Ac數據基礎應用 6

第1章

數據庫技術概述

第三講關系數據庫設計

本講主要教學內容12數據庫設計過程關系數據庫規范化3小結學習目標1了解數據庫設計過程。2掌握關系數據庫的范化要求。3對本講的實例做一個全面認識。重點與難點

關系數據庫的設計過程與關系的范化是本講的重點，也是本講的難點。

1.3

關系數據庫設計數據庫設計是數據庫應用的核心。其基本任務是根據用戶對象的信息需求、處理需求和數據庫的支持環境設計出數據模式。

1.3

關系數據庫設計

1.3.1數據庫設計過程

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關系數據庫設計

需求分析要準確了解并分析用戶對系統的需要和要求，弄清系統要達到的目標和實現的功能。調查的重點是“數據”和“處理”。數據流圖、數據字典是進行詳細的數據收集和數據分析所獲得的主要結果

概念設計

概念結構設計階段是整個數據庫設計的關鍵。其目標是產生一個反映信息需求的、獨立于具體DBMS的概念模型。概念模型可以用實體聯系模型（E-R模型）表示。

邏輯結構設計

將概念結構轉換為某個DBMS支持的數據模型，并將其性能進行優化。從E-R圖向關系模式的轉換(表、及其聯系)；邏輯模式規范化及調整、實現；關系視圖設計。1.3.1數據庫設計過程

1.3

關系數據庫設計

物理設計數據庫邏輯結構在存儲設備上的實現。如對數據庫怎樣組織存儲才能使得邏輯級的操作方便、快捷等。物理設計只有少量工作可以由用戶選擇和干預，絕大部分工作由DBMS完成。1.3.1數據庫設計過程

1.3

關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

需求分析通過對高校教師信息管理的要求開展需求調查，調查顯示該系統能夠管理教師基本信息、授課信息、發表論文信息、課題立項信息、出版書籍信息與獲獎信息，且要求系統能對相應信息實現登錄、編輯、查詢、瀏覽與統計等工作。數據庫工程師通過對高校教師信息管理的要求開展調查，且確定高校教師信息管理中的實體有教師、授課、論文、課題、出版書籍與榮譽等。通過系統需求分析確定在該系統中對這些實體要求的屬性分別是：

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關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

⑴教師屬性：編號、姓名、性別、出生日期、政治面貌、參加工作時間，學歷、職稱、系別、所學專業、專業方向與聯系電話。⑵課程屬性：授課編號、教師編號、課程名稱、授課班級、授課學年、學時、授課地點。

⑶論文屬性：編號、教師編號、標題、發表時間、發表刊物、等級與獲獎情況。

⑷課題屬性：編號、主持人編號、主要參與人、名稱、來源、級別、起始時間、結束時間與是否結題。

⑸出版物屬性：出版刊號、教師編號、參編人員、類別、書名、出版時間、出版社與獲獎情況。

⑹榮譽屬性：編號、稱號、教師編號、級別、授予時間與授予單位。這些數據是設計高校教師信息管理數據庫的重要依據。

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關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

概念設計

它的目的是將需求說明書中關于數據的需求，綜合為一個統一的DBMS概念模型。首先根據單個應用的需求，畫出能反映每一應用需求的局部E-R模型。然后將這些E-R模型圖整合起來，消除冗余和可能存在的矛盾，得出系統總體的E-R模型。

E-R模型的構成成分是實體集、屬性集和關系集，其表示方法如下：⑴實體用矩形框表示，矩形框內寫上實體名。⑵實體的屬性用橢圓形表示，框內寫上屬性名，并用無向邊與其實體相連。⑶實體間的聯系用菱形框表示，且根據適當的含義為聯系命名，名字寫在菱形框中，用無向連線將參加聯系的實體矩形框分別與菱形框相連，并在連線上標明聯系的類型，即1:1、1:m或n:m。

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關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

請同學們畫出所有對象的Ｅ-Ｒ圖。

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關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

實現設計實現設計的目的是將E-R模型轉換為某一特定的DBMS能夠接受的邏輯模式，也就是說把E-R圖中的實體與實體之間的聯系用關系來描述。對關系數據庫，主要是完成結構的設計與表的關聯設計。

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關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

每個實體對應的關系分別如下（其中帶下劃線的屬性為主鍵）：

實體名：教師對應的關系：教師（編號、姓名、性別、出生日期、政治面貌、參加工作時間，學歷、職稱、系別、所學專業、專業方向、聯系電話）。

實體名：課程對應的關系：課程（授課編號、教師編號、課程名稱、授課班級、授課學年、學時、授課地點）。。

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關系數據庫設計

實例設計——高校教師信息管理系統數據庫

用同樣的方法可得到教師信息管理系統中論文、課題、出版物與榮譽實體對應的關系如下：

實體名：論文論文（編號、教師編號、標題、發表時間、發表刊物、等級、獲獎情況）。

實體名：課題課題（編號、主持人編號、主要參與人、名稱、來源、級別、起始時間、結束時間、是否結題）。

實體名：出版物出版物（出版刊號、教師編號、參編人員、類別、書名、出版時間、出版社、獲獎情況）。

實體名：榮譽榮譽（編號、稱號、教師編號、級別、授予時間、授予單位）。

1.２關系數據庫的基本知識

物理設計

1.２關系數據庫的基本知識

物理設計

1.２關系數據庫的基本知識

物理設計

1.２關系數據庫的基本知識

物理設計

1.２關系數據庫的基本知識

物理設計

1.２關系數據庫的基本知識

物理設計

1.3

關系數據庫設計

1.3.2關系數據庫規范化在數據庫的邏輯設計階段，常常使用關系規范化理論來指導關系數據庫設計。規范化基本思想為：每個關系都應該滿足一定的規范，從而使關系模式設計合理，達到減少冗余，提高查詢效率的目的。

范式設計的目的是規范化，規范化的目的是為了保證數據結構更合理，能消除存儲異常，使數據冗余盡量小，便于數據的插入、刪除和更新。

一般數據庫的設計至少要符合第三范式！！！

1.3

關系數據庫設計

第一范式（1NF）在關系數據庫范式設計中，第一范式是對關系模型的基本要求，不滿足第一范式的數據庫就不是關系數據庫。所謂第一范式是指數據庫表的每一列都是不可再分割的基本數據項，同一列不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性。1.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

表1-3不滿足第一范式1.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

改為表１-４所示。1.3.2關系數據庫規范化

1.3

關系數據庫設計

表1-5不滿足第一范式，應化解為表1-6與1-71.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

第二范式（2NF）第二范式是在第一范式的基礎上建立起來的，即滿足第二范式必須先滿足第一范式。第二范式要求數據庫表中的每個實體或行必須可以被唯一地區分。為實現區分，通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的唯一標識。

第二范式也要求實體的屬性完全依賴于主關鍵字。所謂“完全依賴”是指不能存在僅依賴主關鍵字一部分的屬性，如果存在，那么這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關系。簡而言之，第二范式就是非主屬性非部分依賴于主關鍵字。1.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

表１-４不符合第二范式1.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

改為表１-８所示。1.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

表１-9不符合第二范式,應改為表1-10與表1-11.1.3.2關系數據庫規范化

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關系數據庫設計

第三范式（3NF）滿足第三范式必須先滿足第二范式。也就是說，第三范式要求一個數據庫表中不包含已在其他表中包含的非主關鍵字信息。例如，存在一個業務員信息表，有業務員編號、業務員姓名、家庭住址、電話等信息。那么另一表中的客戶信息中列出業務員編號后就不能再將業務員姓名、家庭住址、電話等與業務員有關的信息加入客戶信息中。如果不存在業務員信息，則根據第三范式也應該構建它，否則就會有大量的數據冗余。簡而言之，第三范式就是屬性不依賴于其他非主屬性。1.3.2關系數據庫規范化小結一般來說，數據庫的設計都要經歷需求分析、概念設計、實現設計和物理設計4個階段。概念設計是整個數據庫設計的關鍵。它的目的是將需求說明書中關于數據的需求，綜合為一個統一的DBMS概念模型。實現設計的目的是將E-R模型