1、1,Sql server 2005 程序設(shè)計(jì)與管理基礎(chǔ),Sql server 2005 程序設(shè)計(jì)與管理基礎(chǔ),第15章 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃與設(shè)計(jì),2,第15章 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃與設(shè)計(jì),15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論 15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,3,15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫,15.1.1 關(guān)系模型 15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 15.1.3 關(guān)系操作,4,15.1.1 關(guān)系模型,關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫，使用的存儲結(jié)構(gòu)是多個二維表格 。 關(guān)系模型的優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡單，格式唯一，理論基礎(chǔ)嚴(yán)格，數(shù)據(jù)表之間相對獨(dú)立，它們可以在不影響其他數(shù)據(jù)表的情況下進(jìn)行

2、數(shù)據(jù)的增加、修改和刪除。 在進(jìn)行查詢時，可以根據(jù)數(shù)據(jù)表之間的關(guān)聯(lián)性，從多個數(shù)據(jù)表中查詢、抽取相關(guān)的信息,5,15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫,15.1.1 關(guān)系模型 15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 15.1.3 關(guān)系操作,6,15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),1、信息的三個領(lǐng)域 作為客觀世界的一切真知的信息從客觀事物出發(fā)，經(jīng)過篩選流經(jīng)數(shù)據(jù)庫，通過控制決策機(jī)構(gòu)又回到客觀事物。信息的這一循環(huán)經(jīng)歷了三個領(lǐng)域： 1)現(xiàn)實(shí)世界（Real World） 2)概念世界（Conception World） 3)數(shù)據(jù)世界（Data World）,7,15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),2、關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-二維表,8,

3、15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),3、關(guān)系的性質(zhì) 屬性值具有原子性，不可分解； 沒有重復(fù)的元組； 理論上沒有行序，但是在實(shí)踐中有時可以有行序。,9,15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),4、常用術(shù)語 實(shí)體（Entity） 實(shí)體集（Entiry Set） 屬性（Attribute） 域（Domain） 鍵（Key） 候選鍵（Candidate Key） 主鍵（Primary Key）,10,15.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),事物類 事物 性質(zhì),實(shí)體集合 實(shí)體 屬性,文件 記錄 數(shù)據(jù)項(xiàng),現(xiàn)實(shí)世界,信息/概念世界,數(shù)據(jù)世界,三個世界術(shù)語對照,11,15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫,15.1.1 關(guān)系模型 15

4、.1.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 15.1.3 關(guān)系操作,12,15.1.3 關(guān)系操作,常用的關(guān)系操作: 選擇（select） 投影(Project) 連接(Join) 并(Union) 交(Intersection) 差(Difference) 增加(Insert) 修改(Update) 刪除(Delete),13,第15章 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃與設(shè)計(jì),15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論 15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,14,15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),15.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型 15.2.2 E-R圖的建立步驟 15.2.3 將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式,15,1

5、5.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型,1、概念 1）實(shí)體（Entity） 實(shí)體是E-R模型的基本對象，是現(xiàn)實(shí)世界中各種事物的抽象。凡是可以相互區(qū)別，并可以被識別的事、物、概念等均可認(rèn)為是實(shí)體。 2）屬性（Attribute） 屬性是實(shí)體所具有的某一特性，一個實(shí)體可以用若干戈屬性來描述。 3）聯(lián)系（Relationship） 實(shí)體之間會存在各種關(guān)系，實(shí)體與實(shí)體之間的關(guān)系被抽象為聯(lián)系。,16,15.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型,2、兩個實(shí)體集之間的聯(lián)系可分為三類。1）一對一聯(lián)系（One-to-one）,17,15.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型,2）一對多聯(lián)系（One-to-many）,18,15.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型

6、,3）多對多聯(lián)系（Many-to-many）,19,15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),15.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型 15.2.2 E-R圖的建立步驟 15.2.3 將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式,20,15.2.2 E-R圖的建立步驟,1、圖形表示 （1）用矩形框表示實(shí)體類型； （2）菱形框表示實(shí)體間聯(lián)系的類型； （3）橢圓型框表示實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性； （4）用直線把聯(lián)系與產(chǎn)生它的實(shí)體連接在一起，線上端標(biāo)的符號表示聯(lián)系的類型 。,21,15.2.2 E-R圖的建立步驟,2、建立E-R圖可以采用如下五個基本步驟： （1）確定實(shí)體類型； （2）確定聯(lián)系類型； （3）把實(shí)體類型和聯(lián)系類型組合成E-R圖； （4）

7、確定實(shí)體類型和聯(lián)系類型的屬性； （5） 確定實(shí)體類型的鍵,并在屬于鍵的屬性名下劃一橫線。,22,15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì),15.2.1 實(shí)體-關(guān)系模型 15.2.2 E-R圖的建立步驟 15.2.3 將E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式,23,15.2.3 E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換,關(guān)系模型的特點(diǎn)，就是把實(shí)體和聯(lián)系都表示為關(guān)系。 （1）把每一實(shí)體轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系 （2）把每一個聯(lián)系也轉(zhuǎn)換為關(guān)系 一對一聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換,24,不同情況處理示例,一對一聯(lián)系的處理,廠長（姓名，性別，年齡） 工廠（代號，廠名，性質(zhì)） 管理（姓名，代號）,廠長（姓名，性別，年齡） 工廠（代號，廠名，性質(zhì)，廠

8、長）,25,不同情況處理示例,一對多聯(lián)系的處理,司機(jī)（工號，姓名，性別，年齡，技術(shù)等級） 汽車（車號，車種，載客數(shù)，載噸數(shù)） 駕駛（司機(jī)，車號，值勤日）,26,多對多聯(lián)系的處理,不同情況處理示例,學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，籍貫） 課程（課程號，課程名，學(xué)時數(shù)） 學(xué)習(xí)（學(xué)號，課程號，分?jǐn)?shù)）,教員（姓名，年齡，職稱） 任課表（課程號，任課教員）,27,第15章 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃與設(shè)計(jì),15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論 15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,28,15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論,15.3.1 范式理論 15.3.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的非形式化判

9、別法 15.3.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的非規(guī)范化設(shè)計(jì),29,15.3.1 范式理論,一、 概念 1、關(guān)鍵字：在關(guān)系各屬性中能夠唯一標(biāo)識一個元組（記錄）的屬性（字段）。 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中關(guān)鍵字的屬性值不允許為空值，因?yàn)榭罩禑o法標(biāo)識一個元組，意味者該元組不存在。 在某些關(guān)系中需要用幾個屬性組合才能唯一標(biāo)識元組。 例：銀行儲蓄所活期存款業(yè)務(wù)關(guān)系 存折（日期，時間，帳號，存取款，余額）,30,15.3.1 范式理論,2、與關(guān)鍵字有關(guān)的術(shù)語 候選關(guān)鍵字：指凡是在關(guān)系中可以用來唯一標(biāo)記元組的屬性。 主關(guān)鍵字：在候選關(guān)鍵字中指定其一或幾個作為關(guān)鍵字。該候選關(guān)鍵字稱為主關(guān)鍵字。 主屬性：候選關(guān)鍵字的屬性 非主屬性：沒有

10、包含在候選關(guān)鍵字中的屬性。 外部關(guān)鍵字：一個關(guān)系中的某個屬性并非是關(guān)鍵字，但確是另一個關(guān)系的關(guān)鍵字，則稱該屬性為外部關(guān)鍵字或外鍵。關(guān)系之間的聯(lián)系是通過外鍵實(shí)現(xiàn)的。,31,15.3.1 范式理論,二、范式理論,為了使關(guān)系模式更加規(guī)范化，提出了范式理論。關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系是要滿足一定要求的，滿足不同程度要求的為不同范式，滿足最低要求的稱第一范式，在第一范式中滿足進(jìn)一步要求的稱第二范式，其余以此類推,32,1 、第一范式 定義：如果一個關(guān)系R的所有屬性都是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，則稱該關(guān)系滿足第一范式，即R 1NF 舉例 R（學(xué)號，姓名，地址）,15.3.1 范式理論,33,2 、第二范式 定義：若關(guān)系模式

11、R是第一范式，且每一個非主屬性都完全函數(shù)依賴于關(guān)鍵字，則R屬于第二范式 舉例： R（學(xué)號，課程，成績，系名，住處）,15.3.1 范式理論,34,一個關(guān)系模式如果是1NF不屬于2NF,會產(chǎn)生以下問題： （1）數(shù)據(jù)冗余大 （2）插入異常 （3）刪除異常 （4）修改復(fù)雜，更新異常 解決方法：進(jìn)行分解，使得非主屬性都完全依賴于主關(guān)鍵字，即消除部分依賴。,15.3.1 范式理論,35,示例,36,3、第三范式 定義：若關(guān)系模式R是第二范式，且它每一個非主屬性都不傳遞函數(shù)依賴于關(guān)鍵字，則R屬于第三范式。 例： R2（學(xué)號，系名，住處）,15.3.1 范式理論,37,一個關(guān)系模式如果是2NF不屬于3NF,

12、會產(chǎn)生以下問題： （1）數(shù)據(jù)冗余 （2）修改復(fù)雜 解決辦法：繼續(xù)分解，消除傳遞依賴。,15.3.1 范式理論,38,示例,39,三、分解關(guān)系的基本原則 分解必須是無損的，即分解后不可以丟失信息。 分解后的關(guān)系要獨(dú)立，避免對一個關(guān)系的修改波及到另一個關(guān)系。 例： R2（工號，工種，定額）,15.3.1 范式理論,R21（工號，定額）和R22（工種，定額） R21（工號，工種）和R22（工號，定額） R21（工號，工種）和R22（工種，定額）,40,15.3.1 范式理論,若表R2如下：,第一種分法：,41,15.3.1 范式理論,若表R2如下：,第二種分法：,42,15.3.1 范式理論,若表R

13、2如下：,第三種分法：,43,練習(xí),1、R（日期，工號，姓名，工種，定額，完成工作量，車間，車間主任） 2、W（學(xué)號，課程，成績，系名，住處） 3、S（項(xiàng)目編號，項(xiàng)目名稱，客戶名稱，負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)人部門，開始日期，結(jié)束日期） 4、S1(學(xué)號，姓名，班級，班主任) 5、 S(學(xué)號，課程號，姓名，班級，班主任，成績),44,15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論,15.3.1 范式理論 15.3.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的非形式化判別法 15.3.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的非規(guī)范化設(shè)計(jì),45,15.3.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的非形式化判別法,一事一地”（one fact one place）原則：即一件事放一張表，不同事放

14、在不同表中 。,46,15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論,15.3.1 范式理論 15.3.2 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化的非形式化判別法 15.3.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的非規(guī)范化設(shè)計(jì),47,15.3.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的非規(guī)范化設(shè)計(jì),在下列情況下能考慮進(jìn)行非規(guī)范化處理： (1) 大量頻繁的查詢過程所涉及的表都需要進(jìn)行連接； (2) 主要的應(yīng)用程式在執(zhí)行時要將表連接起來進(jìn)行查詢； (3) 對數(shù)據(jù)的計(jì)算需要臨時表或進(jìn)行復(fù)雜的查詢。,48,15.3.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的非規(guī)范化設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)表規(guī)范化的程序越高，數(shù)據(jù)冗余就越少，同時造成人為錯誤的可能性就越小； 規(guī)范化的程序越高，在查詢檢索時需要做的關(guān)聯(lián)等工作就越多，而連接運(yùn)算增多

15、，必然降低數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的速度，影響數(shù)據(jù)庫的性能。 只有通過非規(guī)范化設(shè)計(jì)，顯著減少表的數(shù)量，從而減少對連接運(yùn)算的依賴，加速數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的速度，才能確保數(shù)據(jù)庫性能的正常發(fā)揮 。,49,第15章 數(shù)據(jù)庫規(guī)劃與設(shè)計(jì),15.1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 15.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 15.3 關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論 15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,50,15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,15.4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟 15.4.2 需求分析 15.4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.5 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),51,15.4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟,將數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)分為如下六個階段： 1、需求分析階段 2、概念

16、設(shè)計(jì)階段 3、邏輯設(shè)計(jì)階段 4、物理設(shè)計(jì)階段 5、實(shí)施階段 6、運(yùn)行和維護(hù)階段,52,15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,15.4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟 15.4.2 需求分析 15.4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.5 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),53,15.4.2 需求分析,1、需求分析的任務(wù) 1） 信息需求 2） 處理要求 3） 安全性與完整性要求 2、需求分析的階段成果系統(tǒng)需求說明書,54,15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,15.4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟 15.4.2 需求分析 15.4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.5 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),55,

17、15.4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),一般在此階段采用E-R方法進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的概念設(shè)計(jì),書-用戶的E-R圖,56,15.4 簡易網(wǎng)上書城數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)案例,15.4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟 15.4.2 需求分析 15.4.3 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15.4.5 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),57,15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1、E-R圖轉(zhuǎn)換為實(shí)體和聯(lián)系 可以將以上的實(shí)體關(guān)系轉(zhuǎn)換成以下的三個關(guān)系： 書籍（書號，書名，作者，出版社，出版時間，內(nèi)容簡介，類別，編輯推薦，版次，圖片，ISBN，登記日期，價格，折扣） 用戶（用戶名，密碼，電話，郵件，真實(shí)姓名，郵寄地址，郵編） 訂購（用戶名，書號，訂購時間，訂購數(shù)量

18、，訂購狀態(tài)）,58,15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2、對關(guān)系進(jìn)行規(guī)范化 1）書籍的規(guī)范化 書籍（書號，書名，作者，出版社，出版時間，內(nèi)容簡介，小類別編號，編輯推薦，版次，圖片，ISBN，登記日期，價格，折扣） 小類別（小類別編號，小類名稱，小類別圖片，所屬大類別，大類別圖片） 小類別關(guān)系只滿足第二范式，還存在傳遞依賴，即大類別圖片是由大類別決定的，因此應(yīng)對此關(guān)系做進(jìn)一步拆分，消除傳遞依賴，拆分后的關(guān)系如下： 小類別（小類別編號，小類名稱，小類別圖片，所屬大類別） 大類別（大類別編號，大類名稱，大類別圖片）,59,15.4.4 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2、對關(guān)系進(jìn)行規(guī)范化 2）訂單的規(guī)范化 在簡易書城中，如果一個訂單只允許用戶訂購一種書，則關(guān)系訂購目前符合第3范式，為了方便使用，可添加一個訂單編號作為主鍵，即： 訂購（訂單號