Ac数据基础应用 6

第1章

数据库技术概述

第三讲关系数据库设计

本讲主要教学内容12数据库设计过程关系数据库规范化3小结学习目标1了解数据库设计过程。2掌握关系数据库的范化要求。3对本讲的实例做一个全面认识。重点与难点

关系数据库的设计过程与关系的范化是本讲的重点，也是本讲的难点。

1.3

关系数据库设计数据库设计是数据库应用的核心。其基本任务是根据用户对象的信息需求、处理需求和数据库的支持环境设计出数据模式。

1.3

关系数据库设计

1.3.1数据库设计过程

1.3

关系数据库设计

需求分析要准确了解并分析用户对系统的需要和要求，弄清系统要达到的目标和实现的功能。调查的重点是“数据”和“处理”。数据流图、数据字典是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要结果

概念设计

概念结构设计阶段是整个数据库设计的关键。其目标是产生一个反映信息需求的、独立于具体DBMS的概念模型。概念模型可以用实体联系模型（E-R模型）表示。

逻辑结构设计

将概念结构转换为某个DBMS支持的数据模型，并将其性能进行优化。从E-R图向关系模式的转换(表、及其联系)；逻辑模式规范化及调整、实现；关系视图设计。1.3.1数据库设计过程

1.3

关系数据库设计

物理设计数据库逻辑结构在存储设备上的实现。如对数据库怎样组织存储才能使得逻辑级的操作方便、快捷等。物理设计只有少量工作可以由用户选择和干预，绝大部分工作由DBMS完成。1.3.1数据库设计过程

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

需求分析通过对高校教师信息管理的要求开展需求调查，调查显示该系统能够管理教师基本信息、授课信息、发表论文信息、课题立项信息、出版书籍信息与获奖信息，且要求系统能对相应信息实现登录、编辑、查询、浏览与统计等工作。数据库工程师通过对高校教师信息管理的要求开展调查，且确定高校教师信息管理中的实体有教师、授课、论文、课题、出版书籍与荣誉等。通过系统需求分析确定在该系统中对这些实体要求的属性分别是：

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

⑴教师属性：编号、姓名、性别、出生日期、政治面貌、参加工作时间，学历、职称、系别、所学专业、专业方向与联系电话。⑵课程属性：授课编号、教师编号、课程名称、授课班级、授课学年、学时、授课地点。

⑶论文属性：编号、教师编号、标题、发表时间、发表刊物、等级与获奖情况。

⑷课题属性：编号、主持人编号、主要参与人、名称、来源、级别、起始时间、结束时间与是否结题。

⑸出版物属性：出版刊号、教师编号、参编人员、类别、书名、出版时间、出版社与获奖情况。

⑹荣誉属性：编号、称号、教师编号、级别、授予时间与授予单位。这些数据是设计高校教师信息管理数据库的重要依据。

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

概念设计

它的目的是将需求说明书中关于数据的需求，综合为一个统一的DBMS概念模型。首先根据单个应用的需求，画出能反映每一应用需求的局部E-R模型。然后将这些E-R模型图整合起来，消除冗余和可能存在的矛盾，得出系统总体的E-R模型。

E-R模型的构成成分是实体集、属性集和关系集，其表示方法如下：⑴实体用矩形框表示，矩形框内写上实体名。⑵实体的属性用椭圆形表示，框内写上属性名，并用无向边与其实体相连。⑶实体间的联系用菱形框表示，且根据适当的含义为联系命名，名字写在菱形框中，用无向连线将参加联系的实体矩形框分别与菱形框相连，并在连线上标明联系的类型，即1:1、1:m或n:m。

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

请同学们画出所有对象的Ｅ-Ｒ图。

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

实现设计实现设计的目的是将E-R模型转换为某一特定的DBMS能够接受的逻辑模式，也就是说把E-R图中的实体与实体之间的联系用关系来描述。对关系数据库，主要是完成结构的设计与表的关联设计。

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

每个实体对应的关系分别如下（其中带下划线的属性为主键）：

实体名：教师对应的关系：教师（编号、姓名、性别、出生日期、政治面貌、参加工作时间，学历、职称、系别、所学专业、专业方向、联系电话）。

实体名：课程对应的关系：课程（授课编号、教师编号、课程名称、授课班级、授课学年、学时、授课地点）。。

1.3

关系数据库设计

实例设计——高校教师信息管理系统数据库

用同样的方法可得到教师信息管理系统中论文、课题、出版物与荣誉实体对应的关系如下：

实体名：论文论文（编号、教师编号、标题、发表时间、发表刊物、等级、获奖情况）。

实体名：课题课题（编号、主持人编号、主要参与人、名称、来源、级别、起始时间、结束时间、是否结题）。

实体名：出版物出版物（出版刊号、教师编号、参编人员、类别、书名、出版时间、出版社、获奖情况）。

实体名：荣誉荣誉（编号、称号、教师编号、级别、授予时间、授予单位）。

1.２关系数据库的基本知识

物理设计

1.２关系数据库的基本知识

物理设计

1.２关系数据库的基本知识

物理设计

1.２关系数据库的基本知识

物理设计

1.２关系数据库的基本知识

物理设计

1.２关系数据库的基本知识

物理设计

1.3

关系数据库设计

1.3.2关系数据库规范化在数据库的逻辑设计阶段，常常使用关系规范化理论来指导关系数据库设计。规范化基本思想为：每个关系都应该满足一定的规范，从而使关系模式设计合理，达到减少冗余，提高查询效率的目的。

范式设计的目的是规范化，规范化的目的是为了保证数据结构更合理，能消除存储异常，使数据冗余尽量小，便于数据的插入、删除和更新。

一般数据库的设计至少要符合第三范式！！！

1.3

关系数据库设计

第一范式（1NF）在关系数据库范式设计中，第一范式是对关系模型的基本要求，不满足第一范式的数据库就不是关系数据库。所谓第一范式是指数据库表的每一列都是不可再分割的基本数据项，同一列不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

表1-3不满足第一范式1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

改为表１-４所示。1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

表1-5不满足第一范式，应化解为表1-6与1-71.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

第二范式（2NF）第二范式是在第一范式的基础上建立起来的，即满足第二范式必须先满足第一范式。第二范式要求数据库表中的每个实体或行必须可以被唯一地区分。为实现区分，通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。

第二范式也要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓“完全依赖”是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。简而言之，第二范式就是非主属性非部分依赖于主关键字。1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

表１-４不符合第二范式1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

改为表１-８所示。1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

表１-9不符合第二范式,应改为表1-10与表1-11.1.3.2关系数据库规范化

1.3

关系数据库设计

第三范式（3NF）满足第三范式必须先满足第二范式。也就是说，第三范式要求一个数据库表中不包含已在其他表中包含的非主关键字信息。例如，存在一个业务员信息表，有业务员编号、业务员姓名、家庭住址、电话等信息。那么另一表中的客户信息中列出业务员编号后就不能再将业务员姓名、家庭住址、电话等与业务员有关的信息加入客户信息中。如果不存在业务员信息，则根据第三范式也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其他非主属性。1.3.2关系数据库规范化小结一般来说，数据库的设计都要经历需求分析、概念设计、实现设计和物理设计4个阶段。概念设计是整个数据库设计的关键。它的目的是将需求说明书中关于数据的需求，综合为一个统一的DBMS概念模型。实现设计的目的是将E-R模型