3.6 數據庫的實施和維護

對數據庫的物理結構設計進行初步評價以后，就可以進行數據庫的實施了。數據庫實施階段的工作是：設計人員用DBMS提供的數據定義語言和其他實用程序將數據庫邏輯設計和物理結構設計結果嚴格描述出來，使數據模型成為DBMS可以接受的源代碼；再經過調試產生目標模式，完成建立定義數據庫結構的工作；最后要組織數據入庫，并運行應用程序進行調試。

3.6.1 數據入庫和數據轉換

組織數據入庫是數據庫實施階段最主要的工作。由于數據庫數據量一般都很大，而且數據來源于部門中的各個不同的單位，分散在各種數據文件、原始憑證或單據中，有大量的紙質文件需要處理，數據的組織方式、結構和格式都與新設計的數據庫系統有相當的差距。組織數據錄入時需要將各類源數據從各個局部應用中抽取出來，并輸入到計算機后再進行分類轉換，綜合成符合新設計的數據庫結構的形式，最后輸入數據庫。因此，數據轉換和組織數據入庫工作是一件耗費大量人力、物力的工作。

目前的DBMS產品沒有提供通用的適合所有數據庫系統的數據轉換工具，其主要原因在于應用環境千差萬別，源數據也各不相同，因而不存在通用的轉換規則。人工的方法轉換效率低、質量差，特別是在數據量大時，其問題表現得尤其突出。但現有的DBMS一般都提供針對流行的、常用的DBMS之間數據轉換的工具，若原有系統是數據庫系統，就可以利用新系統的數據轉換工具，先將原系統中的表轉換成新系統中相同結構的臨時表，再將這些表中的數據分類、轉換，綜合成符合新系統的數據模式，插入相應的表中。

為提高數據輸入工作的效率和質量，必要時要針對具體的應用環境設計一個數據錄入子系統，由計算機完成數據入庫的任務。數據錄入時，為了防止不正確的數據輸入到數據庫內，應當采用多種方法多次地對數據檢驗。由于要入庫的數據格式或結構與系統的要求不完全一樣，有的差別可能還比較大，所以向計算機內輸入數據時會發生錯誤，數據轉換過程中也有可能出錯。數據輸入子系統要充分重視這部分工作。

設計數據輸入子系統時還要注意原有系統的特點，充分考慮老用戶的習慣，這樣可以提高輸入的質量。如果原有系統是人工數據處理系統，新系統的數據結構就很可能與原系統有很大差別，在設計數據輸入子系統時，應盡量讓輸入格式與原系統結構相近，這樣不僅可以使得手工文件處理比較方便，更重要的是可以大大減少用戶出錯的可能性，保證數據輸入的質量。

3.6.2 數據庫試運行

在部分數據輸入到數據庫后，就可以開始對數據庫系統進行聯合調試的工作了，從而進入到數據庫的試運行階段。

1.數據庫試運行階段的主要工作

（1）測試應用程序功能

實際運行數據庫應用程序，執行對數據庫的各種操作，測試應用程序的功能是否滿足設計要求。如果應用程序的功能不能滿足設計要求，則需要對應用程序部分進行修改、調整，直到達到設計要求為止。

（2）測試系統性能指標

實際測試系統的性能指標，分析其是否符合設計目標。由于對數據庫進行物理設計時考慮的性能指標只是近似的估計，和實際系統運行總有一定的差距，因此必須在試運行階段實際測量和評價系統性能指標。

值得注意的是，有些參數的最佳值往往是經過運行調試后找到的。如果測試的結果與設計目標不符，則要返回物理設計階段，重新調整物理結構，修改系統參數，某些情況下甚至要返回邏輯設計階段，修改邏輯結構。

2.數據庫試運行階段注意的問題

（1）數據庫的試運行操作應分步進行

上面已經講到組織數據入庫是十分費時、費力的事，如果試運行后還需要修改數據庫的設計，這樣就會導致重新組織數據入庫，因此應分期、分批地組織數據入庫，先輸入小批量數據做調試用，試運行基本合格后，再大批量輸入數據，逐步增加數據量，逐步完成運行評價。

（2）數據庫的實施和調試不可能一次完成

在數據庫試運行階段，由于系統還不穩定，硬件、軟件故障隨時都可能發生。同時，由于系統的操作人員對新系統還不熟悉，誤操作也不可避免。因此，在數據庫試運行時，應首先調試運行DBMS的恢復功能，做好數據庫的轉儲和恢復工作，一旦故障發生，能使數據庫盡快恢復，盡量減少對數據庫的破壞。

3.6.3 數據庫的運行和維護

數據庫試運行合格后，即可投入正式運行，這標志著數據庫開發工作基本完成。但是由于應用環境在不斷變化，數據庫運行過程中物理存儲也會不斷變化，對數據庫設計進行評價、調整、修改等維護工作是一個長期的任務，也是設計工作的繼續和提高。

在數據庫運行階段，對數據庫經常性的維護工作主要是由數據庫管理員完成的。數據庫的維護工作包括以下4項。

1.數據庫的轉儲和恢復

數據庫的轉儲和恢復是系統正式運行后最重要的維護工作之一。數據庫管理員要針對不同的應用要求制訂不同的轉儲計劃，以保證一旦發生故障盡快將數據庫恢復到某種一致的狀態，并盡可能減少對數據庫的破壞。

2.數據庫的安全性、完整性控制

在數據庫運行過程中，由于應用環境的變化，對安全性的要求也會發生變化。例如，有的數據原來是機密的，現在變成可以公開查詢的了，而新加入的數據又可能是機密的了。系統中用戶的密級也會變化。這些都需要數據庫管理員根據實際情況修改原有的安全性控制。同樣，數據庫的完整性約束條件也會變化，也需要數據庫管理員不斷修正，以滿足用戶要求。

3.數據庫性能的監督、分析和改造

在數據庫運行過程中，監督系統運行、對監測數據進行分析并找出改進系統性能的方法是數據庫管理員的又一重要任務。目前有些DBMS產品提供了監測系統性能的參數工具，數據庫管理員可以利用這些工具方便地得到系統運行過程中一系列性能參數的值。數據庫管理員應仔細分析這些數據，判斷當前系統運行狀況是否是最佳，應當做哪些改進，例如，調整系統物理參數，對數據庫進行重組織或重構造等。

4.數據庫的重組織與重構造

數據庫運行一段時間后，由于記錄不斷增、刪、改，會使數據庫的物理存儲情況變壞，降低了數據的存取效率，數據庫的性能下降。這時，數據庫管理員就要對數據庫進行重組織或部分重組織（只對頻繁增加、刪除數據的表進行重組織）。DBMS一般都提供數據重組織用的實用程序。在重組織的過程中，按原設計要求重新安排存儲位置、回收垃圾和減少指針鏈等，以提高系統性能。

數據庫的重組織并不修改原設計的邏輯和物理結構，而數據庫的重構造則不同，它要部分修改數據庫的模式和內模式。由于數據庫應用環境發生變化，例如，增加了新的應用或新的實體，取消了某些應用，有的實體與實體間的聯系發生了變化等，使原有的數據庫設計不能滿足新的需求，需要調整數據庫的模式和內模式；或者在表中增加或刪除某些數據項、改變數據項的類型、增加或刪除某個表、改變數據庫的容量、增加或刪除某些索引等。當然數據庫的重構也是有限的，只能做部分修改。如果應用變化太多、太大，重構也無濟于事，說明此數據庫應用系統的生命周期已經結束，應該設計新的數據庫應用系統了。