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1、SQL 数据库设计与实现,姑苏行 E-Mail：,2,课程地位,C#,SQL Server,XML,PSPM,ASP.NET,Oracle,OOAD,Computer Base,HTMLJavaScript,SQL Base,OOPJava,C,STB,JSP/Servlet,EJB/WebService,WinForms,Struts/JSF,Testing/SQA,Linux,第一章,数据库的设计,4,课程内容回顾,数据库有哪些基本操作？ 建库 建表 加约束 创建登录帐户 基本的数据操纵语句有哪些？语法是？ 增（INSERT） 删（DELETE） 改（UPDATE） 查（SELECT） 常
2、用的聚合函数有哪些？ 表连接分为哪几种类型？,5,课程目标,了解设计数据库的基本步骤 熟练使用T-SQL实现建库、建表、加约束 掌握T-SQL编程，实现功能强大的查询 掌握创建索引、视图，快速访问数据库 掌握创建存储过程，实现复杂的业务规则 理解触发器的原理，实现高级的约束,6,本章目标,了解设计数据库的步骤 掌握如何绘制数据库的E-R图 理解数据库的规范化三大范式,7,为什么需要设计数据库 2-1,修建茅屋需要设计吗？,修建大厦需要设计吗？,结论：当数据库比较复杂时我们需要设计数据库,8,为什么需要设计数据库 2-2,良好的数据库设计： 节省数据的存储空间 能够保证数据的完整性 方便进行数据
3、库应用系统的开发,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,9,软件项目开发周期,需求分析阶段：分析客户的业务和数据处理需求; 概要设计阶段：设计数据库的E-R模型图，确认需求信息 的正确和完整; 详细设计阶段：将E-R图转换为多张表，进行逻辑设计， 并应用数据库设计的三大范式进行审核; 代码编写阶段：选择具体数据库进行物理实现，并编写 代码实现前端应用; 软件测试阶段： 安装部署：,现实世界,10,设计数据库的步骤4-1,收集信息： 与该系统有关人员进行交流、坐谈，充分理解数据库需要完成的任务,BBS论坛的基本功能： 用户注册和登录，后台数据库需要存放用
4、户的注册信息和在线状态信息； 用户发贴，后台数据库需要存放贴子相关信息，如贴子内容、标题等； 论坛版块管理：后台数据库需要存放各个版块信息，如版主、版块名称、贴子数等；,11,设计数据库的步骤4-2,标识对象（实体Entity） 标识数据库要管理的关键对象或实体,实体一般是名词： 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,12,设计数据库的步骤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 状态 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 状态： 最后回复时间,回贴 贴子编号
5、 回贴人, 回贴表情 标题 正文 回贴时间 点击数,版块 版块名称 版主 本版格言 点击率 发贴数,标识每个实体的属性（Attribute）,13,设计数据库的步骤4-4,标识对象之间的关系（Relationship）,跟贴和主贴有主从关系：我们需要在跟贴对象中表明它是谁的跟贴； 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； 主贴和版块有主从关系：需要表明发贴是属于哪个版块的； 跟贴和版块有主从关系：需要表明跟贴是属于哪个版块的；,14,绘制E-R图 4-1,E-R（EntityRelationship）实体关系图,15,绘制E-R图 4-2,管理,bbsUser
6、（用户，版主）,出生日期,昵称,版块名称,版主,bbsSection （版块）,16,绘制E-R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,17,绘制E-R图,论坛E-R图,18,如何将E-R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对应的列 标识每个表的主键列，需要注意的是：没有主键的表添加ID编号列，它没有实际含义，用于做主键或外键，例如用户表中的“UID”列，版块表中添加“SID”列，发贴表和跟贴表中的“TID”列 在表之间建立主外键，
7、体现实体之间的映射关系,19,如何将E-R图转换为表 3-2,UID主键,TID主键,RID主键,SID主键,20,如何将E-R图转换为表,添加各表之间的关系,21,数据规范化,仅有好的RDBMS并不足以避免数据冗余，必须在数据库的设计中创建好的表结构 常见数据库设计的问题有：信息重复，更新异常，插入异常，删除异常 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结构。这些范式是： 第一范式(1st NF First Normal Fromate) 第二范式(2nd NFSecond Normal Fromate) 第三范式(3rd NF Third Normal F
8、romate),22,第一范式 (1st NF),第一范式的目标是确保每列的原子性 如果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），则满足第一范式（1NF）,23,第二范式 (2nd NF),如果一个关系满足1NF，并且除了主键以外的其他列，都依赖与该主键，则满足第二范式（2NF） 第二范式要求每个表只描述一件事情,24,第三范式 (3rd NF),如果一个关系满足2NF，并且除了主键以外的其他列都不传递依赖于主键列，则满足第三范式（3NF） Armstrong公理定义的传递依赖：ABC是关系R的3个属性，如果AB且BC，可得出AC,Orders,字段,例子,订单编号,订购日期,顾
9、客编号,001,2000-2-3,AB001,25,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 则概括说明如下： 公司承担多个工程项目，每一项工程有：工程号、工程名称、施工人员等 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 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定（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-1所示,26,规范化实例 5-2,图-1 某公司的工资表,27,规范化实例 5-3,图-2 某公司的项目工时表,28,规范化实例 5-4,1.表中包含大量的冗余，可能会导致数据异常： 更新
10、异常 例如，修改职工号=1001的职务，则必须修改所有职工号=1001的行 添加异常 若要增加一个新的职工时，首先必须给这名职工分配一个工程。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。（因为主关键字不能为空） 删除异常 例如，1001号职工要辞职，则必须删除所有职工号1001的数据行。这样的删除操作，很可能丢失了其它有用的数据,29,规范化实例 5-5,2采用这种方法设计表的结构，虽然很容易产生工资报表，但是每当一名职工分配一个工程时，都要重复输入大量的数据。这种重复的输入操作，很可能导致数据的不一致性。,30,一张表描述了多件事情，如图-3所示。,应用范式规范化设计,图-
11、3 函数依赖图,工程信息,员工信息,项目工时信息,31,应用第二范式规范化,图-4 应用第二范式,工程表,员工表,项目工时表,满足第三范式吗？,32,应用第三范式规范化,工程表,员工表,职务表,工程表,33,规范化和性能的关系,为满足某种商业目标，数据库性能比规范化数据库更重要 通过在给定的表中添加额外的字段，以大量减少需要从中搜索信息所需的时间 通过在给定的表中插入计算列（如成绩总分），以方便查询 进行规范化的同时，还需要综合考虑数据库的性能。,34,总结 2-1,在需求分析阶段，设计数据库的一般步骤为： 收集信息 标识对象 标识每个对象的属性 标识对象之间的关系 在概要设计阶段和详细设计阶段，设计数据库的步骤为： 绘制E-R图 将E-R图转换为表格 应用三大范式规范化表格,35,总结 2-2,为了设计结构良好的数据库，需要遵守一些专门的规则，称为数据库的设计范式 。 第一范式（1NF）的目标：确保每列的原子性。 第二范式（2NF）的目标：确保表中的每列，都和主键相关 第三范式（3NF）的目标：确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关,