SQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)VIP

1、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計數(shù)據(jù)庫的設(shè)計SQLSQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)第第一一章章2課程內(nèi)容回顧課程內(nèi)容回顧數(shù)據(jù)庫有哪些基本操作？建庫建表加約束創(chuàng)建登錄帳戶 基本的數(shù)據(jù)操縱語句有哪些？語法是？增（INSERT）刪（DELETE）改（UPDATE）查（SELECT）常用的聚合函數(shù)有哪些？表連接分為哪幾種類型？3課程目標(biāo)課程目標(biāo)了解設(shè)計數(shù)據(jù)庫的基本步驟熟練使用T-SQL實現(xiàn)建庫、建表、加約束掌握T-SQL編程，實現(xiàn)功能強大的查詢掌握創(chuàng)建索引、視圖，快速訪問數(shù)據(jù)庫 掌握創(chuàng)建存儲過程，實現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)規(guī)則4本章目標(biāo)本章目標(biāo)了解設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟掌握如何繪制數(shù)據(jù)庫的E-R圖理解數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化三大范式5為什么需

2、要設(shè)計為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 2-1修建茅屋需要設(shè)計嗎？修建大廈需要設(shè)計嗎？結(jié)論：當(dāng)數(shù)據(jù)庫比較復(fù)雜時我們需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫6大家看看這張表有什么問題?學(xué)號姓名地址年齡課程號課程名學(xué)分1001阿信長沙28001C51002張韶涵邵陽25002C#51003成龍南門口22001C41004孫燕姿桐梓坡24003SQL51005陳佩斯馬王堆26002C#51006馮鞏新開鋪28003SQL51007蕭峰湘潭21006Java51008鐘躍民北京25002C#51 存在數(shù)據(jù)冗余2添加異常3更新異常4刪除異常為什么需要設(shè)計為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 2-27為什么需要設(shè)計為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫 2-

3、3良好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計：q 節(jié)省數(shù)據(jù)的存儲空間q 能夠保證數(shù)據(jù)的完整性q 方便進(jìn)行數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)糟糕的數(shù)據(jù)庫設(shè)計：q 數(shù)據(jù)冗余、存儲空間浪費q 內(nèi)存空間浪費q 數(shù)據(jù)更新和插入的異常8軟件項目開發(fā)周期軟件項目開發(fā)周期需求分析階段：分析客戶的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)處理需求;概要設(shè)計階段：設(shè)計數(shù)據(jù)庫的E-R模型圖，確認(rèn)需求信息 的正確和完整;詳細(xì)設(shè)計階段：將E-R圖轉(zhuǎn)換為多張表，進(jìn)行邏輯設(shè)計， 并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計的三大范式進(jìn)行審核;代碼編寫階段：選擇具體數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物理實現(xiàn)，并編寫 代碼實現(xiàn)前端應(yīng)用;軟件測試階段：安裝部署：現(xiàn)實世界建模信息世界數(shù)據(jù)庫世界模型轉(zhuǎn)換 規(guī)范化9設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-1收集

4、信息： 與該系統(tǒng)有關(guān)人員進(jìn)行交流、坐談，充分理解數(shù)據(jù)庫需要完成的任務(wù)BBS論壇的基本功能：l用戶注冊和登錄，后臺數(shù)據(jù)庫需要存放用戶的注冊信息和在線狀態(tài)信息；l用戶發(fā)貼，后臺數(shù)據(jù)庫需要存放貼子相關(guān)信息，如貼子內(nèi)容、標(biāo)題等；l論壇版塊管理：后臺數(shù)據(jù)庫需要存放各個版塊信息，如版主、版塊名稱、貼子數(shù)等；10設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-2標(biāo)識對象（實體Entity） 標(biāo)識數(shù)據(jù)庫要管理的關(guān)鍵對象或?qū)嶓w 實體一般是名詞：l用戶：論壇普通用戶、各版塊的版主。l用戶發(fā)的主貼l用戶發(fā)的跟貼（回貼）l版塊：論壇的各個版塊信息11設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-3論壇用戶：l呢稱l密碼l電子郵件l生日l性

5、別l用戶的等級l備注信息l注冊日期l狀態(tài)l積分主貼l發(fā)貼人l發(fā)貼表情l回復(fù)數(shù)量l標(biāo)題l正文l發(fā)貼時間l點擊數(shù)l狀態(tài)：l最后回復(fù)時間回貼l貼子編號l回貼人,l回貼表情l標(biāo)題l正文l回貼時間l點擊數(shù)版塊l版塊名稱l版主l本版格言l點擊率l發(fā)貼數(shù)標(biāo)識每個實體的屬性（Attribute）12設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟4-4標(biāo)識對象之間的關(guān)系（Relationship）l跟貼和主貼有主從關(guān)系：我們需要在跟貼對象中表明它是誰的跟貼；l版塊和用戶有關(guān)系：從用戶對象中可以根據(jù)版塊對象查出對應(yīng)的版主用戶的情況；l主貼和版塊有主從關(guān)系：需要表明發(fā)貼是屬于哪個版塊的；l跟貼和版塊有主從關(guān)系：需要表明跟貼是屬于

6、哪個版塊的；13繪制繪制E-R圖圖 4-1E-R（EntityRelationship）實體關(guān)系圖 符號符號含義含義實體，一般是名詞屬性，一般是名詞關(guān)系，一般是動詞14繪制繪制E-R圖圖 4-2管理管理bbsUser（用戶，版主）出生日期昵稱版塊名稱版主bbsSection（版塊）15繪制繪制E-R圖圖 4-3映射基數(shù)一對一X X X X Y Y Y Y X X X X Y Y Y Y 一對多X X X X Y Y Y 多對一X X X X Y Y Y Y 多對多 1 N M N16繪制繪制E-R圖圖1111M1MMM M用戶積分性別用戶等級備注信息注冊日期版塊名稱本版留言發(fā)貼數(shù)狀態(tài)密碼昵稱電

7、子郵件生日論壇用戶（BBSUser）管理發(fā)表發(fā)表跟隨屬于屬于點擊率版主標(biāo)題發(fā)貼人貼子編號正文點擊率版塊（BBSSection）發(fā)貼（BBSTopic）發(fā)貼人正文狀態(tài)貼子編號所在版塊最后回復(fù)時間發(fā)貼表情回復(fù)數(shù)量點擊率發(fā)貼時間標(biāo)題M跟貼（BBSReply）所在版塊發(fā)貼時間最后回復(fù)時間發(fā)貼表情1論壇E-R圖 17如何將如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表圖轉(zhuǎn)換為表 3-1將各實體轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的表，將各屬性轉(zhuǎn)換為各表對應(yīng)的列標(biāo)識每個表的主鍵列，需要注意的是：沒有主鍵的表添加ID編號列，它沒有實際含義，用于做主鍵或外鍵，例如用戶表中的“UID”列，版塊表中添加“SID”列，發(fā)貼表和跟貼表中的“TID”列 在表之間建立主

8、外鍵，體現(xiàn)實體之間的映射關(guān)系 18 如何將如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表圖轉(zhuǎn)換為表 3-2UID主鍵TID主鍵RID主鍵SID主鍵19數(shù)據(jù)規(guī)范化數(shù)據(jù)規(guī)范化 僅有好的RDBMS并不足以避免數(shù)據(jù)冗余，必須在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中創(chuàng)建好的表結(jié)構(gòu)Dr E.F.codd 最初定義了規(guī)范化的三個級別，范式是具有最小冗余的表結(jié)構(gòu)。這些范式是：第一范式(1st NF First Normal Fromate)第二范式(2nd NFSecond Normal Fromate)第三范式(3rd NF Third Normal Fromate)20先理解幾個概念先理解幾個概念部分函數(shù)依賴傳遞函數(shù)依賴21部分函數(shù)依賴部分函數(shù)依賴學(xué)號

9、姓名課程號年級學(xué)分復(fù)合主鍵復(fù)合主鍵學(xué)分僅依賴課程號學(xué)分僅依賴課程號22傳遞函數(shù)依賴傳遞函數(shù)依賴學(xué)號姓名系號系地址系主任主鍵主鍵系地址和系主任僅依賴系號系地址和系主任僅依賴系號XYZ系號依賴學(xué)號系號依賴學(xué)號23第一范式第一范式 (1st NF)BuyerIDCountryCity1142中國中國日本美國北京北京東京紐約BuyerIDAddress1234中國北京市 美國紐約市英國利物浦日本東京市 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）24第二范式第二范式 (2nd NF)如果一個關(guān)系滿足1NF，并且除了主鍵以外的其他列

10、，都依賴與該主鍵，則滿足第二范式（2NF） 第二范式要求每個表只描述一件事情Orders字段字段例子例子訂單編號產(chǎn)品編號訂購日期價 格001A0012000-2-3$29.00 Orders字段字段例子例子訂單編號訂購日期0012000-2-3Products字段字段例子例子產(chǎn)品編號價 格A001$29.0025第三范式第三范式 (3rd NF)如果一個關(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） Orders字段字段例子例子訂單編號訂購日期顧客編號0012000-2-3AB001顧客姓名TonyTony Orders字段字段例子例子訂單編號訂購日期顧

11、客編號0012000-2-3AB001 26規(guī)范化實例規(guī)范化實例 5-1假設(shè)某建筑公司要設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫。公司的業(yè)務(wù)規(guī)則概括說明如下：公司承擔(dān)多個工程項目，每一項工程有：工程號、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、姓名、性別、職務(wù)（工程師、技術(shù)員）等公司按照工時和小時工資率支付工資，小時工資率由職工的職務(wù)決定（例如，技術(shù)員的小時工資率與工程師不同）公司定期制定一個工資報表，如圖-1所示27規(guī)范化實例規(guī)范化實例 5-2工程號工程號工程名稱工程名稱職工號職工號姓名姓名職務(wù)職務(wù)小時工資率小時工資率工時工時實發(fā)工資實發(fā)工資A1花園大廈1001齊光明工程師6513845.001002

12、李思岐技術(shù)員6016960.001004葛宇宏律師60191140.00小計2945.00A2立交橋1001齊光明工程師6515975.001003鞠明亮工人5517935.00小計1910.00A3臨江飯店1002李思岐技術(shù)員60181080.001004葛宇洪技術(shù)員6014840.00小計1920.00圖-1 某公司的工資表28規(guī)范化實例規(guī)范化實例 5-3工程號工程號工程名稱工程名稱職工號職工號姓名姓名職務(wù)職務(wù)小時工資率小時工資率工時工時A1花園大廈1001齊光明工程師6513A1花園大廈1002李思岐技術(shù)員6016A1花園大廈1004葛宇洪技術(shù)員6013A1花園大廈1003鞠明亮工人55

13、17A3臨江飯店1002李思岐技術(shù)員6018A3臨江飯店1004葛宇洪技術(shù)員6014圖-2 某公司的項目工時表29規(guī)范化實例規(guī)范化實例 5-41.表中包含大量的冗余，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常：更新異常 例如，修改職工號=1001的職務(wù)，則必須修改所有職工號=1001的行添加異常 若要增加一個新的職工時，首先必須給這名職工分配一個工程?；蛘邽榱颂砑右幻侣毠さ臄?shù)據(jù)，先給這名職工分配一個虛擬的工程。（因為主關(guān)鍵字不能為空）刪除異常 例如，1001號職工要辭職，則必須刪除所有職工號1001的數(shù)據(jù)行。這樣的刪除操作，很可能丟失了其它有用的數(shù)據(jù)30規(guī)范化實例規(guī)范化實例 5-52采用這種方法設(shè)計表的結(jié)構(gòu)，雖然很

14、容易產(chǎn)生工資報表，但是每當(dāng)一名職工分配一個工程時，都要重復(fù)輸入大量的數(shù)據(jù)。這種重復(fù)的輸入操作，很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致性。31一張表描述了多件事情，如圖-3所示。應(yīng)用范式規(guī)范化設(shè)計應(yīng)用范式規(guī)范化設(shè)計工程號工程名稱職工號姓名職務(wù)小時工資率工時圖圖-3 函數(shù)依賴圖函數(shù)依賴圖工程信息員工信息項目工時信息32應(yīng)用第二范式規(guī)范化應(yīng)用第二范式規(guī)范化工程號工程名稱職工號姓名職務(wù)小時工資率工程號職工號工時圖圖-4 應(yīng)用第二范式應(yīng)用第二范式工程表員工表項目工時表滿足第三范式嗎？滿足第三范式嗎？ 33應(yīng)用第三范式規(guī)范化應(yīng)用第三范式規(guī)范化工程號工程名稱職工號姓名職務(wù)職務(wù)小時工資率工程號職工號工時工程表員工表職務(wù)表工程表34規(guī)范化和性能的關(guān)系規(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)庫性能比規(guī)范化數(shù)據(jù)庫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間通過在給定的表中插入計算列（如成績總分），以方便查詢進(jìn)行規(guī)范化的同時，還需要綜合考慮數(shù)據(jù)庫的性能。35總結(jié)總結(jié) 2-1在