【文档说明】第2章(设计数据库)课件.ppt，共(54)页，745.004 KB，由小橙橙上传

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数据库及SQLServer江苏城市职业学院朱海霞数据库及SQLServer2上次课回顾了解SQLServer数据库的应用演示“长江家俱”系统，熟悉其数据库内容Q:此数据库为何是这样的组织形式？数据库数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的

集合整体结构化，按一定的数据模型组织、描述和存储Q:如何设计合适的数据模型？数据库及SQLServer3第2章设计数据库任务：设计数据库——“长江家俱”系统入库功能部分数据库设计概念模型设计逻辑模型数据库及SQLServer4数据库设计的基本步骤数据库设计分6个阶段需求分析

概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施数据库运行和维护应把数据库设计和对数据库中数据处理的设计紧密结合起来独立于任何数据库管理系统与选用的DBMS密切相关数据库及SQLServer5DBMS支持的数据模型概念模型认识抽象信息世界机器世界现实

世界中客观对象的抽象过程现实世界现实世界概念模型数据库设计人员完成逻辑模型物理模型由DBMS完成概念模型逻辑模型数据库设计人员完成数据库设计的基本步骤数据库及SQLServer6第一步：需求分析需求分析重点：信息要求处理要求安全性与完整性

要求“入库管理”功能的基本需求2.3.1节输出：数据流图（图2-1）数据字典（表2-1）数据库及SQLServer7第二步：概念结构设计概念结构设计：将需求分析得到的用户需求抽象为概念模型的过程就是概念结构设计描述概念模型的工具E-R模型E（Entity）：实体R（Rel

ationship）：联系数据库及SQLServer8概念模型中的几个概念【p.35知识点】1.实体（Entity）客观存在并可相互区别的事物称为实体（如学生）2.属性（Attribute）实体所具有的某

一特性称为属性（如学生的学号、姓名）3.码（Key）、主码、候选码唯一标识实体的属性集合称为码（如学号）4.实体集同一类型实体的集合称为实体集（如全体学生）5.联系（Relationship）实体内部的联系：组成实体的各属性之间的联系实体之间的联系：不同实体集之间的联系数据库

及SQLServer9概念模型表示方法E-R模型表示方法：E-R图实体：用矩形表示属性：椭圆主码：下划线联系：菱形由表2-1可得到7个实体及其属性图2-2对于简单问题，可简化产生实体及其联系的过程

联系实体实体mn属性属性属性数据库及SQLServer10例：实体、属性的表示例1：设一个企业职工系统的功能需求如下：（1）能根据部门号或部门名查询该部门职工信息（职工号，姓名，年龄，职务，工资）；（2）能根据职工号或职工姓名查询其所在

的部门信息（部门号，名称，电话）；（3）能修改、添加、删除上述所有信息。部门部门号部门名电话职工职工号姓名职务年龄工资数据库及SQLServer11例：实体、属性的表示例2：设一个学生成绩系统的功能需求如下：（1）能查询、增删改学生信息（学号，姓名，性别，出生日期

等）；（2）能查询、增删改课程信息（课程号，课程名，学分）；（3）能查询、增删改某学生某门课程的成绩信息。课程课程号课程名学分学生学号姓名……性别出生日期成绩学号课程号分数使用联系数据库及SQLSer

ver12实体之间的联系【p.40知识点】实体之间的联系有三种：1.一对一联系（1:1）如：班级与班长之间对于实体集A中的每个实体，实体集B中至多有一个实体与之联系，反之亦然，则称实体集A与实体集B具有一对一联系，记为1:1。负责班级班长11数据库及SQLServ

er13实体之间的联系2.一对多联系（1:n）如：部门与职工之间对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，实体集A中至多只有1个实体与之联系，则称实体集

A与实体集B有一对多联系，记为1:n。隶属部门职工1n数据库及SQLServer14例1E-R图职工部门属于n1部门号部门名电话职工号姓名职务年龄工资数据库及SQLServer15实体之间的联系3.多对多联系

（m:n）如：课程与学生之间对于实体集A中的每个实体，实体集B中有n个实体与之联系，反之，对于实体集B中的每个实体，实体集A中有m个实体与之联系，则称实体集A与实体集B具有多对多联系，记为m:n。学习学生课程mn数据库及SQLServer16例2E-R图学生课程学习mn学

号姓名性别出生日期课程号课程名学分成绩数据库及SQLServer17实体之间的联系两个以上的实体型之间的联系也分为三种一对多联系多对多联系三个实体型之间多对多的联系和三个实体型两两之间的多对多联系

的语义是不同的。讲授课程教师1m参考书n供应供应商项目mn零件p数据库及SQLServer18实体之间的联系单个实体型内的联系也有三种一对多联系领导职工1n数据库及SQLServer19概念结构设计的方法与步骤对于较复杂问题：数据库及SQLServer

20E-R图设计“长江家俱”系统入库功能部分数据库设计分E-R图图2-3~图2-9集成为整体E-R图图2-10（改）数据库及SQLServer21逻辑结构设计的任务把概念结构设计阶段设计好的E-R图转换为选用

DBMS产品所支持的逻辑数据模型逻辑模型的基本概念【p.45知识点】数据库领域最常用的逻辑数据模型有：层次模型网状模型关系模型面向对象模型对象关系模型第三步：逻辑结构设计数据库及SQLServer22关系模型关系模型的数据结构：关系模型由一组关系

组成，每个关系的数据结构是一张规范化的二维表。………………2005法律女18张文斌20050082005商品学男20黄大鹏20050062005社会学女19王小明2005004年级系名性别年龄姓名学号学生登记表属性元组数据库及SQLServ

er23关系模型的基本概念关系：对应一张表元组：表中的一行为一个元组属性：表中一列为一个属性分量：元组中的一个属性值域：属性的取值范围候选码：可以唯一确定一个元组的属性（组）主码：指定用来唯一确定一个元组的候选码主属性：候选码中的属性关

系模式：对关系的描述，一般表示为关系名（属性1，属性2，…，属性n）数据库及SQLServer24将E-R图转换为关系模型：将实体、实体之间的联系转换为关系模式。转换原则实体型——>一个关系模式

实体属性——>关系的属性实体的码——>关系的码实体型间的联系：分不同情况E-R图向关系模型的转换数据库及SQLServer25实体型间的联系有以下不同情况：(1)一个1:1联系与某一端实体对应的关系模式

合并在该关系模式的属性中加入另一个关系模式的码和联系本身的属性*转换为一个独立的关系模式与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的码均为该关系的候选码E-R图向关系模型的转换数据库及SQLServer26(2)一个1:n联系与n

端对应的关系模式合并例1：职工（职工号，姓名，年龄，职务，工资，部门号）部门（部门号，部门名，电话）*转换为一个独立的关系模式关系的码为n端实体的码E-R图向关系模型的转换职工部门属于n1部门号部门名电话职工号

姓名职务年龄工资数据库及SQLServer27(3)一个m:n联系转换为一个关系模式各实体的码组成关系的码或关系码的一部分例2：学生（学号，姓名，性别，出生日期）课程（课程号，课程名，学分）学习（学号，课程号，成绩）E-R图向关系模型的转换学生课程学习mn学号姓名性别出生日

期课程号课程名学分成绩数据库及SQLServer28(4)三个或三个以上实体间的一个多元联系转换为一个关系模式各实体的码组成关系的码或关系码的一部分例：“讲授”联系是一个三元联系，可以将它转换为如下关系模式，其中课程号、职工号和

书号为关系的组合码：讲授（课程号，职工号，书号）E-R图向关系模型的转换数据库及SQLServer29(5)具有相同码的关系模式可合并目的：减少系统中的关系个数合并方法：将其中一个关系模式的全部属性加入到另一个关系模式中，然后去掉其

中的同义属性（可能同名也可能不同名），并适当调整属性的次序E-R图向关系模型的转换数据库及SQLServer30关系模型设计“长江家俱”系统入库功能部分数据库设计2.5.1第一种转换模式p.42~43各关系模式数据库及SQLServer31作业1.设计一个图书管理系统数据库，要求画出E-R

图，写出关系模型，主码下加下划线。涉及如下数据：对每个借阅者都保持读者记录，包括：读者号、姓名、地址、性别、年龄、单位；每本书有书号、书名、作者、出版社；还有借书记录：某读者在某天借出了某本书，又在哪天归还。2.设

计一个商店销售商品系统的数据库，要求同上题，涉及如下数据：每个商店有商店号、商店名、地址；每种商品有商品号、商品名、单价；还有销售记录：某商店在某天销售了多少数量的某种商品。数据库及SQLServer32下课了。。。追求休息一会儿。。。数据库及SQLServer33上次课回顾设计数据库

需求分析概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实施数据库运行和维护信息需求+处理需求输出：数据流图、数据字典将用户需求抽象为概念模型输出：E-R图将E-R图转换为选用DBMS支持的逻辑数据模型（关系模型）输出：多个关系模式规范化数据库及SQLServer34规范化关系

模型教材章节：第2.6节任务：在数据库的逻辑结构设计环节，对设计好的初步关系模型进行规范化数据库及SQLServer35规范化关系模型得到初步关系模型后，还应该适当地修改、调整关系模型的结构，从而消除数据存储的异常现象，减少数据冗

余，保证数据的正确性、一致性，进一步提高数据库应用系统的性能，这就是关系模型的规范化数据库及SQLServer36规范化关系模型的方法：1.确定数据依赖写出每个关系模式内部各属性之间的数据依赖2.确定所属范式对关系模式逐一

进行分析，考查是否存在部分函数依赖、传递函数依赖等，确定各关系模式分别属于第几范式3.分析对于应用环境这些模式是否合适，确定是否要合并或分解关系模式。规范化关系模型数据库及SQLServer37数据依赖一个关系内部属性与属性之间的约束关系现实

世界属性间相互联系的抽象，语义的体现数据依赖的类型函数依赖函数y=f(x)姓名=f(学号)，记作学号姓名（学号函数确定姓名，姓名函数依赖于学号）其他数据依赖数据库及SQLServer38完全函数依赖与部分函数依赖[例]建立一个描述学校教务的数据库，包括：学生的学号

（Sno）、所在系（Sdept）、系主任姓名（Mname）、课程号（Cno）、成绩（Grade），设使用单一的关系模式：Student（Sno,Sdept,Mname,Cno,Grade）(Sno,Cno)→Grade是（完全）函数依赖，(Sno,Cno)→Sdept是（部分）函数依赖因为

Sno→Sdept成立，且Sno是（Sno,Cno）的真子集函数依赖数据库及SQLServer39传递函数依赖[例]在关系Student(Sno,Sdept,Mname)中，有：Sno→Sdept，Sdept→Mname所以Mname传递函数

依赖于Sno函数依赖数据库及SQLServer40范式关系数据库中的关系必须满足一定的要求，满足不同程度要求的为不同范式。范式是符合某一种级别的关系模式的集合各种范式之间存在联系：一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合

，这种过程就叫规范化NF5NF4BCNFNF3NF2NF1数据库及SQLServer41关系最基本的规范条件：关系的每一个属性必须是一个不可分的数据项,不允许表中还有表下图中工资和扣除是

可分的数据项,不符合关系模型要求第一范式是对关系模式的最起码的要求职工号姓名职称工资扣除实发基本津贴职务房租水电86051陈平讲师13051200501601122283I范式（第一范式，1NF）数据库及SQLServer42满足第一范式的关系模式并不一定是一个

好的关系模式如：Student（Sno,Sdept,Mname,Cno,Grade）数据冗余插入、修改、删除异常2NF的定义若R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R∈2NF。II范式（第二范式，2NF）数据库及SQLServer4

3[例]关系模式S-L-C(Sno,Sdept,Sloc,Cno,Grade)Sloc为学生住处，设每个系的学生住在同一个地方码：(Sno,Cno)非主属性：Sdept,Sloc,Grade函数依赖包括：(Sno,Cno)FGradeSno→Sdept(Sno,Cno)PSdeptSno

→Sloc(Sno,Cno)PSlocSdept→Sloc2NF结论：S-L-C∈2NF数据库及SQLServer44SnoCnoGradeSdeptSlocS-L-C函数依赖图：2NF数据库及SQLServer45S-L-C不是一个

好的关系模式：(1)插入异常(2)删除异常(3)数据冗余度大(4)修改复杂原因Sdept、Sloc部分函数依赖于码。解决方法S-L-C分解为两个关系模式，以消除这些部分函数依赖SC（Sno，Cno，Grade）S-L（Sno，Sdept，Sloc）2NF数

据库及SQLServer46函数依赖图：SnoCnoGradeSCS-LSnoSdeptSloc关系模式SC的码为（Sno，Cno）关系模式S-L的码为Sno这样非主属性对码都是完全函数依赖2NF数据库及SQLServer47III范式（第三范式，3NF）将一个1NF关系分解为多个2N

F的关系，并不能完全消除关系模式中的各种异常情况和数据冗余。3NF的定义若关系R中每一个非主属性既不部分依赖于码也不传递依赖于码，则R∈3NF数据库及SQLServer48[例]2NF关系模式S-L(Sno,Sdept,Sloc)中函数依赖：Sno→Sdept，S

dept→Sloc可得：Sno→Sloc，即S-L中存在非主属性对码的传递函数依赖，S-L∈3NF函数依赖图：传递3NFS-LSnoSdeptSloc数据库及SQLServer49解决方法采用投影分解法，把S-L分解为两个关系模式，以消除传

递函数依赖：S-D（Sno，Sdept）D-L（Sdept，Sloc）3NFSnoSdeptS-DSdeptSlocD-L∈3NF∈3NF数据库及SQLServer50将一个2NF关系分解为多个3NF的关系后，并不一定能完全消除关系模式中的各种异常情况和数据冗余

。并不是规范化程度越高的关系就越优，一般说来，第三范式就足够了。对于一个具体应用，需要权衡响应时间和潜在问题两者的利弊决定。3NF数据库及SQLServer51[例]在关系模式学生成绩单(学号,英语,数学,语文,平均成绩)中存在下列函数依赖：学号→英语学号→数学学号→语文学号→

平均成绩(英语,数学,语文)→平均成绩数据模型的优化数据库及SQLServer52显然有：学号→(英语,数学,语文)因此该关系模式中存在传递函数信赖，是2NF关系虽然平均成绩可以由其他属性推算出来，但如果应用中需要经常查询学生的平均成绩，为提高效率，仍然可保留该冗余数据，

对关系模式不再做进一步分解数据模型的优化数据库及SQLServer53上次作业讲评1.设计一个图书管理系统数据库，涉及如下数据：对每个借阅者都保持读者记录，包括：读者号、姓名、地址、性别、年龄、单位；每本书有书号、书名、作者

、出版社；还有借书记录：某读者在某天借出了某本书，又在哪天归还。E-R图为：读者图书借阅mn读者号姓名地址性别年龄单位借出日期书号书名作者出版社归还日期关系模型为：读者（读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位）图书（书

号，书名，作者，出版社）借阅（读者号，书号，借出日期，归还日期）数据库及SQLServer54上次作业讲评2.设计一个商店销售商品系统的数据库，要求同上题，涉及如下数据：每个商店有商店号、商店名、地址；每种商品有商

品号、商品名、单价；还有销售记录：某商店在某天销售了多少数量的某种商品。E-R图为：商店商品销售mn商店号商店名地址日期商品号商品名单价数量关系模型为：商店（商店号，商店名，地址）商品（商品号，商品名，单价）销售（商店号，商品号，日期，数量）