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1、数据库设计方法与原则 软件技术系 冷亚洪,学习目标,5.,4.,3.,2.,1.,数据库设计概述,规范化,第一范式,第二范式,第三范式,数据库设计概述,良好的数据库设计能够： 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。,数据库规范化,在设计和操作维护数据库时，关键的步骤就是要确保数据正确地分布到数据库的表中。使用正确的数据结构，不仅便于对数据库进行相应的存取操作，而且可以极大地简化应用程序的其他内容（查询、窗体、报表、代码等）。 正确进行表设计的正式名称就是“数据库规范化”。
2、,数据库规范化,CREATE TABLE Student ( SNo INT NOT NULL, -学生编号 Name VARCHAR(200), -学生姓名 ClassName VARCHAR(200), -班级名称 CourseName VARCHAR(20), -课程名称 CourseScore FLOAT -课程分数 TeacherName VARCHAR(20) -老师名字 ) 此表的设计是否有缺点？,数据库规范化,内容： SNo | Name | ClassName | CourseName | CourseScore | TeacherName 1 学生1 1班 C语言 85 M
3、r Li 1 学生1 1班 C#设计 98 Mr Leng 2 学生2 1班 C语言 80 Mr Li 3 学生3 2班 C语言 75 Mr Li 缺点： 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。,数据库规范化,设计数据库的一般步骤： 收集信息。 抽取对象。 抽取每个对象的属性。 考虑对象之间的关系。 绘制E-R图。 将E-R图转换为表格。 最后应用三大范式规范化表格。,数据库规范化,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户的注册信息和在线状态信息； 用户发贴，后台数据库需要
4、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；,数据库规范化,标识对象（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。 论用户发的跟贴（回贴）。,数据库规范化,标识每个实体的属性（Attribute）,数据库规范化,标志对象之间的关系（Attribute） 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
5、表明跟贴是属于哪个版块的。,数据库规范化,绘制ER图,数据库规范化,将ER图装换为表格 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 在表之间建立主外键，体现实体之间的映射关系 。,数据库规范化,将ER图装换为表格,数据库规范化,将ER图装换为表格,使用范式,数据库基本概念回顾： 实体：现实世界中客观存在并可以被区别的事物。比如“一个学生”、“一本书”、“一门课”等等。它也可以是虚拟的，比如说“老师与学校的关系”。 属性：实体所具有的某一特性，比如说，“性别”是“人”的一个属性。在关系数据库
6、中，属性又是个物理概念，属性可以看作是“表的一列”。,使用范式,数据库基本概念回顾： 元组：表中的一行就是一个元组。 分量（没行中的列属性） ：元组的某个属性值。在一个关系数据库中，它是一个操作原子，即关系数据库在做任何操作的时候，属性是“不可分的”。否则就不是关系数据库了。 码（每行的主外键） ：表中可以唯一确定一个元组的某个属性（或者属性组），如果这样的码有不止一个，那么大家都叫候选码，我们从候选码中挑一个出来做老大，它就叫主码。,使用范式,数据库基本概念回顾： 主属性（主键或外键列）：一个属性只要在任何一个候选码中出现过，这个属性就是主属性。 非主属性（非主外键列） ：与上面相反，没有在
7、任何候选码中出现过，这个属性就是非主属性。 外码（外键列） ：一个属性（或属性组），它不是码，但是它别的表的码，它就是外码。,课堂示例一,范式（6个） 范式可以理解为一种规范等级，范式的包含关系。一个数据库设计如果符合第二范式，一定也符合第一范式。如果符合第三范式，一定也符合第二范式,第一范式,第一范式（1NF）：强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列。 第一范式的特点： 主键不能为空。 主键不能重复。 字段不可以再分。 下表是否满足第一范式? StudyNo | Name | Sex | Contact 20040901 john Male Email:,phone:222456 20
8、040901 mary Famale Email: phone:123455,违反第一范式的示例,以上的表格是否又满足第一范式呢？,课堂示例一,注意：这两种情况都不满足第一范式。不满 足第一范式的数据库，不是关系数据库！所 以，我们在任何关系数据库管理系统中，做 不出这样的“表”来。,第二范式,第二范式（2NF）：非主键列完全依赖主键列。 要求 （1）满足1NF （2）必须有一个主键 （3）没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。 是否满足第二范式 OrderID | ProductID | UnitPrice | Discount | Quantity | Pro
9、ductName 1 1 25 80% 10 帽子 2 1 25 85% 5 帽子 3 2 500 100% 2 衣服,说明：UnitPrice与ProductName只依赖于ProductID，没有完全依赖于 主键OrderId，使得产生的冗余重复。,第二范式,正确的设计：将冗余部分独立成表,产品信息： ProductID | UnitPrice | ProductName 1 25 帽子 2 100 鞋子 3 500 衣服,订单信息： OrderID | ProductID | Discount | Quantity 1 1 80% 10 2 1 85% 5 3 2 100% 2,第三范式
10、,第三范式（3NF）：非主键列必须直接依赖于主键 要求： （1）满足2NF （2）非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列 A 依赖于非主键列 B，非主键列 B 依赖于主键的情况。 是否满足第三范式 StudyNo | Name | Sex | Email | bounsLevel | bouns 40901 john Male 良 $1000 40902 mary Famale 差 $600,说明：这个完全满足了第二范式,但是bounsLevel和bouns存在传递依赖。,第三范式,正确的设计：将间接传递的部分独立成表 学生表： StudyNo | Name | Sex | Email | BouunsNo 20040901 john Male 1 20040902 mary Famale 2 等级表： BounsNo | BounsLevel | Bouns 1 优秀 $1000 2 良 $600,