数据库设计

本课目标

了解设计数据库的步骤

掌握如何绘制数据库的 E-R 图

掌握如何绘制数据库模型图

使用三大范式实现数据库设计规范化

为什么需要设计数据库

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

槽糕的数据库设计

• 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

软件项目开发周期中数据库设计

• 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：应用三大范式审核数据库结构，将 E-R 图转化为数据库模型图
• 代码编写阶段：物理实现数据库，编码实现应用
• 软件测试阶段：编写测试文档，进行软件测试工作
• 软件维护阶段：安装部署，维护升级等工作

需求分析阶段

收集信息：与该系统有关人员进行交流、座谈，充分了解用户需求，理解数据库需要完成的任务

标识实体（Entity）：标识数据库要进行管理的对象或实体，实体一般是名词

标识每个实体的属性（Attribute）

标识实体之间的关系（Relationship）

E-R图

E-R图也称实体-关系图(Entity Relationship Diagram)，提供了表示实体类型、属性和关系的方法，是描述现实世界关系概念模型的有效方法，是表示概念关系模型的一种方式

映射基数表示通过联系与该实体关联的其他实体的关系

数据库设计建模工具

PowerDesigner、Rational Rose、Visio三种建模工具比较

?序号	比较角度	PowerDesigner	Rational Rose	Visio
1	开发公司	Sybase	Rational	Microsoft
2	开始的侧重点	数据库建模	UML建模	画图工具
3	应用系统规模	适合大中型系统开发	适合大中型系统开发	中小型系统的开发
4	编程语言	支持多种编程语言	支持多种编程语言	只支持微软的编程语言
5	数据库建模	最好

酒店管理系统的E-R图——Visio

酒店管理系统的E-R图——PowerDesigner

练习：使用PowerDesigner绘制E-R图，标识员工晋级业务实体、属性及实体间的关系。

关系模式

用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据即关系模型

E-R图转换为关系模式的步骤

1. 把每个实体都转化为关系模式R（U）形式
2. 建立实体间联系的转换

数据库规范化

什么是范式：数据库设计对数据的存储性能，还有开发人员对数据的操作都有莫大的关系。所以建立科学的，规范的数据库是需要满足一些规范来优化数据存储方式

范式是关系数据库理论的基础，也是我们在设计数据库结构中所要遵循的规则和指导方法

三大范式

第一范式（1NF）

• 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（也称最小的原子单元），则满足第一范式

第二范式（2NF）

• 如果一个关系满足第一范式，并且每列必须和主键相关，则满足第二范式
• 第二范式要求每个表只描述一件事情

第三范式（3NF）

• 如果一个关系满足第二范式，并且表中各列必须和主键直接相关，不能间接相关，则满足第三范式

规范化的酒店管理系统E-R图

规范化的酒店管理系统数据库模型图