dǎo)出最終的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式,有對(duì)象類(lèi)方法和查詢(xún)斷言法兩種。
對(duì)象類(lèi)是指數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體,例如顧客、訂單和日期等都是基本對(duì)象類(lèi)。完成一個(gè)用戶(hù)查詢(xún)所需的基本對(duì)象類(lèi)的集合被稱(chēng)為信息對(duì)象類(lèi),例如,查詢(xún)“檢索某顧客的所有訂單號(hào)”所涉及的基本對(duì)象類(lèi)為顧客和訂單,其信息對(duì)象類(lèi)B={顧客,訂單}。對(duì)象類(lèi)方法(object-class method)按照查詢(xún)需要,將基本對(duì)象類(lèi)組合成信息對(duì)象類(lèi),構(gòu)造出每個(gè)詢(xún)問(wèn)的存取路徑,根據(jù)信息對(duì)象類(lèi)之間的關(guān)系,集成所有詢(xún)問(wèn)的存取路徑,構(gòu)造出一個(gè)初始的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式。接著使用一系列模式求精步驟,刪去多余的系型、記錄型以及記錄型中多余的數(shù)據(jù)項(xiàng),生成一個(gè)有效的、更接近于樹(shù)型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式。該設(shè)計(jì)方法突出數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)時(shí)使用的數(shù)據(jù)的內(nèi)容,生成的模式結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),使用的記錄型少,占用較少的存儲(chǔ)空間,可滿(mǎn)足所有的用戶(hù)查詢(xún)要求。
查詢(xún)斷言法(query-assertion method)通過(guò)分析數(shù)據(jù)庫(kù)的每個(gè)詢(xún)問(wèn)的過(guò)程式結(jié)構(gòu),將詢(xún)問(wèn)分解成一組斷言,產(chǎn)生一個(gè)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)庫(kù)模式的斷言表,刪去斷言表中重復(fù)的斷言,利用斷言表設(shè)計(jì)記錄型之間的關(guān)系以及記錄型的內(nèi)容,產(chǎn)生一個(gè)合法的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式。當(dāng)要添加新詢(xún)問(wèn)的斷言時(shí),設(shè)計(jì)者可使用該法重新加工斷言表來(lái)生成一個(gè)新的模式。查詢(xún)斷言法強(qiáng)調(diào)詢(xún)問(wèn)的進(jìn)程結(jié)構(gòu),比對(duì)象類(lèi)方法更直接,并且可以自動(dòng)生成網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式。斷言給出記錄型、數(shù)據(jù)項(xiàng)及它們之間的一些約定。例如,HI-IQ語(yǔ)言中的一個(gè)斷言ABOVE(A,B)表示在詢(xún)問(wèn)中,按層次方式記錄型A位于記錄型B之上。
HI-IQ 語(yǔ) 言 (hierarchical interactive query language)是查詢(xún)斷言法中使用的層次間相互作用的查詢(xún)語(yǔ)言,它是Gerritsen在1970年代提出的。該語(yǔ)言提供ABOVE(A,B)、INORABOVE(I,A,B)、CALCPORT(I)、CONFLUENCY(A,B)、HIERARCHYGROUP(A,B,S)、CONTAINS(A,I)和 RING(A,B)等斷言類(lèi)型。
關(guān)系變換設(shè)計(jì)法先按關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方法建立數(shù)據(jù)間的第三范式3NF,然后將3NF的關(guān)系集合{R₁,…,R_m}轉(zhuǎn)換為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式。這個(gè)方法假設(shè)模式N的初始值為空,先使用拆散操作將每個(gè)規(guī)范關(guān)系按屬性分成若干記錄型,然后再使用歸并操作將這些記錄型歸并到模式N中,最終生成可行的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式。
拆散操作(splitting operation)是將規(guī)范關(guān)系變換成系型的一種操作方法。設(shè)S和N是一個(gè)關(guān)系中的兩個(gè)屬性組,且S被包含在N中,則拆散操作將S與S′=N-S分開(kāi),并把S和S′放入不同的記錄型中,然后按S和S′之間的函數(shù)依賴(lài)規(guī)則用這兩個(gè)記錄型構(gòu)造出一個(gè)系型來(lái)。
歸并操作(merging operation)是將幾個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)歸并成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的操作。設(shè)S是一組屬性,N₁和N₂是已存在的兩個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且S包含在N₁和N₂中;執(zhí)行歸并操作后,N₁和N₂被合并成一個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),S只保留一個(gè)且S在原系型中的系主或系成員資格不變。
網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)將網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)模式轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)模式。物理設(shè)計(jì)的主要步驟是: 確定記錄的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),決定是否要為記錄類(lèi)型確定/調(diào)整存取路徑; 確定選擇系主記錄以及把記錄插入系內(nèi)的方法和標(biāo)準(zhǔn);估算系的規(guī)模(即一個(gè)系的記錄數(shù)),并確定各種場(chǎng)合下對(duì)系的處理方式; 確定哪些記錄中存放哪些數(shù)據(jù)元,并對(duì)存儲(chǔ)位置做相應(yīng)的調(diào)整; 權(quán)衡各記錄型的群集與分布; 對(duì)存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存取時(shí)間進(jìn)行評(píng)估,看性能是否能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。如果沒(méi)有達(dá)到目標(biāo),則對(duì)已生成的存儲(chǔ)模式按上述步驟進(jìn)行修改,直到滿(mǎn)意為止。