第一部分第一部分數(shù)據(jù)庫的設(shè)計數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫服務(wù)器應(yīng)用程序數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序q應(yīng)用程序應(yīng)用程序q作用：響應(yīng)操作并顯示結(jié)果、向數(shù)據(jù)庫請求數(shù)據(jù)作用：響應(yīng)操作并顯示結(jié)果、向數(shù)據(jù)庫請求數(shù)據(jù)q要求：要求：美觀、操作簡單方便美觀、操作簡單方便q數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫q作用：存儲數(shù)據(jù)、檢索數(shù)據(jù)、生成新的數(shù)據(jù)作用：存儲數(shù)據(jù)、檢索數(shù)據(jù)、生成新的數(shù)據(jù)q要求：統(tǒng)一、安全、性能等要求：統(tǒng)一、安全、性能等數(shù)據(jù)庫能夠做什么q存儲大量數(shù)據(jù)，方便檢索和訪問q保持數(shù)據(jù)信息的一致、完整q共享和安全q通過組合分析，產(chǎn)生新的有用信息時下流行的數(shù)據(jù)庫qOracleqOracle公司的產(chǎn)品q“關(guān)系-對象”型數(shù)據(jù)庫q產(chǎn)品免費、服務(wù)收費qSQL Serverq針對不同用戶群體的五個特殊的版本q易用性好qDB2qIBM公司的產(chǎn)品q支持多操作系統(tǒng)、多種類型的硬件和設(shè)備數(shù)據(jù)庫的基本概念 6-1這些客觀存在的、可以被描述事物都是這些客觀存在的、可以被描述事物都是“實體實體”數(shù)據(jù)庫的基本概念 6-2行(記錄)列列數(shù)據(jù)庫的基本概念 6-3 產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫表 數(shù)據(jù)庫就是“數(shù)據(jù)”的“倉庫”數(shù)據(jù)庫由表、關(guān)系以及操作對象組成 數(shù)據(jù)存放在表中數(shù)據(jù)庫的基本概念 6-4馬蘭A004楊可A003劉開泰B008李新愛B007數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫檢索數(shù)據(jù)檢索數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫的基本概念 6-5編號姓名年齡民族部門1王濤33漢族人事管理部2李梅27漢族人事管理部1127李梅21133王濤1部門編碼民族編碼年齡姓名編號回族2漢族1民族民族編碼市場營銷部2人事管理部1部門部門編碼存在冗余為減少數(shù)據(jù)查找的麻煩，允許數(shù)據(jù)有一定的冗余為減少數(shù)據(jù)查找的麻煩，允許數(shù)據(jù)有一定的冗余數(shù)據(jù)庫的基本概念 6-6Roll NumberNameAddressBookTaken12Alicia Ruth12,Temple StreetAC09114Jason Darren123,Sunset Blvd.AC04315Mary Beth32,Golden AvenueAC02112Alicia Ruth12,Temple StreetAC04312Alicia Ruth12,Tmple StreetAC01115Mary Beth33,Golden AvenueAC011不同的地址不同的地址!存在不正確、不準確的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫存在不正確、不準確的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫“失去了完整性失去了完整性”姓名姓名知識點 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 目標 了解設(shè)計數(shù)據(jù)庫的基本步驟 熟練實現(xiàn)建庫、建表、加約束建表SQL Server的數(shù)據(jù)類型分類備注和說明數(shù)據(jù)類型說明二進制數(shù)據(jù)類型存儲非子符和文本的數(shù)據(jù)Image可用來存儲圖像文本數(shù)據(jù)類型字符數(shù)據(jù)包括任意字母、符號或數(shù)字字符的組合Char固定長度的非 Unicode 字符數(shù)據(jù)Varchar可變長度非 Unicode 數(shù)據(jù)Nchar固定長度的 Unicode 數(shù)據(jù)Nvarchar可變長度 Unicode 數(shù)據(jù)Text存儲長文本信息Ntext存儲可變長度的長文本日期和時間日期和時間在單引號內(nèi)輸入Datetime 日期和時間數(shù)字數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)僅包含數(shù)字，包括正數(shù)、負數(shù)以及分數(shù)intsmallint整數(shù)floatreal數(shù)字貨幣數(shù)據(jù)類型用于十進制貨幣值MoneyBit數(shù)據(jù)類型表示是/否的數(shù)據(jù)Bit存儲布爾數(shù)據(jù)類型什么是主鍵 關(guān)系數(shù)據(jù)庫說，為了唯一區(qū)分表的每一行記錄，必須為表確定一個主鍵。主鍵可以是一個或多個列組成，這些主鍵列的值不能重復(fù)。主鍵是兩個表進行關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，所謂“關(guān)系”體現(xiàn)的是一個表的字段與另一個表的主鍵的關(guān)聯(lián) 選擇主鍵的原則 最少性 盡量選擇單個鍵作為主鍵 穩(wěn)定性 盡量選擇數(shù)值更新少的列作為主鍵再論數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)完整性可靠性可靠性準確性準確性再論數(shù)據(jù)完整性 數(shù)據(jù)存放在表中“數(shù)據(jù)完整性的問題大多是由于設(shè)計引起的”創(chuàng)建表的時候，就應(yīng)當保證以后數(shù)據(jù)輸入是正確的錯誤的數(shù)據(jù)、不符合要求的數(shù)據(jù)不允許輸入創(chuàng)建表：保證數(shù)據(jù)的完整性創(chuàng)建表：保證數(shù)據(jù)的完整性=實施完整性約束實施完整性約束完整性包括2-1 輸入的類型是否正確？年齡必須是數(shù)字 輸入的格式是否正確？身份證號碼必須是18位 是否在允許的范圍內(nèi)？性別只能是”男”或者”女”是否存在重復(fù)輸入？學(xué)員信息輸入了兩次 是否符合其他特定要求？信譽值大于5的用戶才能夠加入會員列表 列值要求（約束）整行要求（約束）實體完整性河南新鄉(xiāng)趙可以0010016河南新鄉(xiāng)張麗鵑0010015江西南昌雷銅0010014湖南新田吳蘭0010013山東定陶李山0010012.地址地址姓名姓名學(xué)號學(xué)號江西南昌雷銅0010014約束方法：唯一約束、主鍵約束、標識列約束方法：唯一約束、主鍵約束、標識列域完整性河南新鄉(xiāng)趙可以0010016河南新鄉(xiāng)張麗鵑0010015江西南昌雷銅0010014湖南新田吳蘭0010013山東定陶李山0010012.地址地址姓名姓名學(xué)號學(xué)號湖北江門李亮8700000000約束方法：限制數(shù)據(jù)類型、檢查約束、外鍵約束、約束方法：限制數(shù)據(jù)類型、檢查約束、外鍵約束、默認值、非空約束默認值、非空約束為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫修建茅屋需要設(shè)計嗎？修建大廈需要設(shè)計嗎？結(jié)論：當數(shù)據(jù)庫比較復(fù)雜時我們需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫為什么需要設(shè)計數(shù)據(jù)庫良好的數(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，確認需求信息 的正確和完整;詳細設(shè)計階段：將E-R圖轉(zhuǎn)換為多張表，進行邏輯設(shè)計，并應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計的三大范式進行審核;代碼編寫階段：選擇具體數(shù)據(jù)庫進行物理實現(xiàn)，并編寫 代碼實現(xiàn)前端應(yīng)用現(xiàn)實世界建模信息世界數(shù)據(jù)庫世界模型轉(zhuǎn)換 規(guī)范化設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟-1 收集信息：與該系統(tǒng)有關(guān)人員進行交流、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；設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟-2 標識對象（實體Entity）標識數(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設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟-3論壇用戶：l呢稱l密碼l電子郵件l生日l性別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) 標識每個實體的屬性（Attribute）設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟-4 標識對象之間的關(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哪個版塊的；繪制E-R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 如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表 3-2UID主鍵TID主鍵RID主鍵SID主鍵如何將E-R圖轉(zhuǎn)換為表添加各表之間的關(guān)系數(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) 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)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）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，都依賴與該主鍵，則滿足第二范式（2NF）(一是表必須有一個主鍵；二是沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴于主鍵，而不能只依賴于主鍵的一部分)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$29.00例如(學(xué)生選課表):學(xué)生課程教師教師職稱教材教室上課時間李四Spring張老師java講師Spring深入淺出 08:00張三Struts楊老師 java講師Struts in Action 13:30 修改后，選課表：學(xué)生課程教師教師職稱教室上課時間李四Spring張老師java講師08:00張三Struts楊老師java講師13:30課程表：課程教材SpringSpring深入淺出StrutsStruts in Action 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）(首先是 2NF，另外非主鍵列必須直接依賴于主鍵，不能存在傳遞依賴。即不能存在：非主鍵列 A 依賴于非主鍵列 B，非主鍵列 B 依賴于主鍵的情況)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客編號0012000-2-3AB001 選課表：學(xué)生課程教師教師職稱教室上課時間李四Spring張老師java講師08:00張三Struts楊老師java講師 13:30課程表：課程教材SpringSpring深入淺出StrutsStruts in Action 學(xué)生課程教師教室上課時間李四Spring張老師08:00張三Struts楊老師13:30教師表：教師教師職稱張老師java講師楊老師java講師 課程表：課程教材SpringSpring深入淺出StrutsStruts in Action總結(jié) 在需求分析階段，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的一般步驟為：收集信息 標識對象 標識每個對象的屬性 標識對象之間的關(guān)系 在概要設(shè)計階段和詳細設(shè)計階段，設(shè)計數(shù)據(jù)庫的步驟為：繪制E-R圖 將E-R圖轉(zhuǎn)換為表格 應(yīng)用三大范式規(guī)范化表格總結(jié) 為了設(shè)計結(jié)構(gòu)良好的數(shù)據(jù)庫，需要遵守一些專門的規(guī)則，稱為數(shù)據(jù)庫的設(shè)計范式。第一范式（1NF）的目標：確保每列的原子性。第二范式（2NF）的目標：確保表中的每列，都和主鍵相關(guān) 第三范式（3NF）的目標：確保每列都和主鍵列直接相關(guān)，而不是間接相關(guān) 關(guān)于范式 范式可以避免數(shù)據(jù)冗余，減少數(shù)據(jù)庫的空間，減輕維護數(shù)據(jù)完整性的麻煩，但是操作困難，因為需要聯(lián)系多個表才能得到所需要數(shù)據(jù)，而且范式越高性能就會越差。要權(quán)衡是否使用更高范式是比較麻煩的，一般在項目中，用得最多的也就是第三范式，我認為使用到第三范式也就足夠了，性能好而且方便管理數(shù)據(jù) 規(guī)范化實例假設(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所示規(guī)范化實例-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 某公司的工資表規(guī)范化實例-3工程工程號號工程名工程名稱稱職工職工號號姓名姓名職務(wù)職務(wù)小時工資小時工資率率工時工時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1001齊光明工程師6513A1花園大廈1003鞠明亮工人5517A3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規(guī)范化實例-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)規(guī)范化實例-52采用這種方法設(shè)計表的結(jié)構(gòu)，雖然很容易產(chǎn)生工資報表，但是每當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。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？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)表工程表規(guī)范化和性能的關(guān)系 為滿足某種商業(yè)目標，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 進行規(guī)范化的同時，還需要綜合考慮數(shù)據(jù)庫的性能。演講完畢，謝謝觀看！