1、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)線上線下平臺(tái)預(yù)習(xí)2/34本課目標(biāo)學(xué)完本次課程后，你能夠：了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟掌握如何繪制數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R圖掌握如何繪制數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖使用三大范式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范化3/34為什么需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)良好的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間能夠保證數(shù)據(jù)的完整性方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)糟糕的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)冗余、存儲(chǔ)空間浪費(fèi)內(nèi)存空間浪費(fèi)數(shù)據(jù)更新和插入的異常修建茅屋需要設(shè)計(jì)嗎？修建大廈需要設(shè)計(jì)嗎？結(jié)論：當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)比較復(fù)雜時(shí)我們需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)4/34軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期中數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 需求分析階段：分析客戶的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)處理需求概要設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R模型圖，確認(rèn)需求信息的正確和完整詳細(xì)設(shè)計(jì)階段：應(yīng)用三大范式

2、審核數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)代碼編寫(xiě)階段：物理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，編碼實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件測(cè)試階段：安裝部署：現(xiàn)實(shí)世界 建模 信息世界 規(guī)范化 構(gòu)建 數(shù) 據(jù) 庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖 5/34設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟收集信息與該系統(tǒng)有關(guān)人員進(jìn)行交流、座談，充分了解用戶需求，理解數(shù)據(jù)庫(kù)需要完成的任務(wù)標(biāo)識(shí)實(shí)體 （Entity）標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)要管理的關(guān)鍵對(duì)象或?qū)嶓w，實(shí)體一般是名詞標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體的屬性（Attribute）標(biāo)識(shí)實(shí)體之間的關(guān)系（Relationship）酒店管理系統(tǒng)的基本功能：旅客辦理入住手續(xù)：后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)需要存放入住客人的信息和客房信息客房信息：后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)需要存放客房的相關(guān)信息，如客房號(hào)、床位數(shù)、價(jià)格等 客房管理：后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)需要保存客房類(lèi)型

3、信息和客房當(dāng)前狀態(tài)信息酒店管理系統(tǒng)中的實(shí)體：客人：入住酒店的旅客。辦理入住手續(xù)時(shí)，需要填寫(xiě)客人的信息客房：酒店為客人提供休息的房間酒店管理系統(tǒng)中實(shí)體之間關(guān)系：客房和客人有主從關(guān)系：表明客人入住的房間客人信息客人編號(hào)客人姓名身份證號(hào)入住日期客房信息客房號(hào)客房名稱(chēng)床位數(shù)客房狀態(tài).6/34練習(xí)1：識(shí)別員工晉級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)體2-1需求說(shuō)明為了激勵(lì)優(yōu)秀員工為企業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)，企業(yè)定期安排員工晉級(jí)假設(shè)每個(gè)部門(mén)設(shè)置多個(gè)不同的崗位，每個(gè)崗位可以安排多個(gè)員工每一位員工隸屬于企業(yè)的一個(gè)部門(mén)，有一個(gè)對(duì)應(yīng)的崗位企業(yè)保存每位員工每次晉級(jí)記錄7/34練習(xí)1：識(shí)別員工晉級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)體2-2實(shí)現(xiàn)思路收集信息在確定客戶要做什么之后，收

4、集一切相關(guān)的信息，盡量不遺漏任何信息標(biāo)識(shí)實(shí)體實(shí)體一般是名詞每個(gè)實(shí)體只描述一件事情不能重復(fù)出現(xiàn)含義相同的實(shí)體標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體的屬性標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體需要存儲(chǔ)的詳細(xì)信息標(biāo)識(shí)實(shí)體之間的關(guān)系8/34為什么使用E-R圖建筑師施工圖開(kāi)發(fā)人員E-R圖數(shù)據(jù)庫(kù)圖紙9/34繪制E-R圖3-1E-R圖 符號(hào)含義實(shí)體，一般是名詞屬性，一般是名詞關(guān)系，一般是動(dòng)詞10/34繪制E-R圖3-2映射基數(shù)一對(duì)一X X X X Y Y Y Y X X X X Y Y Y Y 一對(duì)多X X X X Y Y Y 多對(duì)一X X X X Y Y Y Y 多對(duì)多客戶訂單產(chǎn)品 M ：N 1 ： N 11/34繪制E-R圖3-3酒店管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)演示

5、示例1：使用Visio繪制E-R圖12/34關(guān)系模式用二維表的形式表示實(shí)體和實(shí)體間聯(lián)系的數(shù)據(jù)模型即關(guān)系模式E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式的步驟1. 把每個(gè)實(shí)體都轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式R（U）形式2. 建立實(shí)體間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換酒店管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模式是客房（客房號(hào)、客房描述、客房類(lèi)型、客房狀態(tài)、床位數(shù)、入住人數(shù)、價(jià)格）客人（客人編號(hào)，客人姓名、身份證號(hào)、入住日期、結(jié)賬日期、押金、總金額、客房號(hào)）13/34轉(zhuǎn)化E-R圖為數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖將各實(shí)體轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的表，將各屬性轉(zhuǎn)換為各表對(duì)應(yīng)的列標(biāo)識(shí)每個(gè)表的主鍵列在表之間建立主外鍵，體現(xiàn)實(shí)體示例演示示例2：使用Visio繪制數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖14/34練習(xí)2：繪制晉級(jí)業(yè)務(wù)E-R圖需求

6、說(shuō)明使用Visio繪制員工晉級(jí)業(yè)務(wù)的E-R圖使用Visio繪制E-R圖的步驟使用文件新建框圖基本框圖來(lái)繪制E-R圖在繪圖窗口左側(cè)的“基本形狀”里選擇“矩形”、“橢圓”、“菱形”拖動(dòng)到頁(yè)面適當(dāng)位置，就可以繪制需要的矩形、橢圓和菱形繪制直線，在工具欄：視圖工具欄繪圖，這時(shí)就會(huì)彈出繪圖工具欄。選擇其中的直線工具 提示15/34練習(xí)3：繪制員工晉級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖需求說(shuō)明用Visio工具將 E-R圖轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖在各個(gè)模型圖之間體現(xiàn)實(shí)體之間的映射關(guān)系16/34為什么需要數(shù)據(jù)規(guī)范化 不合規(guī)范的表設(shè)計(jì)信息重復(fù)更新異常插入異常無(wú)法正確表示信息刪除異常丟失有效信息使用三大范式規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)表的設(shè)計(jì)客人編號(hào)姓名地址

7、客房號(hào)客房描述客房類(lèi)型客房狀態(tài)床位數(shù)價(jià)格入住人數(shù)C1001張三Addr11001A棟1層單人間入住1128.001C1002李四Addr22002B棟2層標(biāo)準(zhǔn)間入住2168.000C1003王五Addr32002B棟2層標(biāo)準(zhǔn)間入住2168.002C1004趙六Addr42003B棟2層標(biāo)準(zhǔn)間入住2158.001C8006A1Addrm8006C棟3層總統(tǒng)套房入住31080.001C8008A2Addrn8008C棟3層總統(tǒng)套房空閑31080.00017/34第一范式 (1st NF)第一范式的目標(biāo)是確保每列的原子性如果每列都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單元（也稱(chēng)為最小的原子單元），則滿足第一范式（1N

8、F）CustIDAddress1中國(guó)北京市2美國(guó)紐約市3英國(guó)利物浦4日本東京市CustIDCountryCity1中國(guó)北京3英國(guó)利物浦4日本東京2美國(guó)紐約示例18/34Guest Registration字段例子客人編號(hào)C1002姓名李四地址Addr1客房號(hào)2002客房狀態(tài)入住客房類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)間床位數(shù)2入住人數(shù)2價(jià) 格$168.00GuestRoom字段例子客人編號(hào)C1002姓名李四地址Addr1客房號(hào)2002字段例子客房號(hào)2002客房狀態(tài)入住客房類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)間床位數(shù)2入住人數(shù)2第二范式要求每個(gè)表只描述一件事情第二范式 (2nd NF)示例19/34第三范式 (3nd NF)如果一個(gè)關(guān)系滿足2NF，并

9、且除了主鍵以外的其他列都不傳遞依賴(lài)于主鍵列，則滿足第三范式（3NF） RoomRoomType字段例子客房號(hào)2002客房狀態(tài)入住客房類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)間床位數(shù)2入住人數(shù)2價(jià) 格$168.00字段例子客房號(hào)2002客房狀態(tài)編號(hào)001客房類(lèi)型編號(hào)002入住人數(shù)2字段例子客房類(lèi)型編號(hào)002客房類(lèi)型名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)間床位數(shù)2價(jià) 格$168.00RoomRoomState字段例子客房狀態(tài)編號(hào)001客房狀態(tài)名稱(chēng)入住示例20/34規(guī)范化的酒店管理系統(tǒng)E-R圖示例21/34規(guī)范化的酒店管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模型酒店管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖示例22/34規(guī)范化示例6-1假設(shè)某建筑公司要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。公司的業(yè)務(wù)規(guī)則概括說(shuō)明如下公司承擔(dān)多個(gè)工

10、程項(xiàng)目，每一項(xiàng)工程有：工程號(hào)、工程名稱(chēng)、施工人員等公司有多名職工，每一名職工有：職工號(hào)、姓名、性別、職務(wù)（工程師、技術(shù)員）等公司按照工時(shí)和小時(shí)工資率支付工資，小時(shí)工資率由職工的職務(wù)決定（例如，技術(shù)員的小時(shí)工資率與工程師不同）示例23/34規(guī)范化示例6-2公司定期制定一個(gè)工資報(bào)表公司定期制定的項(xiàng)目工時(shí)表工程號(hào)工程名稱(chēng)職工號(hào)姓名職務(wù)小時(shí)工資率工時(shí)實(shí)發(fā)工資A1花園大廈1001齊光明工程師6513845.001002李思岐技術(shù)員6016960.001004葛宇宏律師60191140.00小計(jì)2945.00A2立交橋1001齊光明工程師6515975.001003鞠明亮工人5517935.00小計(jì)191

11、0.00A3臨江飯店1002李思岐技術(shù)員60181080.001004葛宇洪技術(shù)員6014840.00小計(jì)1920.00工程號(hào)工程名稱(chēng)職工號(hào)姓名職務(wù)小時(shí)工資率工時(shí)A1花園大廈1001齊光明工程師6513A1花園大廈1002李思岐技術(shù)員6016A1花園大廈1004葛宇宏律師6019A2立交橋1001齊光明工程師6513A2立交橋1003鞠明亮工人5517A3臨江飯店1002李思岐技術(shù)員6018A3臨江飯店1004葛宇洪技術(shù)員6014示例24/34規(guī)范化示例6-3表中包含大量冗余數(shù)據(jù)，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常更新異常添加異常刪除異常 如何解決？ 問(wèn)題25/34規(guī)范化示例6-4一張表描述了多件事情工程信息

12、員工信息項(xiàng)目工時(shí)信息工程號(hào)工程名稱(chēng)職工號(hào)姓名職務(wù)小時(shí)工資率工時(shí)示例26/34規(guī)范化示例6-5應(yīng)用第二范式規(guī)范化工程表員工表項(xiàng)目工時(shí)表滿足第三范式嗎？ 工程號(hào)工程名稱(chēng)職工號(hào)姓名職務(wù)小時(shí)工資率工程號(hào)職工號(hào)工時(shí)示例27/34規(guī)范化示例6-6應(yīng)用第三范式規(guī)范化工程表員工表職務(wù)表工時(shí)表工程號(hào)工程名稱(chēng)職工號(hào)姓名職務(wù)工程號(hào)職工號(hào)工時(shí)職務(wù)小時(shí)工資率示例28/34規(guī)范化和性能的關(guān)系 為滿足某種商業(yè)目標(biāo)，數(shù)據(jù)庫(kù)性能比規(guī)范化數(shù)據(jù)庫(kù)更重要通過(guò)在給定的表中添加額外的字段，以大量減少需要從中搜索信息所需的時(shí)間通過(guò)在給定的表中插入計(jì)算列（如成績(jī)總分），以方便查詢?cè)跀?shù)據(jù)規(guī)范化同時(shí)，要綜合考慮數(shù)據(jù)庫(kù)的性能29/34練習(xí)4：規(guī)范員工晉級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2-1需求說(shuō)明根據(jù)三大范式規(guī)范化員工晉級(jí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為了保證應(yīng)用程序的運(yùn)行性能，對(duì)符合第三范式的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整30/34練習(xí)4：規(guī)范員工晉級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2-2實(shí)現(xiàn)思路向各個(gè)表中插入數(shù)據(jù)，查看表中的每個(gè)屬性列是否存在重復(fù)、插入異常、更新異常和