数据库的设计与应用(ppt 51页).ppt

第一部分,数据库的设计,数据库和应用程序,数据库服务器,响应和提供数据,应用程序,数据库,操作和查询,数据库和应用程序,应用程序作用：响应操作并显示结果、向数据库请求数据要求：美观、操作简单方便数据库作用：存储数据、检索数据、生成新的数据要求：统一、安全、性能等,数据库能够做什么,存储大量数据，方便检索和访问保持数据信息的一致、完整共享和安全通过组合分析，产生新的有用信息,时下流行的数据库,OracleOracle公司的产品“关系-对象”型数据库产品免费、服务收费SQLServer针对不同用户群体的五个特殊的版本易用性好DB2IBM公司的产品支持多操作系统、多种类型的硬件和设备,数据库的基本概念6-1,这些客观存在的、可以被描述事物都是“实体”,数据库的基本概念6-2,数据库的基本概念6-3,数据表存储过程视图.,产品数据库,表,数据库就是“数据”的“仓库”数据库由表、关系以及操作对象组成数据存放在表中,数据库的基本概念6-4,数据库的基本概念6-5,存在冗余,为减少数据查找的麻烦，允许数据有一定的冗余,数据库的基本概念6-6,存在不正确、不准确的数据，数据库“失去了完整性”,知识点,数据库有哪些基本操作？建库建表加约束创建登录帐户,目标,了解设计数据库的基本步骤熟练实现建库、建表、加约束,建表,SQLServer的数据类型,什么是主键,关系数据库说，为了唯一区分表的每一行记录，必须为表确定一个主键。主键可以是一个或多个列组成，这些主键列的值不能重复。主键是两个表进行关联的基础，所谓“关系”体现的是一个表的字段与另一个表的主键的关联,选择主键的原则,最少性尽量选择单个键作为主键稳定性尽量选择数值更新少的列作为主键,再论数据完整性,数据完整性,+,=,再论数据完整性,数据存放在表中“数据完整性的问题大多是由于设计引起的”创建表的时候，就应当保证以后数据输入是正确的错误的数据、不符合要求的数据不允许输入,创建表：保证数据的完整性=实施完整性约束,完整性包括2-1,输入的类型是否正确？年龄必须是数字输入的格式是否正确？身份证号码必须是18位是否在允许的范围内？性别只能是”男”或者”女”是否存在重复输入？学员信息输入了两次是否符合其他特定要求？信誉值大于5的用户才能够加入会员列表,实体完整性,约束方法：唯一约束、主键约束、标识列,域完整性,约束方法：限制数据类型、检查约束、外键约束、默认值、非空约束,为什么需要设计数据库,修建茅屋需要设计吗？,修建大厦需要设计吗？,结论：当数据库比较复杂时我们需要设计数据库,为什么需要设计数据库,良好的数据库设计：节省数据的存储空间能够保证数据的完整性方便进行数据库应用系统的开发,糟糕的数据库设计：数据冗余、存储空间浪费内存空间浪费数据更新和插入的异常,软件项目开发周期,需求分析阶段：分析客户的业务和数据处理需求;概要设计阶段：设计数据库的E-R模型图，确认需求信息的正确和完整;详细设计阶段：将E-R图转换为多张表，进行逻辑设计，并应用数据库设计的三大范式进行审核;代码编写阶段：选择具体数据库进行物理实现，并编写代码实现前端应用,现实世界,设计数据库的步骤-1,收集信息：与该系统有关人员进行交流、坐谈，充分理解数据库需要完成的任务,BBS论坛的基本功能：用户注册和登录，后台数据库需要存放用户的注册信息和在线状态信息；用户发贴，后台数据库需要存放贴子相关信息，如贴子内容、标题等；论坛版块管理：后台数据库需要存放各个版块信息，如版主、版块名称、贴子数等；,设计数据库的步骤-2,标识对象（实体Entity）标识数据库要管理的关键对象或实体,实体一般是名词：用户：论坛普通用户、各版块的版主。用户发的主贴用户发的跟贴（回贴）版块：论坛的各个版块信息,设计数据库的步骤-3,论坛用户：呢称密码电子邮件生日性别用户的等级备注信息注册日期状态积分,主贴发贴人发贴表情回复数量标题正文发贴时间点击数状态：最后回复时间,回贴贴子编号回贴人,回贴表情标题正文回贴时间点击数,版块版块名称版主本版格言点击率发贴数,标识每个实体的属性（Attribute）,设计数据库的步骤-4,标识对象之间的关系（Relationship）,跟贴和主贴有主从关系：我们需要在跟贴对象中表明它是谁的跟贴；版块和用户有关系：从用户对象中可以根据版块对象查出对应的版主用户的情况；主贴和版块有主从关系：需要表明发贴是属于哪个版块的；跟贴和版块有主从关系：需要表明跟贴是属于哪个版块的；,绘制E-R图,论坛E-R图,如何将E-R图转换为表3-2,UID主键,TID主键,RID主键,SID主键,如何将E-R图转换为表,添加各表之间的关系,数据规范化,仅有好的RDBMS并不足以避免数据冗余，必须在数据库的设计中创建好的表结构最初定义了规范化的三个级别，范式是具有最小冗余的表结构。这些范式是：第一范式(1stNFFirstNormalFromate)第二范式(2ndNFSecondNormalFromate)第三范式(3rdNFThirdNormalFromate),第一范式(1stNF),第一范式的目标是确保每列的原子性如果每列都是不可再分的最小数据单元（也称为最小的原子单元），则满足第一范式（1NF）,第二范式(2ndNF),如果一个关系满足1NF，并且除了主键以外的其他列，都依赖与该主键，则满足第二范式（2NF）(一是表必须有一个主键；二是没有包含在主键中的列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分)第二范式要求每个表只描述一件事情,例如(学生选课表):学生课程教师教师职称教材教室上课时间李四Spring张老师java讲师Spring深入浅出08:00张三Struts杨老师java讲师StrutsinAction13:30,修改后，选课表：学生课程教师教师职称教室上课时间李四Spring张老师java讲师08:00张三Struts杨老师java讲师13:30课程表：课程教材SpringSpring深入浅出StrutsStrutsinAction,第三范式(3rdNF),如果一个关系满足2NF，并且除了主键以外的其他列都不传递依赖于主键列，则满足第三范式（3NF）(首先是2NF，另外非主键列必须直接依赖于主键，不能存在传递依赖。即不能存在：非主键列A依赖于非主键列B，非主键列B依赖于主键的情况),Orders,字段,例子,订单编号,订购日期,顾客编号,001,2000-2-3,AB001,选课表：学生课程教师教师职称教室上课时间李四Spring张老师java讲师08:00张三Struts杨老师java讲师13:30课程表：课程教材SpringSpring深入浅出StrutsStrutsinAction,学生课程教师教室上课时间李四Spring张老师08:00张三Struts杨老师13:30教师表：教师教师职称张老师java讲师杨老师java讲师课程表：课程教材SpringSpring深入浅出StrutsStrutsinAction,总结,在需求分析阶段，设计数据库的一般步骤为：收集信息标识对象标识每个对象的属性标识对象之间的关系在概要设计阶段和详细设计阶段，设计数据库的步骤为：绘制E-R图将E-R图转换为表格应用三大范式规范化表格,总结,为了设计结构良好的数据库，需要遵守一些专门的规则，称为数据库的设计范式。第一范式（1NF）的目标：确保每列的原子性。第二范式（2NF）的目标：确保表中的每列，都和主键相关第三范式（3NF）的目标：确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关,关于范式,范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性的麻烦，但是操作困难，因为需要联系多个表才能得到所需要数据，而且范式越高性能就会越差。要权衡是否使用更高范式是比较麻烦的，一般在项目中，用得最多的也就是第三范式，我认为使用到第三范式也就足够了，性能好而且方便管理数据,规范化实例,假设某建筑公司要设计一个数据库。公司的业务规则概括说明如下：公司承担多个工程项目，每一项工程有：工程号、工程名称、施工人员等公司有多名职工，每一名职工有：职工号、姓名、性别、职务（工程师、技术员）等公司按照工时和小时工资率支付工资，小时工资率由职工的职务决定（例如，技术员的小时工资率与工程师不同）公司定期制定一个工资报表，如图-1所示,规范化实例-2,图-1某公司的工资表,规范化实例-3,图-2某公司的项目工时表,规范化实例-4,1.表中包含大量的冗余，可能会导致数据异常：更新异常例如，修改职工号=1001的职务，则必须修改所有职工号=1001的行添加异常若要增加一个新的职工时，首先必须给这名职工分配一个工程。或者为了添加一名新职工的数据，先给这名职工分配一个虚拟的工程。（因为主关键字不能为空）删除异常例如，1001号职工要辞职，则必须删除所有职工号1001的数据行。这样的删除操作，很可能丢失了其它有用的数据,规范化实例-5,2采用这种方法设计表的结构，虽然很容易产生工资报表，但是每当一名职工分配一个工程时，都要重复输入大量的数据。这种重复的输入操作，很可能导致数据的不一致性。,一张表描述了多件事情，如图-3所示。,应用范式规范化设计,图-3函数依赖图,工程信息,