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1、數(shù)據(jù)庫設(shè)計,第二學(xué)期,2,ACCP第一學(xué)期SQL知識回顧,數(shù)據(jù)庫基本概念 SQL查詢語言基本知識 SQL Server2000的使用,3,ACCP第二學(xué)期SQL 課程目標(biāo),理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程 T-SQL編程 理解事務(wù)的概念 視圖 存儲過程 觸發(fā)器 游標(biāo) SQL 安全模型,第一章,數(shù)據(jù)庫設(shè)計,5,目標(biāo),理解與數(shù)據(jù)庫設(shè)計有關(guān)的概念，如數(shù)據(jù)庫建模 實體關(guān)系模型 理解用于設(shè)計數(shù)據(jù)庫的 E-R 圖及其實現(xiàn) 理解數(shù)據(jù)規(guī)范化 數(shù)據(jù)完整性 了解數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器設(shè)計,6,數(shù)據(jù)庫設(shè)計和建模必要性,好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)有利于： 節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲空間 能夠保證數(shù)據(jù)的完整性 方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā) 設(shè)計

2、不好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致 數(shù)據(jù)冗余、存儲空間浪費 內(nèi)存空間浪費,7,設(shè)計數(shù)據(jù)庫,不管數(shù)據(jù)庫的大小和復(fù)雜程度如何，可以用下列基本步驟來設(shè)計數(shù)據(jù)庫： 收集信息 標(biāo)識對象 設(shè)計數(shù)據(jù)模型 標(biāo)識每個對象的信息類型 標(biāo)識對象之間的關(guān)系,8,數(shù)據(jù)建模的概念,將現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息世界的數(shù)據(jù) 的過程稱為建模,9,數(shù)據(jù)建模步驟,10,建立外模式,外模式是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看見和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述 是數(shù)據(jù)庫用戶的數(shù)據(jù)視圖 是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表現(xiàn) 不依賴于 數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，外模式是與用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)模型,11,建立概念模型1-2,概念模式是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶

3、的公共數(shù)據(jù)視圖。 概念模式是整個組織的數(shù)據(jù)視圖，表示數(shù)據(jù)庫中的全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，因此一個數(shù)據(jù)庫只有一個概念模式。,12,建立概念模型2-2,概念模式由若干個概念記錄類型組成，它不僅要描述概念記錄類型，還要描述記錄之間的聯(lián)系、所允許的操作、數(shù)據(jù)的完整性、安全性和其它數(shù)據(jù)控制方面的要求。 概念模型不涉及到存儲結(jié)構(gòu)、訪問技術(shù)等細(xì)節(jié)。 設(shè)計概念模型的方法有多種，例如實體關(guān)系模型、對象模型等。,13,建立內(nèi)模型,內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方法。 一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。 內(nèi)模式定義了所有內(nèi)部記錄類型、索引和文件的組織形式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。,14,使用DBMS設(shè)計

4、數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu),15,概念模型設(shè)計實體關(guān)系模型,實體關(guān)系模型：DB 設(shè)計過程，并且表示 DB 的整個邏輯結(jié)構(gòu) 實體：實體可以是具體的（例如一個人或一本書），也可以是抽象的（如一個節(jié)日或一個概念） 屬性：實體是由一組屬性來表示的。例如：Person（個人）實體的屬性有 Name（名稱）、SSN、Age（年齡）、Street（街道）、City（城市） 關(guān)系：關(guān)系是兩個或多個實體之間的聯(lián)系,16,關(guān)系的類型,17,E-R 圖的符號,18,E-R 圖1-2,19,E-R 圖2-2,20,什么是規(guī)范化,我們的任務(wù)是研究模式設(shè)計，研究設(shè)計一個“好”的（沒有“毛病”的）關(guān)系模式的辦法。 數(shù)據(jù)依賴是通過一個關(guān)

5、系中屬性間值的相等與否體現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系。,21,三級范式1-3,第一范式的定義： 如果一個表中沒有重復(fù)組（即行與列的交叉點上只有一個值，而不是一組值），且定義了關(guān)鍵字、所有非關(guān)鍵屬性都依賴于關(guān)鍵字，則這個表屬于第一范式（常記成1NF）。 例如，圖1中的表屬于1NF，它的關(guān)鍵字是。,22,三級范式2-3,第二范式的定義： 如果一個表屬于1NF，且不包含部分依賴性，既沒有任何屬性只依賴于關(guān)鍵字的一部分，則這個表屬于第二范式（常記成2NF ）。 將1NF轉(zhuǎn)換成2NF的方法是分解。,23,三級范式3-3,第三范式的定義： 如果一個表屬于2NF，且不包含傳遞依賴性，則這個表是第三范式（常記成3

6、NF）。 滿足3NF的表中不包含傳遞依賴，即沒有一個非關(guān)鍵屬性依賴于另一個非關(guān)鍵屬性，或者說沒有一個非關(guān)鍵屬性決定另一個非關(guān)鍵屬性。,24,規(guī)范化實例1-5,假設(shè)某建筑公司要設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫。公司的業(yè)務(wù)規(guī)則概括說明如下： 公司承擔(dān)多個工程項目，每一項工程有：工程號、工程名稱、施工人員等； 公司有多名職工，每一名職工有：職工號、姓名、性別、職務(wù)（工程師、技術(shù)員）等； 公司按照工時和小時工資率支付工資，小時工資率由職工的職務(wù)決定（例如，技術(shù)員的小時工資率與工程師不同）。 公司定期制定一個工資報表，如圖-1所示。,25,規(guī)范化實例2-5,圖-1 某公司的工資表,26,規(guī)范化實例3-5,圖-2,27,規(guī)

7、范化實例4-5,1表中包含大量的冗余，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常： a.更新異常 例如，修改職工號=1001的職務(wù)，則必須修改所有職工號=1001的行。 b. 添加異常 若要增加一個新的職工時，首先必須給這名職工分配一個工程。或者為了添加一名新職工的數(shù)據(jù)，先給這名職工分配一個虛擬的工程。（因為主關(guān)鍵字不能為空） c. 刪除異常 例如，1001號職工要辭職，則必須刪除所有職工號1001的數(shù)據(jù)行。這樣的刪除操作，很可能丟失了其它有用的數(shù)據(jù)。,28,規(guī)范化實例5-5,2采用這種方法設(shè)計表的結(jié)構(gòu)，雖然很容易產(chǎn)生工資報表，但是每當(dāng)一名職工分配一個工程時，都要重復(fù)輸入大量的數(shù)據(jù)。這種重復(fù)的輸入操作，很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致性。,29,用函數(shù)依賴圖表示所有屬性之間存在的函數(shù)依賴關(guān)系，如圖3所示。 1. 圖上方的箭頭表示關(guān)鍵屬性決定非關(guān)鍵屬性。 2. 圖下方的箭頭表示屬性之間的函數(shù)依賴性。,函數(shù)依賴圖,圖-3函數(shù)依賴圖,30,再看這三個表的函數(shù)依賴圖,圖-4 三個表的函數(shù)依賴圖,31,畫出四個表的函數(shù)依賴圖,從函數(shù)依賴圖可見，已經(jīng)消除職工表中的傳遞依賴，這四個表都屬于第三范式。 在絕大多數(shù)情況下，一個數(shù)據(jù)庫的所有表都滿足3NF，就基本達(dá)到數(shù)據(jù)庫設(shè)計的目標(biāo)。,32,數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的其他因素,數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)元素定義可以獨立于表定義，也可以是表定義的一部分 數(shù)據(jù)類型