ER设计基础教程-数据库设计与实现PPT课件.ppt

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Usable is Profitable,SOFTWARE DESIGN AND DEVELOPMENT,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,数据库设计与实现,1,本章目标,了解设计数据库的步骤,掌握如何绘制数据库的,E-R,图,理解数据库的规范化三大范式,2,为什么需要设计,数据库,2-1,修建茅屋需要设计吗？,修建大厦需要设计吗？,当数据库比较复杂时我们需要设计数据库,3,为什么需要设计,数据库,2-2,良好的数据库设计：,节省数据的存储空间,能够保证数据的完整性,方便进行数据库应用系统的开发,糟糕的数据库设计：,数据冗余、存储空间浪费,内存空间浪费,数据更新和插入的异常,4,软件项目开发周期,现实世界,建模,信息世界,数据库世界,模型转换,规范化,需求分析阶段,：分析客户的业务和数据处理需求,;,概要设计阶段,：设计数据库的,E-R,模型图，确认需求信息的正确和完整,;,详细设计阶段,：将,E-R,图转换为多张表，进行逻辑设计，,并应用数据库设计的三大范式进行审核,;,代码编写阶段：选择具体数据库进行物理实现，,并编写代码实现前端应用,;,软件测试阶段：,安装部署阶段：,5,设计数据库的步骤,4-1,收集信息,与该系统有关人员进行交流、坐谈，充分理解数据库需要完成的任务,BBS,论坛的基本功能：,用户注册和登录，后台数据库需要存放用户的注册信息和在线状态信息,用户发贴，后台数据库需要存放贴子相关信息，如贴子内容、标题等,论坛版块管理：后台数据库需要存放各个版块信息，如版主、版块名称、贴子数等,6,设计数据库的步骤,4-2,标识对象,（实体,Entity,）,标识数据库要管理的关键对象或实体,实体一般是名词：,用户：论坛普通用户、各版块的版主。,用户发的主贴,用户发的跟贴（回贴）,版块：论坛的各个版块信息,7,设计数据库的步骤,4-3,论坛用户：,呢称,密码,电子邮件,生日,性别,用户的等级,备注信息,注册日期,状态,积分,主贴,发贴人,发贴表情,回复数量,标题,正文,发贴时间,点击数,状态,最后回复时间,回贴,贴子编号,回贴人,回贴表情,标题,正文,回贴时间,点击数,版块,版块名称,版主,本版格言,点击率,发贴数,标识,每个实体的属性（,Attribute,）,8,设计数据库的步骤,4-4,标识对象之间的关系,（,Relationship,）,跟贴和主贴有主从关系：我们需要在跟贴对象中表明它是谁的跟贴,版块和用户有关系：可以根据版块对象查出对应的版主用户的情况,主贴和版块有主从关系：需要表明发贴是属于哪个版块的,跟贴和版块有主从关系：需要表明跟贴是属于哪个版块的,9,绘制,E-R,图,4-1,E-R,（,Entity,Relationship,）,实体关系图,符号,含义,实体，一般是名词,属性，一般是名词,关系，一般是动词,10,绘制,E-R,图,4-2,管理,bbsUser,（用户，版主）,出生日期,昵称,版块名称,版主,bbsSection,（版块）,11,绘制,E-R,图,4-3,映射基数,一对一,X,X,X,X,Y,Y,Y,Y,X,X,X,X,Y,Y,Y,Y,一对多,X,X,X,X,Y,Y,Y,多对一,X,X,X,X,Y,Y,Y,Y,多对多,客户,订单,产品,1,N,M,N,12,绘制,E-R,图,1,M,1,1,M,1,M,M,M,M,用户积分,性别,用户等级,备注信息,注册日期,版块名称,本版留言,发贴数,状态,密码,昵称,电子邮件,生日,论坛用户,（,BBSUser,）,管理,发表,发表,跟随,属于,属于,点击率,版主,标题,发贴人,贴子编号,正文,点击率,版块,（,BBSSection,）,发贴,（,BBSTopic,）,发贴人,正文,状态,贴子编号,所在版块,最后回复时间,发贴表情,回复数量,点击率,发贴时间,标题,M,跟贴,（,BBSReply,）,所在版块,发贴时间,最后回复时间,发贴表情,1,论坛,E-R,图,13,如何将,E-R,图转换为表,3-1,将各实体转换为对应的表，将各属性转换为各表对应的列,标识每个表的主键列，需要注意的是：没有主键的表添加,ID,编号列，它没有实际含义，用于做主键或外键，例如用户表中的“,UID”,列，版块表中添加“,SID”,列，发贴表和跟贴表中的“,TID”,列,在表之间建立主外键，体现实体之间的映射关系,14,如何将,E-R,图转换为表,3-2,UID,主键,TID,主键,RID,主键,SID,主键,15,如何将,E-R,图转换为表,添加各表之间的关系,16,数据规范化,(Normalize),仅有好的,RDBMS,并不足以避免数据冗余，必须在数据库的设计中创建好的表结构,Dr.E.F.Codd,最初定义了规范化的三个级别，范式用于降低表的冗余数据。这些范式是：,第一范式,(,1st NF,First Normal Form,),第二范式,(,2nd NF,Second Normal Form,),第三范式,(,3rd NF,Third Normal Form,),17,第一范式,(1st NF),B,uyer,ID,Country,City,1,1,4,2,中国,中国,日本,美国,北京,北京,东京,纽约,B,uyer,ID,Address,1,2,3,4,中国北京市,美国纽约市,英国利物浦,日本东京市,第一范式的目标是确保每列的原子性,如果每列都是不可再分的最小数据单元（也称为最小的原子单元），则满足第一范式（,1NF,）,18,第二范式,(2nd NF),如果一个关系满足,1NF,，并且除了主键以外的其他列，都依赖与该主键，则满足第二范式（,2NF,）,第二范式要求每个表只描述一件事情,Order,s,字段,例子,订单编号,产品编号,订购日期,价 格,001,A001,2000-2-3,$29.00,Order,s,字段,例子,订单编号,订购日期,001,2000-2-3,Products,字段,例子,产品编号,价 格,A001,$29.00,产品编号,A001,19,第三范式,(3rd NF),如果一个关系满足,2NF,，并且除了主键以外的其他列都不传递依赖于主键列，则满足第三范式（,3NF,）,Order,s,字段,例子,订单编号,订购日期,顾客编号,001,2000-2-3,AB001,顾客姓名,Tony,Order,s,字段,例子,订单编号,订购日期,顾客编号,001,2000-2-3,AB001,20,规范化实例,5-1,假设某建筑公司要设计一个数据库。公司的业务规则概括说明如下：,公司承担多个工程项目，每一项工程有：工程号、工程名称、施工人员等,公司有多名职工，每一名职工有：职工号、姓名、性别、职务（工程师、技术员）等,公司按照工时和小时工资率支付工资，小时工资率由职工的职务决定（例如，技术员的小时工资率与工程师不同）,公司定期制定一个工资报表如图所示,21,规范化实例,5-2,工程号,工程名称,职工号,姓名,职务,小时工资率,工时,实发工资,A1,花园大厦,1001,齐光明,工程师,65,13,845.00,1002,李思岐,技术员,60,16,960.00,1004,葛宇宏,技术员,60,19,1140.00,小计,2945.00,A2,立交桥,1001,齐光明,工程师,65,15,975.00,1003,鞠明亮,工人,55,17,935.00,小计,1910.00,A3,临江饭店,1002,李思岐,技术员,60,18,1080.00,1004,葛宇宏,技术员,60,14,840.00,小计,1920.00,某公司的工资表,22,规范化实例,5-3,工程号,工程名称,职工号,姓名,职务,小时工资率,工时,A1,花园大厦,1001,齐光明,工程师,65,13,A1,花园大厦,1002,李思岐,技术员,60,16,A1,立交桥,1001,齐光明,工程师,65,13,A1,立交桥,1003,鞠明亮,工人,55,17,A3,临江饭店,1002,李思岐,技术员,60,18,A3,临江饭店,1004,葛宇洪,技术员,60,14,某公司的项目工时表,23,规范化实例,5-4,1.,表中包含大量的冗余，可能会导致数据异常：,更新异常,例如，修改职工号,=1001,的职务，则必须修改所有职工号,=1001,的行,添加异常,若要增加一个新的职工时，首先必须给这名职工分配一个工程。或者为了添加一名新职工的数据，先给这名职工分配一个虚拟的工程。（因为主关键字不能为空）,删除异常,例如，,1001,号职工要辞职，则必须删除所有职工号,1001,的数据行。这样的删除操作，很可能丢失了其它有用的数据,24,规范化实例,5-5,2,采用这种方法设计表的结构，虽然很容易产生工资报表，但是每当一名职工分配一个工程时，都要重复输入大量的数据。这种重复的输入操作，很可能导致数据的不一致性。,25,一张表描述了多个实体的信息,应用范式规范化设计,工程号,工程名称,职工号,姓名,职务,小时工资率,工时,函数依赖图,工程信息,员工信息,项目工时信息,26,应用第二范式规范化,工程号,工程名称,职工号,姓名,职务,小时工资率,工程号,职工号,工时,工程表,员工表,项目工时表,满足第三范式吗？,27,应用第三范式规范化,工程号,工程名称,职工号,姓名,职务,职务,小时工资率,工程号,职工号,工时,工程表,员工表,职务表,工程表,28,规范化和性能的关系,为满足某种商业目标，数据库性能比规范化数据库更重要,通过在给定的表中添加额外的字段，以大量减少需要从中搜索信息所需的时间,通过在给定的表中插入计算列（如成绩总分），以方便查询,进行规范化的同时，还需要综合考虑数据库的性能，必要的时候需要较低规范化的程度，即非规范化,(Denormalize),29,总结,2-1,在需求分析阶段，设计数据库的一般步骤为：,收集信息,标识对象,标识每个对象的属性,标识对象之间的关系,在详细设计阶段，设计数据库的步骤为：,绘制,E-R,图,将,E-R,图转换为表结构,应用三大范式规范化表,30,总结,2-2,为了设计结构良好的数据库，需要遵守一些专门的规则，称为数据库的设计范式,第一范式（,1NF,）的目标：确保每列的原子性,第二范式（,2NF,）的目标：确保表中的每列，都和主键相关,第三范式（,3NF,）的目标：确保每列都和主键列直接相关，而不是间接相关,31,数据库实现,32,目标,掌握建表的,SQL,语句,掌握加约束的,SQL,语句,掌握,授权,的,SQL,语句,33,回顾表的基础知识,建表的基本步骤：,确定表中有哪些列,确定每列的数据类型,给表添加各种约束,创建各表之间的关系,34,创建表,建表的语法,CREATE TABLE,表名,(,字段,1,数据类型 列的特征，,字段,2,数据类型 列的特征，,.,);,列的特征：,包括该列是是否为空（,NULL,）、是否有默认值、是否为主键等。,35,建表示例,CREATE TABLE,TEST_DETAIL,(,ID,NUMBER(10)NOT NULL,MASTER_ID,NUMBER(10),SCORE,NUMBER(3)NULL,REG_DATE,DATE DEFAULT,SYSDATE,NOT NULL,);,36,删除表,删除,表的语法：,DROP TABLE,表名,CASCADE CONSTRAINTS;,DROP TABLE,TEST_MASTER,CASCADE CONSTRAINTS;,37,回顾约束的类型,约束的目的：确保表中数据的完整型,常用的约束类型：,主键约束（,Primary Key Constraint,）：要求主键列数据唯一，并且不允许为空,唯一约束（,Unique Constraint,）：要求该列唯一，允许为空，但只能出现一个空值。,检查约束（,Check Constraint,）：某列取值范围限制、格式限制等，如有关年龄的约束,默认约束（,Default Constraint,）：某列的默认值，如默认处理日期为系统日期,外键约束（,Foreign Key Constraint,）：用于两表间建立关系，需要指定引用主表的列,38,添加约束,添加约束的语法：,ALTER TABLE,表名,ADD CONSTRAINT,约束名 约束类型 具体的约束说明,;,约束名的取名规则推荐采用：约束类型,_,约束字段,主键（,Primary Key,）约束：如,PK,_stuNo,唯一（,Unique Key,）约束：如,UK,_stuID,检查（,Check Key,）约束：如,CK,_stuAge,外键（,Foreign Key,）约束：如,FK,_stuNo,39,添加约束示例,-Create primary key,ALTER TABLE,TEST_MASTER,ADD CONSTRAINT,PK_TEST_MASTER,PRIMARY KEY(,ID,);,-Create unique key,ALTER TABLE,TEST_MASTER,ADD CONSTRAINT,UK_TEST_MASTER,UNIQUE(,NAME,);,-Create check constraints,ALTER TABLE,TEST_MASTER,ADD CONSTRAINT,CK_TEST_MASTER_NAME,CHECK(,LENGTH,(,NAME)=2,);,-Create foreign key,ALTER TABLE,TEST_DETAIL,ADD CONSTRAINT,FK_TEST_DETAIL_ID,FOREIGN KEY(,MASTER_ID,)REFERENCES,TEST_MASTER(ID);,40,删除约束,删除约束的语法,ALTER TABLE,表名,DROP CONSTRAINT,约束名,;,ALTER TABLE,stuInfo,DROP CONSTRAINT,DF_stuAddress;,41,向数据库用户授权,授权的语法为：,GRANT,权限,ON,表名,TO,数据库用户,;,-,授予,Test 对表emp的select,insert,update权限,GRANT,select,insert,update,ON,emp,TO,TEST;,-,授予,SCOTT,查询任何,表的权限,GRANT,select any table,TO,scott;,42,总 结,数据库的物理实现一般包括：,创建表,添加各种约束,给需要操作表的帐户授权,43,