第10讲设计数据完整性

第10讲设计数据完整性大型数据库应用（SQLServer2008）本讲要点关系数据库设计概述设计数据完整性数据库表的规范化123

关系数据库简单严谨，四十多年来有了长足发展，现在已经成为事实上的标准，当今几乎所有的数据库产品都是基于关系数据库的.

数据库设计是数据库应用的一个关键因素,设计结构合理、功能齐全的数据库对于提高数据库应用程序的开发效率和程序的性能都是非常重要的.

数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造最优的数据模式，建立数据库，使其能够有效地存储数据记录，并能满足各种应用需求.一.关系数据库设计概述

对于一个数据密集型应用来说，数据库设计是它的一个核心部分，但对于大型的软件系统设计来说,它只是其中一个部分.

数据库设计的过程可以分为6

步.(1)需求分析

(2)概念数据库设计

(3)逻辑数据库设计

(4)模式的细化

(5)物理数据库设计

(6)应用与安全设计

进行数据库规划是所有数据库编程的第一步,也是最重要的一步.

首先，列出客户所关心的所有数据和建立这个数据库的主要目的.这可以通过收集各种相关的数据报表和表格来完成.需求分析是数据库设计的第一阶段，不断的调查与研究，了解组织机构的情况，了解部门的业务流程等系统需求，对于设计好数据库是非常重要的.

然后，数据表规划是整个数据库设计中技巧性最强的一个步骤.数据表要满足第三范式.数据库规划

规划数据库有以下三条基本原则：

●数据库中的记录个数应该反映现实世界对象的个数.如果一个对象的实例在现实世界中存在，则在数据库中有且只有一条记录存在.

●

每行记录的字段应该表达现实世界对象的属性.

●

现实世界对象之间的关系应该反映在数据库记录之间的关系上.数据库规划基本原则

关系数据库的目的是建立现实世界的模型.基于这一点,用来实施数据完整性的规则和方法无论对于理论和数据库开发的实践都很重要.

数据完整性是指存储在数据库中的数据的正确性和相容性.

设计数据完整性的目的是为了确保数据的质量.即防止数据库中存在不符合语义的数据,防止错误信息的输入和输出.二.设计数据完整性

表是存储数据的主要对象,设计数据库的关键是设计表结构.本节我们将学习如何评价和设计好的数据库表，控制数据冗余，从而避免数据异常，这就是规范化.

为了识别和鉴赏好的表结构的特性，考察一个不好的表结构是很有用的.利用这种方法，我们将学会如何设计好的表结构，如何修改已有的不好的表结构.三.数据库表的规范化

通过规范化不仅可以消除数据异常，而且适当规范化的表结构实际上要比没有规范化的来得简单，它还能反映出一个组织的实际运行情况.

拥有好的关系数据库软件，并不足以避免数据冗余.即使在一个好的数据库设计中,也有可能生成不好的表结构.

规范化

那么，如何识别不好的表结构，如何创建好的表结构呢？两个问题的答案都是基于规范化的.规范化是给实体分配属性的过程.它能够减少但不能够消除数据冗余；相反，它通过生成有控制的冗余来连接数据库表.规范化

规范化通过一系列称为范式的阶段来完成.最前面的三个阶段分别叫做第一范式(1NF)、第二范式(2NF)和第三范式(3NF).

从结构化的观点来看，2NF比1NF好，3NF比2NF好.对于大多数的事物数据库设计，我们只要能规范到3NF就已经足够了.

虽然规范化是数据库设计的一个重要组成部分，但是并不是规范化级别越高越好.通常,范式级别越高，产生制定输出所要求的连接就越多，系统对终端用户请求的响应就越慢.三种范式

我们考察某建筑公司的一个简单数据库行为.该公司管理几个建筑项目，每个项目都有它自己的项目号、项目名、员工等属性，每个员工有员工号、姓名和职位级别等属性.

公司根据每个合同需要花费的小时数来向客户收费.每小时的报酬由员工的职位决定.

该应用周期性地生成信息报表.由这个报表对应地生成一个表.一个实例

这个表的结构不符合完整性的要求，它也没有很好的处理数据.①项目号（PROJ_NUM）很明显是希望作为一个主键，或者至少是主键的一部分，但是它包含空值.②表的数据输入引起数据的不一致.如，Elect.Engineer可能写成Elect.Eng,El.Eng,EE.

③该表中有数据冗余，会产生异常：更新异常:如修改105号的JOB_CLASS.

插入异常，删除异常.

当把某员工分配到某项目时,重复输入数据.一个实例

●

消除组重复在作为主键的列中加入合适的项即可.

●主键应能恰当地、惟一地确定任何属性值.取主键为PROJ_NUM

和EMP_NUM

的组合.

这样得到了符合第一范式的表.

确定主键PROJ_NUM

PROJ_NAME

EMP_NUM

EMP_NAMEJOB_CLASSCHG_HOUR

HOUR部分依赖部分依赖传递依赖属性关系图

术语1NF

描述了如下的表格式：

●定义了所有的键属性.●表中没有重复组.●所有的属性都依赖于主码.

所有的关系表都属于1NF.上图所示的第一范式的表结构的问题是它包含部分依赖,

也就是说，基于部分主键的依赖.

虽然有时为了提高性能需要使用部分依赖,但要谨慎使用.因为这样的表仍有数据冗余(由每行记录都要求有数据副本而产生),重复输入使效率很低，也会助长数据异常的产生.

第一范式

一个表属于第二范式是指：

●

它属于1NF.

●它不包含部分依赖，即，没有属性只依赖于主键的一部分.

到第二范式的转换是，将原表分为三个表:

PROJCT(PROJ_NUM,PROJ_NAME)EMPLOYEE(EMP_NUM,EMP_NAME,JOB_CLASS,CHG_HOUR)

ASSIGN(PROJ_NUM,EMP_NUM,ASSIGN_HOUR)第二范式

将三个表再分出一个表，消除传递依赖:EMPLOYEE(EMP_NUM,EMP_NAME,JOB_CLASS)

JOB(JOB_CLASS,CHG_HOUR)

表属于第三范式是指：

●它属于2NF.

●它不包含传递依赖.

消除了表结构中的部分依赖和传递依赖后,还要集中改善数据库提供信息和增强关系特性.

第三范式

练习写出T-SQL

语句建立下表存放学生的信息.

表名为：student,含有列：name(char,10位)、id(char,7位)、sex(char,2位)、birthday(datetime,8位)、class(char,10位)birth_place(varchar,50位)，设置学号（id）为主键约束并带有聚集索引.

USEpubsGO

CREATEFUNCTIONfun_titles(@vartypevarchar(30))

RETURNS

table

ASRETURN(selecttitle_id,title,type，price

from

titles

where

type=@vartype)GOselect*fromdbo.fun_titles(‘business’)

练习答案大型数据库应用（SQLServer2008）6.4实验指导实验内容从网上下载示例数据库Northwind，在SQLServe2008中导入Northwind，在“SQLServerManagementStudio”管理窗口中，完成以下实验内容的代码调试。1.在Northwind数据库中创建一个xml_Categories表，并在表中创建一个XML类型字段，并将XML实例分配给它。2.分别使用AUTO和RAW模式，查询前5条客户订购产品的信息。3.在Northwind数据库的Customers表中，使用OPENXML语句将查询合同编号和电话号码的存放到XML数据类型变量@var中。然后，在INSERT语句中使用该变量@varXml中，最后将变量@varXml中的XML数据插入新建的表CustomerOutput中的XmlData列中（此列数据类型为XML）。4.使用OPENXML语句将