数据库分析与设计

1、数据库分析与设计王有天湖北经济学院湖北经济学院 2022-3-72数据电子商务系统软硬件环境分布式软件系统(B/S;C/S. P2P)商务系统B/S;C/S现金流物流信息流业务处理指令，往往体现为SQL的批处理。数据库管理程序数据数据处理指令：比如SQL。用户管理程序权限管理程序用户用户用户用户用户用户用户用户用户用户业务流程1业务流程2业务流程3业务流程4用户控制业务经营数据层界面业务支持市场业务控制控制层表现层邮箱域名2022-3-73数据层 数据是企业信息系统的核心。价值实现层业务经营层逻辑控制层频道经营用户使用内容输入频道数据资源层数据库数据发布程序开发人员维护内容输入界面开发人员维护

2、用户需求市场2022-3-74对数据的管理系统 数据库 DBMS DataBase Management System2022-3-75为什么要有DBMS 数据完整性 事务的处理 如：转账事务 相对独立的系统模块 数据与程序分开。 软件的相对独立研发 集成数据处理的机制。 故障恢复 Log 权限2022-3-76DBMS特点 封装 不能通过DBMS以外的渠道访问数据库。 否则破坏完整性、一致性。 支持事务处理 能够故障恢复 控制访问 并发操作2022-3-77DBMS的发展 图书馆/资料库 如果管理不善，就不能成为系统。 人 文件系统 没有封装；没有事务处理；没有故障恢复。 数据库2022-3

3、-78DBMS的分类 网络型/层次型 关系型 扩展 面向对象 模糊数据 多媒体数据库 网络文件管理2022-3-79关系型数据库 数据存储在表中账号账号名称名称密码密码学生学生1a112b223c31学号学号 姓名姓名 性别性别1张三 男2李四 女3课程课程名称名称1电商2信息32022-3-710Entity Relation学生1账号1张三2022-3-711关系种类： 1:n n:m 学生和课程学号学号姓名姓名性别性别1张三男2李四女3课程课程名称名称1电商2信息3学号学号 课程课程1112322022-3-712关系型数据库的优点 记录等长 检索快。 例如：总记录个数。 某个字段值20

4、22-3-713基本词汇 表 字段 记录 字段 关键字段 记录 记录的字段值 关系 定义某个表中某字段的值取自另外一个表2022-3-714记录的增加删除更新 记录没有顺序。 查询语言可以按字段排序。 删除记录 取决于DBMS 一般作标记，重用空间。 可以压缩表。但DBMS一般不自动进行。 增加记录 删除记录或最后 更新记录 定位到记录字段，覆盖。2022-3-715约束和触发器 字段 取值范围 某个记录必须符合某个范畴。 更复杂的约束需要触发器。2022-3-716数据库中表和类的关系 表 固定字段，表示某一类对象。 每个记录相当于类的实例。 每个字段值相当于实例的属性或者与其他实例的关系。

5、 非同类的数据存储在同一个表，并不适合。2022-3-717记录和语句的关系 每个记录相当于符合特定语法的语句。 表示一定的语义。 Null表示不知道 Null的运算2022-3-718关系型数据库的范式 第一范式： 字段的原子性。要么视为原子。要么应该再分。 否则不便查询。字段1 字段2 字段3 字段4 字段3.1 字段3.2 2022-3-719第二范式 非关键字段完全函数依赖于关键字段。 函数依赖 y=f(x); 不能说y=f(x)附近。2022-3-720不符合第二范式造成问题 假定选课关系表为SelectCourse(学号学号, 姓名, 年龄, 课程名称课程名称, 成绩, 学分) 关

6、键字为组合关键字(学号, 课程名称)，因为存在如下决定关系： (学号, 课程名称) (姓名, 年龄, 成绩, 学分) 这个数据库表不满足第二范式，因为存在如下决定关系： (课程名称) (学分) (学号) (姓名, 年龄) 即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。 2022-3-721不符合第二范式造成问题 数据冗余： 同一门课程由n个学生选修，“学分”就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。 更新异常： 若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的“学分”值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。 插入异常： 假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，

7、由于还没有“学号”关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。 删除异常： 假设一批学生撤销某些课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。2022-3-722不符合第二范式造成问题 冗余 重复的数据 更新麻烦 更新不一致造成冲突 冗余的根源在于 非关键字段不是由关键字段完全决定。 部分就能决定，结果另外一部分关键字改变时，非关键字段重复。2022-3-723关系型数据库的范式 第三范式 非关键字段之间不存在传递依赖。 否则存在冗余。 冗余带来同样的问题。2022-3-724适当的冗余 适当的冗余 造成重复但可能提高性

8、能。 如index是故意的冗余。 照顾语义。2022-3-725数据库设计的多样性 对同一件事情描述方法可以不同。 因此数据库的结构有所不同。 但这些数据库中的数据应该是等价的。 可以相互推导。2022-3-726关系型数据库的数据操作 DBMS完成。 RDBMS支持查询语言SQL SQL=Structured Query Language 是一个语言规范。DBMS一般支持该规范，并有自己的扩展。 查询和操作：增删改查2022-3-727SQL的组成的组成(分类分类) DATABASE DATABASE TABLE TABLECREATECREATE VIEW VIEW INDEX INDEX

9、 SQL DDL SQL DDL：ALTERALTERDROPDROP SQL QUERY SQL QUERY：SELECT SELECT FROM FROM INSERT INSERT SQLSQL SQL DML SQL DML：UPDATE UPDATE DELETE DELETE GRANTGRANT SQL DCL SQL DCL：REVOKEREVOKE2022-3-728增加记录 Insert Table1(Field1,) Values(,) Insert Table1(Field1,)Select 2022-3-729更新 Update Table1Set Field1=,

10、Field2=Where 2022-3-730删除 Delete Table1Where2022-3-731Select, Where 筛选记录 Select Field1, Field4 from Table1 Where (Field1=张三 and Field2=2) or Field1=李四 筛选条件 Like Between And ,=,=,=2022-3-732Join, On竖着连接表，按一定条件 Table1 join Table2 on Table1.Field1=Table2.Field1 Left Join Right Join 对于连接的表可以进行查询（如选择）202

11、2-3-733Into查询结果存储在表中 Select Table1.Field1, into NewTable1From 2022-3-734Union竖着合并表Select Field1,From Table1Where UnionSelect Field1,From Table2Where2022-3-735交叉表查询TRANSFORM Sum(销售收入) AS 销售收入之总计SELECT 部门, 人员FROM 销售GROUP BY 部门, 人员PIVOT 季度;部门部门人员人员1 12 23 34 4销售1部张三3024255635781962133299333销售2部李四3780销售

12、2部王五32899922141112352341部门部门人员人员季季度度销售销售收入收入销售1部张三1300000销售1部张三2560012销售1部张三362000销售1部张三43299100销售2部李四23780销售2部王五2328999销售2部王五32214111销售2部王五42349999销售1部张三12425销售1部张三23566销售1部张三3134213销售1部张三4233销售2部王五423422022-3-736as 字段别名和表别名 表别名允许给表另起一个名字，相当于将表复制一遍参加查询。 视为单独的表，临时。2022-3-737Group by 进行分组集合运算2022-3-7

13、38Having， Where Where 决定哪些元组被选择参加运算，作用于关系中的元组 Having 决定哪些分组符合要求，作用于分组2022-3-739Order By 排序 Desc Asc2022-3-740In,ExistsSELECTFROM WHERE S# IN ( SELECT S# FROM Student WHERE Course = C1 )；2022-3-741In, ExistsSELECT SNFROM SWHERE EXISTS ( SELECT * FROM SC WHERE S.S#=SC.S# AND C#=C1 )；2022-3-742查询的图形化-Q

14、BE2022-3-743查询的图形化2022-3-744权限管理语言的图形化2022-3-745电子商务系统中对SQL的调用 DBMS可以批处理SQL语句。 电子商务系统调用SQL 效率更高 安全，保持数据完整性。 支持事务。2022-3-746事务处理 事务 一组数据操作，要么成功要么失败。 SQLBEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK2022-3-747事务特点 Atomicity 事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做。要么都做，要么都不做。 Consistency 事务执行的结果必须是

15、使数据库从一个一致性状态变事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态到另一个一致性状态 Isolation 一个事务的执行不能被其他事务干扰。并发执行的各一个事务的执行不能被其他事务干扰。并发执行的各个事务之间不能互相干扰。个事务之间不能互相干扰。 Durability 一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。是永久性的。2022-3-748故障恢复 出现异常。造成事务中断。比如断电。 此时数据可能不一致。 单独的数据库文件难于解决该问题。 Log 写入数据库文件前，先写日志。在日志中保留恢复信息。 在数据库

16、文件写成功后，在日志中标记。 检查日志。没有成功的写入应该尝试再写或者放弃。2022-3-749日志格式 每条日志记录的内容 事务标识 操作类型（插入、删除或修改） 操作对象（记录ID、Block NO.） 更新前数据的旧值（对插入操作而言，此项为空值） 更新后数据的新值（对删除操作而言, 此项为空值）2022-3-750故障恢复 系统重启时， 如果日志完整，向前继续执行事务 如果日志不完整，撤销该事务。2022-3-751数据库软件 一般是关系型的 文件型 Access 没有日志。 服务 Oracle Ms Sql Server MySQL2022-3-752数据库软件 这些软件都支持SQL

17、，并扩展。 SQL Server下的T-SQL2022-3-753SQL Server简介 原来为另外一家公司产品，后被微软收购。最新版本2005。 支持.net。 可以定义类型 可以定义函数、存储过程、触发器等。 支持xml2022-3-754SQL Server安装 安装时会检查： 至少512M，建议1G内存。 安装在Windows Server 2003 需要Service pack较新版本 最好安装有.net2022-3-755SQL Server数据库文件 管理多个数据库 数据库文件 一个或多个文件组 每个文件组有一个或多个文件。 分布在多个磁盘上可以并行读取。 不放在压缩磁盘上。

18、日志2022-3-756连接 可以用客户端连接。比如: 刚才的Management Studio Access 理解为一种服务/客户端使用关系。 程序连接 比如：A中建立SqlConnection对象，指定数据库位置(地址)、用户名、密码、数据库2022-3-757管理2022-3-758Mgmt Studio: T-SQL2022-3-759Access+SQL ServerAccess文件SQL Server服务Access程序SQL Server Mgt. Studio2022-3-760Access + SQL Server2022-3-761新建2022-3-762浏览2022-3-

19、7632022-3-7642022-3-7652022-3-7662022-3-7672022-3-7682022-3-7692022-3-7702022-3-7712022-3-7722022-3-7732022-3-774Access + SQL Server 实际例子2022-3-7752022-3-776T-SQL 除了标准SQL外，支持更多功能。 可以有变量、逻辑控制，因此可以编程。 SQL Server 2005支持在.net环境中编程，如类型、触发器等。2022-3-777T-SQL2022-3-778数据库空间 一般单独提供。 目前市场上提供的数据库空间有： MySQL MS Sql Server Oracle较少。 价格差不多。2022-3-779数据库的维护 备份 复制/分布 数据完整性 权限控制 安全性2022-3-780数据库的备份 用于在系统发生故障后还原和恢复数据。 对于例行的工作（例如，将