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1、陈 晨 编著,ACCESS数据库 实例教程,数据库设计是根据用户提出的信息需求所进行的设计工作,一个数据库设计是否合理、结构是否优化、是否规范将直接影响到数据管理的效率。合理的数据库结构设计可以提高数据存储的效率，保证数据的完整和一致。可见，数据库在信息管理系统中占有非常重要的地位，数据库结构设计的好坏将直接对应用系统的效率及实现的效果产生影响。数据库设计一般分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计四个阶段。,第二章 数据库设计 走进数据库世界,第二章 数据库设计 走进数据库世界,2.2 需求分析,从数据库设计的角度来看，需求分析的任务是对现实世界中需要处理的对象进行详细的调查，
2、明确用户的各种需要。需求分析的重点包括搜集、整理需要处理的信息，完整、清晰、准确地分析所要管理的数据，并在此基础上确定系统功能调查分析用户的活动，即调查、收集和分析用户数据管理中的信息需求（在数据库中应存储哪些数据）、处理需求（用户要求完成什么处理功能等）、安全性与完整性要求（在定义信息需求和处理需求的同时须给出相应的完全性和完整性约束）。,2.3 概念结构设计,概念结构设计是整个数据库设计的关键，目的是通过对数据库需求进行综合、归纳与抽象建立独立于具体数据库管理系统的概念模型。概念模型是指通过实体及实体关系描述不同类型的数据及数据之间的关系和约束。概念模型的表示方法有很多，最常用的是利用实体
3、关系图（ER图）来描述现实世界的概念模型。 1、实体关系图（ER图） 1）ER图组成 2）采用ER图进行数据库的概念设计步骤 2、实体关系图（ER图）设计实例 3、从ER图到关系模型的转换,2.3 概念结构设计,1、实体关系图（ER图） ER图提供了表示实体、属性和联系的方法，利用图形直观地表达实体之间的关系，将复杂的问题简单清晰化。 1）ER图组成 ER图中有三个基本成分组成部分，分别是实体、属性和联系。 实体：用矩形表示，矩形框内写明实体名。 属性：用椭圆形表示，属性与其对应的实体用实线连接起来。 例如，下图表示了员工实体及其属性。,2.3 概念结构设计,1、实体关系图（ER图） 例如，下
4、图表示了员工实体及其属性。,2.3 概念结构设计,1、实体关系图（ER图） 联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名。联系与其对应的实体用实线连接起来，同时在线的一旁标上联系的类型(1：1、1：n、m：m) ，如图2-2所示。联系本身也是一种实体，也可有其自己的属性。,2.3 概念结构设计,1、实体关系图（ER图） 2）采用ER图进行数据库概念设计的步骤 设计局部ER图，即首先进行实体的识别，实体用矩形表示；然后找到实体之间的联系，用菱形表示，并分析实体及其属性，用椭圆形表示；最后将实体和对应属性之间，实体和联系之间，联系和对应属性之间用实线连接，并在直线上标注联系的类型； 将局部ER图综合成全局
5、ER图； ER图的优化。,2.3 概念结构设计,1、实体关系图（ER图） ER图的优化包括以下三个原则： 合并相关实体类型。减少实体类型的个数； 消除冗余的属性，即消除可从其他属性值推导出来的属性。 消除冗余联系。 2、实体关系图（ER图）设计实例,具体实体关系图（ER图）设计实例请详见铁道 出版社出版的ACCESS数据库实例教程第二章。,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 1）两个实体之间的一对一关系的转换 转换规则：将两个实体类型分别转换为两个关系模式，并在其中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的主键及联系的属性。 2）两个实体类型之间的一对多联系的转换 转换规则：
6、将两个实体类型分别转换为两个关系模式，并在n端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型的主键及联系的属性来实现一对多的联系。,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 3）两个实体类型之间的多对多联系的转换 转换规则：两个实体类型之间的多对多联系，需要将“联系”也转换为关系模式，用来联系双方实体。“联系”的属性为两端实体类型的主键上联系类型的属性，且该关系模式主键为两端实体主键的组合。 4）两个以上实体类型之间多对多联系的转换 转换规则：两个以上实体类型之间的多对多联系，与两个实体类型之间多对多联系相似，需要将“联系”也转换为关系模式，该关系模式中必须包含被它联系的各个实体类型的主
7、键，如果有属性，也一起包含进去。,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 1）两个实体之间的一对一关系的转换,转换后得到两个关系模式，分别是： 公司（注册号，名称，地址） 经理（身份证号，姓名，性别，年龄，注册号，聘期）,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 2）两个实体类型之间的一对多联系的转换,转换后得到两个关系模式，分别是： 部门（部门号，名称，房间号） 员工（身份证号，姓名，性别，年龄，部门号，绩效）,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 3）两个实体类型之间的多对多联系的转换,转换后得到三个关系模式，分别是： 产品（产品号，名称，类别） 员工（
8、身份证号，姓名，性别，年龄） 销售（产品号，身份证号，日期，销售量，销售额）,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 4）两个以上实体类型之间多对多联系的转换,2.3 概念结构设计,3、从ER图到关系模型的转换 4）两个以上实体类型之间多对多联系的转换 共转换为四个关系模式，分别是： 部门（部门号，名称，部门电话） 产品（产品号，名称，类别，部门号） 员工（身份证号，姓名，性别，年龄，部门号） 销售（产品号，身份证号，日期，销售量，销售额）,2.4 逻辑结构设计,逻辑结构设计的任务是将概念数据库模型转换为逻辑数据库模型，并对其进行优化。关系数据库逻辑设计的过程就是关系结构的规范化过
9、程，从而保证数据库设计规范化，避免数据的冗余并保证数据的一致性，避免出现操作异常（插入异常与删除异常，主要对应用于存在复合主键的情况），满足数据库管理的要求。 1、规范化设计 2、规范化过程 3、规范化设计实例,2.4 逻辑结构设计,1、规范化设计 数据库的优化过程包括三个范式等级，分别是第一范式、第二范式和第三范式。 1）第一范式（1NF） 每个属性都是不可分割的原子值，即每个数据项都是单项，也就是说表中无表。 2）第二范式（2NF） 在满足第一范式的基础上，每个非主属性都完全函数依赖于主键，即如果主键由复合键组成，则每一个非主属性都完全函数依赖于复合键的每一项，而非依赖于复合键的一部分。
10、3）第三范式（3NF） 在满足第二范式的基础上，每个非主属性都非传递函数依赖于主键，即不存在非主属性依赖于另一个非主属性。,2.4 逻辑结构设计,2、规范化过程 从第一范式到第三范式的过程实际上就是关系数据库结构的逻辑设计和优化过程。规范化实际上是对表的分解操作，即将不符合范式要求的属性从原表中分解出去，建立新表，直至满足范式的要求为止。如下图规范化过程示意图。,2.4 逻辑结构设计,3、规范化设计实例,具体规范化设计实例请详见铁道出版社出版的 ACCESS数据库实例教程第二章。,2.5 物理结构设计,数据库物理结构设计的任务是在逻辑设计模型的基础 上建立数据库的物理模型，为每个关系模式选取一
11、个合适 的存储结构和存取方法，建立满足系统要求的、安全高效 运行的、使用方便的数据库。 数据库物理结构设计的主要内容包括： 1、根据逻辑模型创建基本表； 2、定义表的主键和外键，安排表之间的关联； 3、创建索引和视图； 4、定义数据库管理员和用户，并为不同的人员设置 相应的权限； 5、指定数据库备份和修复的方案。,数据库实施阶段的主要任务包括： 1）根据物理设计结果创建数据库； 2）将要管理的数据输入或导入到数据库。 数据库建好后仍需要对其不断地进行维护，以保证数 据库能够满足用户的需要。数据库的维护主要包括： 1）记录系统运行的情况，及时处理出现的各类问题 2）定时进行数据的备份，并在需要的时候将破坏的 数据进行恢复； 3）增加或删除用户，并对用户的使用权限进行调整 和修改； 4）对数据库的安全性和完整性进行维护。,2.6 数据库实施、使用与维护,2.7 本章小结,本章介绍了数据库设计过程中涉及的需求分析、概念 结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计四个阶段，以及 数据库设计中常用的实体关系图、规范化设计的相关知识 回顾本章的主要内容如下（分掌握、理解、了解三个 层次）： 需求分析（理解） 概念结构设计（掌握） 逻辑结构设计（掌握） 物理结构设计（理解） 数据库实施、使用与维护（了解）,陈 晨 编著,Thank you!,第二章 数据库设计 走进数据库世界,
