数据库管理与开发2章数据库设计与管理

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1、2章 数据库设计与管理,2.1 数据库设计第 2.2 SQL Server数据库概念 2.3 系统数据库 2.4 SQL Server 2005 数据库的创建 2.5 SQL Server 2005数据库的修改 2.6 SQL Server 2005 数据库的删除 2.7 使用SQL Server Management Studio 向导备份与恢复数据库,2章 数据库设计与管理,教学重点： （1）数据库设计。 （2）SQL Server数据库的构成。 （3）SQL Server 2005数据库管理。,2.1 数据库设计,2.1.1 数据库设计概述 2.1.2 规范化 2.1.3 需求分析 2.

2、1.4 概念结构设计 2.1.5 逻辑结构设计 2.1.6 物理数据库设计,2.1.1 数据库设计概述,数据库设计是指针对一个特定的应用环境，构造最良好的关系数据库系统所接受的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能有效地存储数据，满足不同用户的信息要求和处理要求。数据库设计包括数据库结构设计（数据库模式）、数据库动态行为设计（数据库查询、事物处理和报表生成等）和物理设计。,2.1.1 数据库设计概述,作为数据库设计者，应该遵循的基本经验和设计原则有： （1）积极发动用户广泛参与。本质上数据库设计者和用户的合作的成功与否决定了数据库设计的质量高低，用户是数据库系统的最终使用者和检验者。 （2

3、）长远的眼光。好的数据库系统要保持一成不变是不可能的。因此设计的数据库系统不仅要尽量满足用户当前的需要，也要考虑数据库系统的未来发展和用户的远景需求，为数据库的升级留有余地。,2.1.1 数据库设计概述,按照规范设计的方法，数据库设计的基本步骤分为以下六个阶段： （1）需求分析阶段。 （2）概念结构设计阶段。 （3）逻辑结构设计阶段。 （4）数据库物理设计阶段。 （5）数据库实施阶段。 （6）数据库运行和维护阶段。,2.1.1 数据库设计概述,2.1.2 规范化,规范化是一种用来产生表的集合的技术，这些表具有符合要求的属性，并能满足用户的需求。为了说明规范化的意义，先来了解几个基本概念。 1.

4、 函数依赖 在R（U）中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，都有Y不函数依赖于X，则称Y对X完全函数依赖。如果XY，但是Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依赖。,2.1.2 规范化,2. 码 若关系中的某一属性组的值可以惟一地标识一个元组，则称该属性组为候选码；若候选码多于一个，则选定其中一个作为主码。 主码的诸属性称为主属性，不包含在任何码中的属性称为非主属性或非码属性。最简单的情况，单个属性是码，极端的情况是全码，即整个属性组是码。,2.1.2 规范化,3. 范式 构造数据库必须遵循一定的规则，在关系数据库中，这种规则就是范式。 关系数据库中的关系中每一个分量必须是不可分的数据

5、项，即必须是规范化的，满足这一最基本要求的叫第一范式，简称1NF。,2.1.2 规范化,2.1.3 需求分析,需求分析是设计数据库的起点，任务是通过详细调查显示要处理的对象，明确各种需求，然后在此基础上确定新数据库系统的功能。 需求分析调查的重点是“数据”和“处理”，通过调查、收集与分析，获取用户以及系统对数据库的要求，主要有下面三点： （1）信息要求。 （2）处理要求。 （3）安全性与完整性要求。,2.1.3 需求分析,数据字典通常包括数据项、数据结构、数据流、数据存储和处理过程五个部分。其中数据项是数据的最小组成单位，数据字典通过对数据项和数据结构的定义来描述数据流、数据存储的逻辑内容。,

6、2.1.4 概念结构设计,概念结构设计是在获取到用户的完整需求后，把用户信息抽象为信息结构，即概念模型的过程。概念结构是各种数据模型的共同基础，它比数据模型更独立于机器、更抽象，从而更加稳定。概念结构的主要特点是： （1）真实充分地反映现实世界。 （2）易于理解。 （3）易于修改。,2.1.4 概念结构设计,1. E-R模型 E-R模型提供了表示实体、属性和联系的方法。 （1）实体：客观存在并可相互区别的事物，被用户标识为独立存在的对象集合。 （2）属性：实体所具有的某一特性，属性代表需要知道的有关实体的内容。 （3）关系：实体之间的具有某种含义的关联。,2.1.4 概念结构设计,在E-R图中

7、每个关系显示为连接关联实体的一个菱形，并用关系的名字标记。,一对一 关系,一对多 关系,2.1.4 概念结构设计,多对多关系（m：n）。对于实体A集中的每个实体，在实体集B中有n（n不等于0）个实体与之相联系；反过来对于B中的每一个实体，实体集A中也有m（m不等于0）个实体与之联系，则称实体集A和B是多对多关系的,2.1.4 概念结构设计,2. 概念结构设计 概念结构是对现实世界的一种抽象。在现实生活中最常用的概念结构设计策略是自底向上方法，也就是自顶向下地进行需求分析，然后自底向上地设计概念结构。概念结构设计如图2-7所示，通常分为三步，第一步是抽象数据，第二步是设计局部视图，也就是设计分E

8、-R图，第三步是集成局部视图，合并局部E-R图。,2.1.4 概念结构设计,2.1.4 概念结构设计,所谓抽象是对实际的人、物、事和动作进行人为处理，抽取所关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些用各种概念精确地加以描述，这些概念组成了某种模型。 一般有下面三种抽象方法： （1）分类； （2）聚集； （3）概括 。,2.1.4 概念结构设计,设计分E-R图 概念结构设计首先是根据某个系统的具体情况，在复杂的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，作为设计分E-R图的出发点，然后利用上面介绍的抽象方法把用户需求的数据进行分类、组织（聚集），形成实体、实体的属性，标识实体，确定实体之间的联系类型。

9、,2.1.4 概念结构设计,设计分E-R图。概念结构设计首先是根据某个系统的具体情况，在复杂的数据流图中选择一个适当层次的数据流图，作为设计分E-R图的出发点，然后利用上面介绍的抽象方法把用户需求的数据进行分类、组织（聚集），形成实体、实体的属性，标识实体，确定实体之间的联系类型。,2.1.4 概念结构设计,合并局部E-R图。各子系统的分E-R图设计好以后，下一步就是要将所有的分E-R图合并成一个系统的总的E-R图。合并分E-R图时可以一次两个或者多个分E-R图。但不管怎样，在合并分E-R图时都应该分两步走：第一是合并，解决各分E-R图之间的冲突；第二是修改和重构，消除不必要的冗余，生成基本E

10、-R图。,2.1.4 概念结构设计,各分E-R图之间的冲突主要有三种：属性冲突、命名冲突和结构冲突。 （1）属性冲突。 （2）命名冲突。 （3）结构冲突。,2.1.5 逻辑结构设计,逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计阶段设计好的基本E-R图转换为与选用数据库管理系统（DBMS）所支持的数据模型相符合的逻辑结构。 设计逻辑结构一般分两步进行： （1）将概念模型结构转换为一般的关系、网状、层次模型。 （2）对数据模型进行优化。,2.1.5 逻辑结构设计,1. E-R图向关系模型的转换 E-R图向关系模型的转换有下面一些原则： （1）一个实体型可转换为一个关系模式，实体的属性就是关系的属性。 （2

11、）实体间的联系有不同的情况。（3）三个或三个以上实体间的一个多元关系可转换为一个关系模式。,2.1.5 逻辑结构设计,2. 数据模型的优化 （1）确定数据的依赖。 （2）对于各关系模式之间的数据依赖进行极小化处理，消除冗余的联系。 4）按照需求分析阶段得到的处理要求，分析这些模式对于特定的应用环境是否合适，确定是否要对某些模式进行合并或分解。 （5）对关系模式进行必要的分解，提高数据操作的效率和存储空间的利用率。,2.1.6 物理数据库设计,数据库在物理设备上的存储结构与存取方法称为数据库的物理结构，它依赖于给定的计算机系统。SQL Server 2005已有了固定的存储结构，因此，不需要考虑

12、太多数据物理存储的细节。 对于关系数据库的物理设计的内容主要包括： （1）为关系模式选择存取方法。 （2）设计关系、索引等数据库文件的物理存储结构。,2.1.6 物理数据库设计,1. 关系模式存取方法选择 数据库管理系统一般提供多种存取方法。通常有三种，第一种是索引方法，目前主要是B+树索引方法；第二种是聚簇方法；第三种是HASH方法。,2.1.6 物理数据库设计,2. 确定数据库的存储结构 确定数据库物理结构主要是指确定数据的存放位置和存储结构，包括确定关系、索引、聚簇、日志、备份等的存储安排和存储结构，确定系统配置。,2.2 SQL Server数据库概念,2.2.1 数据库对象 2.2.

13、2 数据库文件 2.2.3 数据库文件组,2.2.1 数据库对象,数据库对象是数据库的组成部分，常见的有以下几种： （1）表（Table）。 （2）视图（View）。 （3）索引（Index）。 （4）图表（Diagram）。 （5）缺省值（Default）。 （6）规则（Rule）。 （7）触发器（Trigger）。 （8）用户（User）。,2.2.2 数据库文件,SQL Server 2005 数据库具有三种类型的文件： （1）主数据文件。主数据文件是数据库的起点，指向数据库中的其他文件。 （2）次要数据文件。除了主数据文件以外的所有其他数据文件都是次要数据文件或者称为辅助文件。 （3）

14、日志文件。日志文件包含着用于恢复数据库的所有日志信息。,2.2.2 数据库文件,大多数情况下，数据库引擎使用 master 数据库中的文件位置信息。文件有两个名称： （1）logical_file_name。logical_file_name是在所有T-SQL语句中引用物理文件时所使用的名称。 （2）os_file_name。os_file_name 是包括目录路径的物理文件名，它必须符合操作系统文件命名规则。,2.2.3 数据库文件组,为便于分配和管理，可以将数据库对象和文件一起分成文件组。 1. 主文件组 主文件组包含主数据文件和任何没有明确分配给其他文件组的其他文件。 、2. 用户定义文

15、件组 用户定义文件组是通过在 CREATE DATABASE 或 ALTER DATABASE 语句中使用 FILEGROUP 关键字指定的任何文件组。,2.2.3 数据库文件组,2.3 系统数据库,SQL Server 2005包含下列数据库： 1. master数据库。master数据库是SQL Server中所有系统级信息的仓库，记录 SQL Server 系统的所有系统级信息。 2. msdb数据库。msdb 数据库由 SQL Server 代理用来计划警报和作业，关于备份操作的信息也存放在msdb数据库中。,2.3 系统数据库,3. model数据库。model 数据库是个模框，用于

16、 SQL Server 实例上创建的所有数据库的模板。 4. tempdb数据库。tempdb数据库是连接到 SQL Server 实例的所有用户都可用的全局资源，它保存所有临时表和临时存储过程，所有版本的更新记录和SQL Server Database Engine创建的内部工作表。,2.4 SQL Server 2005 数据库的创建,2.4.1 使用SQL Server Management Studio创建数据库 2.4.2 使用T-SQL创建数据库,2.4.1 使用SQL Server Management Studio创建数据库,启动SQL Server Management Studio窗口，右击“数据库”，选择“新建数据库”，则进入新建数据库的脚面。,2.4.1 使用SQL Server Management Studio创建数据库,“文件组”选项卡内可以设置数据库文件所属的文件组，单击“添加”按钮可以增加自定义名字的文件组。,2.4.2 使用T-SQL创建数据库,使用SQL Server Management Studio创建数据库时，