SQL 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)

1、工程學院SQL 數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)計算機系姑蘇行E-Mail：工程學院2課程地位C#SQL ServerXMLPSPMASP.NETOracleOOADComputer BaseHTMLJavaScriptSQL BaseOOPJavaCSTBJSP/ServletEJB/WebServiceWinFormsStruts/JSFTesting/SQALinux工程學院第一章第一章數(shù)據(jù)庫的設(shè)計工程學院4課程內(nèi)容回顧q 數(shù)據(jù)庫有哪些基本操作？q建庫q建表q加約束q創(chuàng)建登錄帳戶 q 基本的數(shù)據(jù)操縱語句有哪些？語法是？q增（INSERT）q刪（DELETE）q改（UPDATE）q查（SE

2、LECT）q 常用的聚合函數(shù)有哪些？q 表連接分為哪幾種類型？工程學院5課程目標q了解設(shè)計數(shù)據(jù)庫的基本步驟q熟練使用T-SQL實現(xiàn)建庫、建表、加約束q掌握T-SQL編程，實現(xiàn)功能強大的查詢q掌握創(chuàng)建索引、視圖，快速訪問數(shù)據(jù)庫 q掌握創(chuàng)建存儲過程，實現(xiàn)復雜的業(yè)務規(guī)則q理解觸發(fā)器的原理，實現(xiàn)高級的約束工程學院6本章目標q了解設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟q掌握如何繪制數(shù)據(jù)庫的E-R圖q理解數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化三大范式工程學院7為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫 2-1修建茅屋需要設(shè)計嗎？修建大廈需要設(shè)計嗎？結(jié)論：當數(shù)據(jù)庫比較復雜時我們需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫工程學院8為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫 2-2良好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計：q 節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲空間q 能

3、夠保證數(shù)據(jù)的完整性q 方便進行數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)糟糕的數(shù)據(jù)庫設(shè)計：q 數(shù)據(jù)冗余、存儲空間浪費q 內(nèi)存空間浪費q 數(shù)據(jù)更新和插入的異常工程學院9軟件項目開發(fā)周期q 需求分析階段：分析客戶的業(yè)務和數(shù)據(jù)處理需求;q 概要設(shè)計階段：設(shè)計數(shù)據(jù)庫的E-R模型圖，確認需求信息 的正確和完整;q 詳細設(shè)計階段：將E-R圖轉(zhuǎn)換為多張表，進行邏輯設(shè)計， 并應用數(shù)據(jù)庫設(shè)計的三大范式進行審核;q 代碼編寫階段：選擇具體數(shù)據(jù)庫進行物理實現(xiàn)，并編寫 代碼實現(xiàn)前端應用;q 軟件測試階段：q 安裝部署：現(xiàn)實世界建模信息世界數(shù)據(jù)庫世界模型轉(zhuǎn)換 規(guī)范化工程學院10設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-1q收集信息： 與該系統(tǒng)有關(guān)人員進行交流、坐

4、談，充分理解數(shù)據(jù)庫需要完成的任務BBS論壇的基本功能：l用戶注冊和登錄，后臺數(shù)據(jù)庫需要存放用戶的注冊信息和在線狀態(tài)信息；l用戶發(fā)貼，后臺數(shù)據(jù)庫需要存放貼子相關(guān)信息，如貼子內(nèi)容、標題等；l論壇版塊管理：后臺數(shù)據(jù)庫需要存放各個版塊信息，如版主、版塊名稱、貼子數(shù)等；工程學院11設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-2q標識對象（實體Entity） 標識數(shù)據(jù)庫要管理的關(guān)鍵對象或?qū)嶓w 實體一般是名詞：l用戶：論壇普通用戶、各版塊的版主。l用戶發(fā)的主貼l用戶發(fā)的跟貼（回貼）l版塊：論壇的各個版塊信息工程學院12設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-3論壇用戶：l呢稱l密碼l電子郵件l生日l性別l用戶的等級l備注信息l注冊日期l狀態(tài)l積分主貼

5、l發(fā)貼人l發(fā)貼表情l回復數(shù)量l標題l正文l發(fā)貼時間l點擊數(shù)l狀態(tài)：l最后回復時間回貼l貼子編號l回貼人,l回貼表情l標題l正文l回貼時間l點擊數(shù)版塊l版塊名稱l版主l本版格言l點擊率l發(fā)貼數(shù)q標識每個實體的屬性（Attribute）工程學院13設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-4q標識對象之間的關(guān)系（Relationship）l跟貼和主貼有主從關(guān)系：我們需要在跟貼對象中表明它是誰的跟貼；l版塊和用戶有關(guān)系：從用戶對象中可以根據(jù)版塊對象查出對應的版主用戶的情況；l主貼和版塊有主從關(guān)系：需要表明發(fā)貼是屬于哪個版塊的；l跟貼和版塊有主從關(guān)系：需要表明跟貼是屬于哪個版塊的；工程學院14繪制E-R圖 4-1q E-R

6、（EntityRelationship）實體關(guān)系圖 符號符號含義含義實體，一般是名詞屬性，一般是名詞關(guān)系，一般是動詞工程學院15繪制E-R圖 4-2管理管理bbsUser（用戶，版主）出生日期昵稱版塊名稱版主bbsSection（版塊）工程學院16繪制E-R圖 4-3q 映射基數(shù)一對一X X X X Y Y Y Y X X X X Y Y Y Y 一對多X X X X Y Y Y 多對一X X X X Y Y Y Y 多對多 1 N M N工程學院17繪制E-R圖1111M1MMM M用戶積分性別用戶等級備注信息注冊日期版塊名稱本版留言發(fā)貼數(shù)狀態(tài)密碼昵稱電子郵件生日論壇用戶（BBSUser）管

7、理發(fā)表發(fā)表跟隨屬于屬于點擊率版主標題發(fā)貼人貼子編號正文點擊率版塊（BBSSection）發(fā)貼（BBSTopic）發(fā)貼人正文狀態(tài)貼子編號所在版塊最后回復時間發(fā)貼表情回復數(shù)量點擊率發(fā)貼時間標題M跟貼（BBSReply）所在版塊發(fā)貼時間最后回復時間發(fā)貼表情1論壇E-R圖 工程學院18如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表 3-1q 將各實體轉(zhuǎn)換為對應的表，將各屬性轉(zhuǎn)換為各表對應的列q 標識每個表的主鍵列，需要注意的是：沒有主鍵的表添加ID編號列，它沒有實際含義，用于做主鍵或外鍵，例如用戶表中的“UID”列，版塊表中添加“SID”列，發(fā)貼表和跟貼表中的“TID”列 q 在表之間建立主外鍵，體現(xiàn)實體之間的映射關(guān)系 工程

8、學院19 如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表 3-2UID主鍵TID主鍵RID主鍵SID主鍵工程學院20如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表添加各表之間的關(guān)系工程學院21數(shù)據(jù)規(guī)范化 q 僅有好的RDBMS并不足以避免數(shù)據(jù)冗余，必須在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中創(chuàng)建好的表結(jié)構(gòu)q 常見數(shù)據(jù)庫設(shè)計的問題有：信息重復，更新異常，插入異常，刪除異常q Dr E.F.codd 最初定義了規(guī)范化的三個級別，范式是具有最小冗余最小冗余的表結(jié)構(gòu)。這些范式是：q第一范式(1st NF First Normal Fromate)q第二范式(2nd NFSecond Normal Fromate)q第三范式(3rd NF Third Normal From

9、ate)工程學院22第一范式 (1st NF)BuyerIDCountryCity1142中國中國日本美國北京北京東京紐約BuyerIDAddress1234中國北京市 美國紐約市英國利物浦日本東京市 q第一范式的目標是確保每列的原子性q如果每列都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單元（也稱為最小的原子單元），則滿足第一范式（1NF）工程學院23第二范式 (2nd NF)q 如果一個關(guān)系滿足1NF，并且除了主鍵以外的其他列，都依賴與該主鍵，則滿足第二范式（2NF） q 第二范式要求每個表只描述一件事情Orders字段字段例子例子訂單編號產(chǎn)品編號訂購日期價 格001A0012000-2-3$29.00 Ord

10、ers字段字段例子例子訂單編號訂購日期0012000-2-3Products字段字段例子例子產(chǎn)品編號價 格A001$29.00工程學院24第三范式 (3rd NF)q 如果一個關(guān)系滿足2NF，并且除了主鍵以外的其他列都不傳遞依賴于主鍵列，則滿足第三范式（3NF）q Armstrong公理定義的傳遞依賴：ABC是關(guān)系R的3個屬性，如果AB且BC，可得出AC Orders字段字段例子例子訂單編號訂購日期顧客編號0012000-2-3AB001顧客姓名TonyTony Orders字段字段例子例子訂單編號訂購日期顧客編號0012000-2-3AB001 工程學院25規(guī)范化實例 5-1假設(shè)某建筑公司要

11、設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫。公司的業(yè)務規(guī)則概括說明如下：q 公司承擔多個工程項目，每一項工程有：工程號、工程名稱、施工人員等q 公司有多名職工，每一名職工有：職工號、姓名、性別、職務（工程師、技術(shù)員）等q 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決定（例如，技術(shù)員的小時工資率與工程師不同）q 公司定期制定一個工資報表，如圖-1所示工程學院26規(guī)范化實例 5-2工程號工程號工程名稱工程名稱職工號職工號姓名姓名職務職務小時工資率小時工資率工時工時實發(fā)工資實發(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

12、計2945.00A2立交橋1001齊光明工程師6515975.001003鞠明亮工人5517935.00小計1910.00A3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1920.00圖-1 某公司的工資表工程學院27規(guī)范化實例 5-3工程號工程號工程名稱工程名稱職工號職工號姓名姓名職務職務小時工資率小時工資率工時工時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1001齊光明工程師6513A1花園大廈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

13、6014圖-2 某公司的項目工時表工程學院28規(guī)范化實例 5-41.表中包含大量的冗余，可能會導致數(shù)據(jù)異常：q 更新異常 例如，修改職工號=1001的職務，則必須修改所有職工號=1001的行q 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?；蛘邽榱颂砑右幻侣毠さ臄?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）q 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)工程學院29規(guī)范化實例 5-52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，但是每當一名職工分配一個工程時，都要重復輸入大量的

14、數(shù)據(jù)。這種重復的輸入操作，很可能導致數(shù)據(jù)的不一致性。工程學院30一張表描述了多件事情，如圖-3所示。應用范式規(guī)范化設(shè)計工程號工程名稱職工號姓名職務小時工資率工時圖圖-3 函數(shù)依賴圖函數(shù)依賴圖工程信息員工信息項目工時信息工程學院31應用第二范式規(guī)范化工程號工程名稱職工號姓名職務小時工資率工程號職工號工時圖圖-4 應用第二范式應用第二范式工程表員工表項目工時表滿足第三范式嗎？滿足第三范式嗎？ 工程學院32應用第三范式規(guī)范化工程號工程名稱職工號姓名職務職務小時工資率工程號職工號工時工程表員工表職務表工程表工程學院33規(guī)范化和性能的關(guān)系 q 為滿足某種商業(yè)目標，數(shù)據(jù)庫性能比規(guī)范化數(shù)據(jù)庫更重要q通過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間q通過在給定的表中插入計算列（如成績總分），以方便查詢q 進行規(guī)范化的同時，還需要綜合考慮數(shù)據(jù)庫的性能。工程學院34總結(jié) 2-1q在需求分析階段，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的一般步