數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)課件

1、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)第一章課程地位2本課目標(biāo)學(xué)完本門課程后，你能夠設(shè)計(jì)符合規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的程序開發(fā)3課程結(jié)構(gòu)圖4課程項(xiàng)目展示貫穿案例：MySchool 學(xué)生信息管理系統(tǒng)項(xiàng)目案例：銀行ATM存取款機(jī)系統(tǒng)演示課程項(xiàng)目5相關(guān)課程回顧簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)庫(kù)完整性及其作用簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的語句及語法常用的聚合函數(shù)有哪些？表連接分為哪幾種類型？提問7預(yù)習(xí)檢查在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，如何表示數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體之間的關(guān)系？實(shí)體集X和Y存在哪幾種關(guān)系？數(shù)據(jù)庫(kù)三大范式的作用是什么？提問8本章目標(biāo)了解設(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10為什么需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)良好的數(shù)據(jù)

2、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)問題11軟件項(xiàng)目開發(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)用三大范式審核數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)代碼編寫階段：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 12繪制E-R圖3-1E-R圖 符號(hào)含義實(shí)體，一般是名詞屬性

3、，一般是名詞關(guān)系，一般是動(dòng)詞14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 15關(guān)系模式一個(gè)關(guān)系的屬性名的集合稱為關(guān)系模式酒店管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模式是：客人（客人編號(hào)、客人姓名、身份證號(hào)、入住日期、結(jié)帳日期、押金、總金額）客房（客房號(hào)、房間描述、房間類型、房間狀態(tài)、床位數(shù)、入住人數(shù)）17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)體之間的映射關(guān)系 演示示

4、例2：使用Visio繪制數(shù)據(jù)模型圖示例18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)姓名地址客房號(hào)客房描述客房類型客房狀態(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31080.001C8008A2Addrn8008

5、C棟3層總統(tǒng)套房空閑31080.00019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（也稱為最小的原子單元），則滿足第一范式（1NF）示例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20第二范式 (2nd NF)Guest Registration示例字段例子客人編號(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

6、客房號(hào)2002字段例子客房號(hào)2002客房狀態(tài)入住客房類型標(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21第三范式 (3nd NF)如果一個(gè)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） RoomRoomType示例字段例子客房號(hào)2002客房狀態(tài)入住客房類型標(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客房類型編號(hào)002入住人數(shù)2字段例子客房類型編號(hào)002客房類型名稱標(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)名稱入住22規(guī)范化的酒店管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模型酒店管

7、理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖示例24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)則概括說明如下：公司承擔(dān)多個(gè)工程項(xiàng)目，每一項(xiàng)工程有：工程號(hào)、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(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25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？ 問題27規(guī)范化示例6-4工程信息員工信息項(xiàng)目工時(shí)信息一張表描述了多件事情：示例工程號(hào)工程名稱職工號(hào)姓名職務(wù)小時(shí)工資率工時(shí)28規(guī)范化示例6-5工程表員工表項(xiàng)目

8、工時(shí)表滿足第三范式嗎？ 應(yīng)用第二范式規(guī)范化：示例工程號(hào)工程名稱職工號(hào)姓名職務(wù)小時(shí)工資率工程號(hào)職工號(hào)工時(shí)29規(guī)范化示例6-6工程表員工表職務(wù)表工時(shí)表應(yīng)用第三范式規(guī)范化：示例工程號(hào)工程名稱職工號(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30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31學(xué)員操作員工晉級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)體2-1訓(xùn)練要點(diǎn)：收集信息標(biāo)識(shí)實(shí)體標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體的屬性標(biāo)識(shí)實(shí)體之間的關(guān)系 需求說明：為了激勵(lì)優(yōu)秀員工為企業(yè)作出更大

9、的貢獻(xiàn)，企業(yè)定期安排員工晉級(jí)假設(shè)每個(gè)部門設(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，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)記錄教員講解需求指導(dǎo)32學(xué)員操作員工晉級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)體2-2難點(diǎn)指導(dǎo)：收集信息：在確定客戶要做什么之后，收集一切相關(guān)的信息，盡量不遺漏任何信息標(biāo)識(shí)實(shí)體：原則：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)系完成時(shí)間：25分鐘指導(dǎo)33學(xué)員操作繪制晉級(jí)業(yè)務(wù)E-R圖需求說明：使用Visio繪制員工晉級(jí)業(yè)務(wù)的E-R圖提示： 如何使用Visio繪制E-R圖使用文件新建框圖基本

10、框圖來繪制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 完成時(shí)間：15分鐘練習(xí)講解需求說明34共性問題集中講解常見問題及解決辦法代碼規(guī)范問題調(diào)試技巧共性問題集中講解35需求說明：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)系學(xué)員操作繪制員工晉級(jí)模型圖 練習(xí)完成時(shí)間：15分鐘36學(xué)員操作規(guī)范晉級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2-1訓(xùn)練要點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的三大范式 需求說明：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

11、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)整指導(dǎo)講解需求說明37難點(diǎn)指導(dǎo)：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、更新異常和刪除異常對(duì)照三大范式解決表中的異常問題第一范式的目標(biāo)是確保每列都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單元第二范式每要求一個(gè)表只描述一件事情第三范式要求表中各列必須和主鍵直接相關(guān)，不能間接相關(guān)對(duì)于不滿足三大范式的表要進(jìn)行表拆分學(xué)員操作規(guī)范晉級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)2-2指導(dǎo)完成時(shí)間：25分鐘38共性問題集中講解常見問題及解決辦法代碼規(guī)范問題調(diào)試技巧共性問題集中講解39總結(jié)2-1 需求分析階段，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟收集信息標(biāo)識(shí)實(shí)體標(biāo)識(shí)每個(gè)實(shí)體的屬性標(biāo)識(shí)實(shí)體之間的關(guān)系在概要設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟繪制E-R圖將E-R圖轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫(kù)模型圖應(yīng)用三大范