《数据库设计》ppt课件

1、第七章第七章数据库设计数据库设计课程内容回想课程内容回想 数据库有哪些根本操作？数据库有哪些根本操作？ 建库建库 建表建表 根本的数据支配语句有哪些？语法是？根本的数据支配语句有哪些？语法是？ 增增INSERT 删删DELETE 改改UPDATE 查查SELECT 常用的聚合函数有哪些？常用的聚合函数有哪些？ 表衔接分为哪几种类型？表衔接分为哪几种类型？目的目的回想关系型数据库和回想关系型数据库和 SQL Server 的根本原理的根本原理了解与数据库设计有关的概念，如数据库建模了解与数据库设计有关的概念，如数据库建模实体关系模型实体关系模型了解用于设计数据库的了解用于设计数据库的 E-R 图

2、及其实现图及其实现了解数据规范化了解数据规范化数据完好性数据完好性了解数据字典、数据完好性和数据库效力器设计了解数据字典、数据完好性和数据库效力器设计为什么需求设计数据库为什么需求设计数据库 2-1建筑茅屋需求设计吗？建筑大厦需求设计吗？结论：当数据库比较复杂时我们需求设计数据库为什么需求设计数据库为什么需求设计数据库 2-2良好的数据库设计：节省数据的存储空间可以保证数据的完好性方便进展数据库运用系统的开发糟糕的数据库设计：数据冗余、存储空间浪费内存空间浪费数据更新和插入的异常软件工程开发周期软件工程开发周期需求分析阶段：分析客户的业务和数据处置需求需求分析阶段：分析客户的业务和数据处置需求

3、;概要设计阶段：设计数据库的概要设计阶段：设计数据库的E-R模型图，确认需求信息模型图，确认需求信息 的正确和完好的正确和完好;详细设计阶段：将详细设计阶段：将E-R图转换为多张表，进展逻辑设计，图转换为多张表，进展逻辑设计， 并运用数据库设计的三大范式进展审核并运用数据库设计的三大范式进展审核;代码编写阶段：选择详细数据库进展物理实现，并编写代码编写阶段：选择详细数据库进展物理实现，并编写 代码实现前端运用代码实现前端运用;软件测试阶段：软件测试阶段：安装部署：安装部署：现实世界建模信息世界数据库世界模型转换 规范化设计数据库的步骤设计数据库的步骤4-1 搜集信息：搜集信息： 与该系统有关人

4、员进展交流、坐谈，充分与该系统有关人员进展交流、坐谈，充分了解数据库需求完成的义务了解数据库需求完成的义务BBS论坛的根本功能：用户注册和登录，后台数据库需求存放用户的注册信息和在线形状信息；用户发贴，后台数据库需求存放贴子相关信息，如贴子内容、标题等；论坛版块管理：后台数据库需求存放各个版块信息，如版主、版块称号、贴子数等；设计数据库的步骤设计数据库的步骤4-2 标识对象实体标识对象实体Entity 标识数据库要管理的关键对象或实体标识数据库要管理的关键对象或实体 实体普通是名词：用户：论坛普通用户、各版块的版主。用户发的主贴用户发的跟贴回贴版块：论坛的各个版块信息设计数据库的步骤设计数据库

5、的步骤4-3论坛用户：呢称密码电子邮件生日性别用户的等级备注信息注册日期形状积分主贴发贴人发贴表情回复数量标题正文发贴时间点击数形状：最后回复时间回贴贴子编号回贴人,回贴表情标题正文回贴时间点击数版块版块称号版主本版格言点击率发贴数 标识每个实体的属性标识每个实体的属性Attribute设计数据库的步骤设计数据库的步骤4-4 标识对象之间的关系标识对象之间的关系Relationshipl跟贴和主贴有主从关系：我们需求在跟贴对象中阐明它是谁的跟贴；l版块和用户有关系：从用户对象中可以根据版块对象查出对应的版主用户的情况；l主贴和版块有主从关系：需求阐明发贴是属于哪个版块的；l跟贴和版块有主从关系

6、：需求阐明跟贴是属于哪个版块的；数据建模的概念数据建模的概念 将现实世界的数据转换成信息世界的数据将现实世界的数据转换成信息世界的数据 的过程称为建模的过程称为建模数据建模步骤数据建模步骤商业信息需求商业信息需求可操作的数据库可操作的数据库外方式外方式概念方式概念方式内方式内方式商业视图商业视图系统视图系统视图建立外方式建立外方式外方式是数据库用户可以看见和运用外方式是数据库用户可以看见和运用的部分数据的逻辑构造和特征的描画的部分数据的逻辑构造和特征的描画是数据库用户的数据视图是数据库用户的数据视图是与某一运用有关的数据的逻辑表现是与某一运用有关的数据的逻辑表现不依赖于不依赖于 数据库的逻辑构

7、造，外方式数据库的逻辑构造，外方式是与用户有关的数据模型是与用户有关的数据模型建立概念模型建立概念模型1-2概念方式是数据库中全体数据的逻辑概念方式是数据库中全体数据的逻辑构造和特征的描画，是一切用户的公构造和特征的描画，是一切用户的公共数据视图。共数据视图。概念方式是整个组织的数据视图，表概念方式是整个组织的数据视图，表示数据库中的全部数据内容，因此一示数据库中的全部数据内容，因此一个数据库只需一个概念方式。个数据库只需一个概念方式。建立概念模型建立概念模型2-2概念方式由假设干个概念记录类型组成，它概念方式由假设干个概念记录类型组成，它不仅要描画概念记录类型，还要描画记录之不仅要描画概念记

8、录类型，还要描画记录之间的联络、所允许的操作、数据的完好性、间的联络、所允许的操作、数据的完好性、平安性和其它数据控制方面的要求。平安性和其它数据控制方面的要求。概念模型不涉及到存储构造、访问技术等细概念模型不涉及到存储构造、访问技术等细节。节。设计概念模型的方法有多种，例照实体关系设计概念模型的方法有多种，例照实体关系模型、对象模型等。模型、对象模型等。建立内模型建立内模型内方式是数据物理构造和存储方式的内方式是数据物理构造和存储方式的描画，是数据在数据库内部的表示方描画，是数据在数据库内部的表示方法。法。 一个数据库只需一个内方式。一个数据库只需一个内方式。 内方式定义了一切内部记录类型、

9、索内方式定义了一切内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。方面的细节。运用运用DBMSDBMS设计数据库体系构造设计数据库体系构造外外部部视视图图1 1外外部部视视图图n n内内部部视视图图外外模模式式/ /模模式式映映象象模模式式/ /内内模模式式映映象象应应用用1 1应应用用k k- -1 1应应用用k k数数据据库库系系统统的的三三级级模模式式结结构构概概念念视视图图外外模模式式/ /模模式式映映象象D DB BM MS So os s由由数数据据库库管管 理理 员员建建立立和和维维护护外外模模式式概概念念模模式式内内模模式式概念模型设

10、计实体关系模型概念模型设计实体关系模型实体关系模型：实体关系模型：DB 设计过程，并且表示设计过程，并且表示 DB 的整个逻辑构造的整个逻辑构造 实体：实体可以是详细的例如一个人或一实体：实体可以是详细的例如一个人或一本书，也可以是笼统的如一个节日或一本书，也可以是笼统的如一个节日或一个概念个概念属性：实体是由一组属性来表示的。例如：属性：实体是由一组属性来表示的。例如：Person个人实体的属性有个人实体的属性有 Name称号称号、SSN、Age年龄、年龄、Street街道、街道、City城市城市关系：关系是两个或多个实体之间的联络关系：关系是两个或多个实体之间的联络绘制绘制E-R图图 4-

11、1 E-REntityRelationship实体关系图 符合含义实体，一般是名词实体，一般是名词属性，一般是名词属性，一般是名词关系，一般是动词关系，一般是动词绘制绘制E-R图图 4-2管理管理bbsUser用户，版主出生日期昵称版块称号版主bbsSection版块绘制绘制E-R图图 4-3 映射基数一对一X X X X Y Y Y Y X X X X Y Y Y Y 一对多X X X X Y Y Y 多对一X X X X Y Y Y Y 多对多 1 N M N绘制绘制E-R图图1111M1MMM M用户积分性别用户等级备注信息注册日期版块称号本版留言发贴数形状密码昵称电子邮件生日论坛用户B

12、BSUser管理发表发表跟随属于属于点击率版主标题发贴人贴子编号正文点击率版块BBSSection发贴BBSTopic发贴人正文形状贴子编号所在版块最后回复时间发贴表情回复数量点击率发贴时间标题M跟贴BBSReply所在版块发贴时间最后回复时间发贴表情1论坛E-R图 如何将如何将E-R图转换为表图转换为表 3-1 将各实体转换为对应的表，将各属性转换为各表将各实体转换为对应的表，将各属性转换为各表对应的列对应的列 标识每个表的主键列，需求留意的是：没有主键标识每个表的主键列，需求留意的是：没有主键的表添加的表添加ID编号列，它没有实践含义，用于做主编号列，它没有实践含义，用于做主键或外键，例如

13、用户表中的键或外键，例如用户表中的“UID列，版块表中列，版块表中添加添加“SID列，发贴表和跟贴表中的列，发贴表和跟贴表中的“TID列列 在表之间建立主外键，表达实体之间的映射关系在表之间建立主外键，表达实体之间的映射关系 如何将如何将E-R图转换为表图转换为表 3-2UID主键TID主键RID主键SID主键如何将如何将E-R图转换为表图转换为表添加各表之间的关系数据规范化数据规范化 仅有好的RDBMS并缺乏以防止数据冗余，必需在数据库的设计中创建好的表构造 Dr E.F.codd 最初定义了规范化的三个级别，范式是具有最小冗余的表构造。这些范式是： 第一范式(1st NF First No

14、rmal Fromate) 第二范式(2nd NFSecond Normal Fromate) 第三范式(3rd NF Third Normal Fromate)第一范式第一范式 (1st NF)BuyerIDCountryCity1142中国中国日本美国北京北京东京纽约BuyerIDAddress1234中国北京市 美国纽约市美国纽约市英国利物浦日本东京市 第一范式的目的是确保每列的原子性第一范式的目的是确保每列的原子性 假设每列都是不可再分的最小数据单元也假设每列都是不可再分的最小数据单元也称为最小的原子单元，那么满足第一范式称为最小的原子单元，那么满足第一范式1NF第二范式第二范式 (2

15、nd NF) 假设一个关系满足假设一个关系满足1NF，并且除了主键以外的其他，并且除了主键以外的其他列，都依赖与该主键，那么满足第二范式列，都依赖与该主键，那么满足第二范式2NF 第二范式要求每个表只描画一件事情第二范式要求每个表只描画一件事情Orders字段字段例子例子订单编号产品编号订购日期价 格001A0012000-2-3$29.00 Orders字段字段例子例子订单编号订购日期0012000-2-3Products字段字段例子例子产品编号价 格A001$29.00第三范式第三范式 (3rd NF) 假设一个关系满足假设一个关系满足2NF，并且除了主键以外的，并且除了主键以外的其他列都

16、不传送依赖于主键列，那么满足第三其他列都不传送依赖于主键列，那么满足第三范式范式3NF Orders字段字段例子例子订单编号订购日期顾客编号0012000-2-3AB001顾客姓名TonyTony Orders字段字段例子例子订单编号订购日期顾客编号0012000-2-3AB001 规范化实例规范化实例 5-1假设某建筑公司要设计一个数据库。公司的业务规假设某建筑公司要设计一个数据库。公司的业务规那么概括阐明如下：那么概括阐明如下：公司承当多个工程工程，每一项工程有：工程号、工程称号、施工人员公司承当多个工程工程，每一项工程有：工程号、工程称号、施工人员等等公司有多名职工，每一名职工有：职工号

17、、姓名、性别、职务工程师公司有多名职工，每一名职工有：职工号、姓名、性别、职务工程师、技术员等、技术员等公司按照工时和小时工资率支付工资，小时工资率由职工的职务决议公司按照工时和小时工资率支付工资，小时工资率由职工的职务决议例如，技术员的小时工资率与工程师不同例如，技术员的小时工资率与工程师不同公司定期制定一个工资报表，如图公司定期制定一个工资报表，如图-1-1所示所示规范化实例规范化实例 5-2工程号工程名称职工号姓名职务小时工资率工时实发工资A1花园大厦花园大厦1001齐光明齐光明工程师工程师6513845.001002李思岐李思岐技术员技术员6016960.001004葛宇宏葛宇宏律师律

18、师60191140.00小计小计2945.00A2立交桥立交桥1001齐光明齐光明工程师工程师6515975.001003鞠明亮鞠明亮工人工人5517935.00小计小计1910.00A3临江饭店临江饭店1002李思岐李思岐技术员技术员60181080.001004葛宇洪葛宇洪技术员技术员6014840.00小计小计1920.00图-1 某公司的工资表规范化实例规范化实例 5-3工程号工程名称职工号姓名职务小时工资率工时A1花园大厦花园大厦1001齐光明齐光明工程师工程师6513A1花园大厦花园大厦1002李思岐李思岐技术员技术员6016A1花园大厦花园大厦1001齐光明齐光明工程师工程师65

19、13A1花园大厦花园大厦1003鞠明亮鞠明亮工人工人5517A3临江饭店临江饭店1002李思岐李思岐技术员技术员6018A3临江饭店临江饭店1004葛宇洪葛宇洪技术员技术员6014图-2 某公司的工程工时表规范化实例规范化实例 5-41.表中包含大量的冗余，能够会导致数据异常：表中包含大量的冗余，能够会导致数据异常：更新异常更新异常 例如，修正职工号例如，修正职工号=1001的职务，那么必需修正一切职工的职务，那么必需修正一切职工号号=1001的行的行添加异常添加异常 假设要添加一个新的职工时，首先必需给这名职工分配一假设要添加一个新的职工时，首先必需给这名职工分配一个工程。或者为了添加一名新

20、职工的数据，先给这名职个工程。或者为了添加一名新职工的数据，先给这名职工分配一个虚拟的工程。由于主关键字不能为空工分配一个虚拟的工程。由于主关键字不能为空删除异常删除异常 例如，例如，1001号职工要辞职，那么必需删除一切职工号号职工要辞职，那么必需删除一切职工号1001的数据行。这样的删除操作，很能够丧失了其它有用的数据行。这样的删除操作，很能够丧失了其它有用的数据的数据规范化实例规范化实例 5-52采用这种方法设计表的构造，虽然采用这种方法设计表的构造，虽然很容易产生工资报表，但是每当一名很容易产生工资报表，但是每当一名职工分配一个工程时，都要反复输入职工分配一个工程时，都要反复输入大量的数据。这种反复的输入操作，大量的数据。这种反复的输入操作，很能够导致数据的不一致性。很能够导致数据的不一致性。一张表描画了多件事情，如图-3所示。运用范式规范化设计运用范式规范化设计工程号工程号工程名称工程名称 职工号职工号姓名姓名职务职务小时工资率小时工资率工时工时图图-3 -3 函数依赖图函数依赖图工程信息员工信息工程工时信息运用第二范式规范化运用第二范式规范化工程号工程号工程名称工程名称职工号职工号姓名姓名职务职务小时工资率小时工资率工程号工程号职工号职工号工时工时图图-4 -4 运用第二范式运用第二范式工程表员工表工程工时表满足第三范式