数据库设计-PPT课件
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数据库5章数据库设计
E-R图向关系模型的转换：
码原则：
一个实体型转换为一个关系模式：实体的属性就是关系的 属 性，实体的码就是关系的码。
一个联系转换为一个关系模式：与该联系相连的各实体的码以 及联系的属性转换为该关系的属性。该关系的码有五种情况：
若联系是1:1：则每个实体的码均是该关系的候选码。 若联系是1:n：则关系的码是n端实体的码。 若联系是m:n：则关系的码是参加联系的诸实体的码的集合。 若联系是三个或三个以上的实体的一个多元联系可以转换为一个关系模
① 确定局部E-R图实体之间的函数依赖。 ② 求F的最小依赖集Fm，求其差集，即
D=F-Fm ③ 逐一考察D中每一函数依赖，确定是否为冗余，若是，就把 它去掉。
5.4 逻辑结构设计
任务：将基本E-R模型转换为DBMS所支持的数据模型。 关系型逻辑结构设计的步骤：
1) 将概念结构转换为关系模型 2) 优化模型 3) 设计适合DBMS的子模式
第五章 数据库设计
5.1 数据库设计概述 5.2 需求分析 5.3 概念结构设计 5.4 逻辑结构设计 5.5 数据库物理设计
数据库技术的研究领域
数据库管理系统软件的研制（×）
DBMS的研制包括DBMS本身以及以DBMS为核心的饿一组相互联系的软 件系统。目标是扩大功能、提高性能和用户的生产率。
5.2 需求分析
5.数据库应用系统的数据字典 包括：
数据项 数据结构 数据流 数据存储 处理过程
5.2 需求分析
例：下图给出了某机器制造厂的零配 件采购子系统的数据流图。该子系统 要处理的工作是生产部门提出的生产 计划根据零配件当前价格计算成本送 主管部门审批，对已批准生产计划制 定采购计划，准备好订货单给供应商。
数据库ER图设计PPT课件
-
7
教学进度
No Image
计算机科学与工程系
(5) 实体型：用实体名和属性名称集来描述同 类实体。
如：学生(学号，姓名，年龄，性别)就是一个 实体型。所有学生都可用这一实体型进行描述。
2. 联系与联系集
两个或两个以上的实体集间的关联关系的描述。
如：系与系主任、班级与班长(1:1关系) ；系与 教研室、班级与学生(1:n关系) ；学生与课程、教师 与课程(m:n关系) 。
-
24
教学进度
No Image
计算机科学与工程系
(1) 1NF：若一个关系模式R的所有属性都是不可再分 的基本数据项，则该关系模式属于1NF。
例如：教师关系表如下，判断是否为第一范式，并规范 教师关系。
教师关系
修改后的教师关系
联系电话 教师编号 姓名 系别
联系电话1 联系电话2
95010 张乐 经济 1234
学院(学院编号,学院名称,院长姓名,学院电话,学 院地址)
学院编号
学院名称 院长姓名 学院电话 学院地址
学院
-
15
教学进度
No Image
计算机科学与工程系
② 一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式， 也可以与任意一端对应的关系模式合并。
举例：两个实体:一对一联系
系
1
拥有 1
系主任
系编号 系名字 系性质 联系 工号
12345678
95011 赵希明 经济 2345
23456789
95012 李小平 经济 3456
34567890
…
……
…
…
教师编号 姓名 系别 联系电话1 联系电话2
95010 95011 95012
数据库物理设计(共93张PPT)
ห้องสมุดไป่ตู้
班主任
管理
班级
上课
教室
指导
组成
宿舍
住宿 性别 拥有 学生
归档
档案材料
课程管理的E-R图
教室
开设
课程
选修
学生
讲授
成绩
教学
教科书
教师
6.3.3E-R图的集成（1）
• 不同设计人员进行局部视图设计，这导 致各分E-R图之间存在许多不一致的地方 ，因此着力消除冲突是主要工作与关键 所在
属性域冲突：属性值的类型、取值范围 、取值集合不同
2.班主任改为教师后，教室和学生之间的联系为两类，因为“指导”包含 在“教学”中，所以综合为教学联系
3.性别在学籍管理为实体，在课程管理中为属性，合并后只能作 为实体，否则无法与宿舍实体发生联系
4.二者中学生实体属性组成及次序都存在差异，应将所有属性综 合并重新调整次序。
6.3.3E-R图的修改与重构（1）
• 在多层数据流图中选择一个适当层次的 数据流图，让每一部分对应一个局部应 用，因为中层的数据流图能较好地反映 系统中各局部应用的子系统组成，所以 一般作为分E-R图的依据
• 参照数据流图，标定局部应用中的实体 、实体的属性、标识实体的码，确定实 体之间的联系及其类型。
6.3.2设计分E-R图（2）
数据库设计过程图
数据库运行和维护
数据库实施 数据库物理设计
逻辑结构设计
概念结构设计
需求分析
• 重点是调查、收集与分析用户在数据管 理中的信息要求、处理要求、安全性和 完整性要求
信息要求-用户需从库中获得信息的内容 和性质，存储哪些信息于库中
处理要求-要求完成的功能、响应时间、 方式是批处理还是联机处理
班主任
管理
班级
上课
教室
指导
组成
宿舍
住宿 性别 拥有 学生
归档
档案材料
课程管理的E-R图
教室
开设
课程
选修
学生
讲授
成绩
教学
教科书
教师
6.3.3E-R图的集成（1）
• 不同设计人员进行局部视图设计，这导 致各分E-R图之间存在许多不一致的地方 ，因此着力消除冲突是主要工作与关键 所在
属性域冲突：属性值的类型、取值范围 、取值集合不同
2.班主任改为教师后，教室和学生之间的联系为两类，因为“指导”包含 在“教学”中，所以综合为教学联系
3.性别在学籍管理为实体，在课程管理中为属性，合并后只能作 为实体，否则无法与宿舍实体发生联系
4.二者中学生实体属性组成及次序都存在差异，应将所有属性综 合并重新调整次序。
6.3.3E-R图的修改与重构（1）
• 在多层数据流图中选择一个适当层次的 数据流图，让每一部分对应一个局部应 用，因为中层的数据流图能较好地反映 系统中各局部应用的子系统组成，所以 一般作为分E-R图的依据
• 参照数据流图，标定局部应用中的实体 、实体的属性、标识实体的码，确定实 体之间的联系及其类型。
6.3.2设计分E-R图（2）
数据库设计过程图
数据库运行和维护
数据库实施 数据库物理设计
逻辑结构设计
概念结构设计
需求分析
• 重点是调查、收集与分析用户在数据管 理中的信息要求、处理要求、安全性和 完整性要求
信息要求-用户需从库中获得信息的内容 和性质，存储哪些信息于库中
处理要求-要求完成的功能、响应时间、 方式是批处理还是联机处理
《数据库》课件
数据库性能优化
掌握常见的数据库性能问题和优 化方法，包括索引优化、查询优 化等。
数据库备份和恢复
了解数据库备份和恢复的方法和 工具，以及如何规避备份恢复过 程中的常见错误。
数据库安全性和权限管理
掌握数据库的安全性管பைடு நூலகம்和权限 设置方法，以确保数据安全和保 密性。
案例分析与应用实践
1
数据库设计案例分析
2 掌握数据库操作和SQL语言
熟悉数据库的基本操作、SQL查询语句和常用 函数，并学习SQL语言的基础语法。
3 解决常见数据库问题
了解数据库的常见问题和解决方法，包括性 能优化、备份恢复和安全性管理等。
4 应用实践和案例分析
通过案例分析和应用实践，深入理解数据库 设计和操作的实际应用。
数据库操作与SQL语言
1
基本的数据库操作
了解数据库的基本操作，如增删改查等，并熟练掌握这些操作的语法和用法。
2
SQL语言的基础语法
学习SQL语言的基本语法和命令，包括创建表格、修改数据、授权等。
3
SQL查询语句和常用函数
掌握SQL查询语句和常用的聚合函数，如AVG、COUNT等，以及应用场景。
常见数据库问题与解决方法
数据库
欢迎来到 《数据库》PPT课件！在这个课程中，您将学习数据库的基础知识， 了解如何设计和操作数据库，以及处理常见数据库问题的解决方法。让我们 开始！
数据库基础知识
数据库管理系统介绍
了解什么是数据库管理系统 （DBMS）以及它的作用和好处。
常见的数据库类型和应用 场景
了解不同类型的数据库及其特点， 并学习如何根据需求选择恰当的 数据库。
数据库的定义和作用
掌握数据库的基本概念，了解它 在实际应用中的作用和意义。
数据库设计方案(PPT)
历史数据分析
对历史性能数据进行统计分析，发现 潜在的性能问题和趋势，为未来的优 化提供参考。
数据库版本控制
版本控制工具 版本变更记录 版本回滚机制 版本发布流程
使用专业的版本控制工具（如Git）对数据库结构和数据进行版本 管理。
记录每次数据库变更的详细信息，包括变更内容、执行人、执行 时间等。
当新版本出现问题时，能够快速回滚到上一个稳定版本，保证数 据库的稳定性和可用性。
在数据迁移前，对原数据库进行完整备份， 确保数据安全。同时，制定数据恢复方案， 以防迁移过程中出现问题。
数据转换与清洗
迁移测试
在迁移过程中，进行数据转换和清洗工作， 确保数据的准确性和一致性。
在正式迁移前，进行迁移测试，验证迁移方 案的可行性和准确性。
测试与验收流程
功能测试
对数据库的各项功能进行测试，包括数据 的增删改查、索引、存储过程、触发器等，
安全审计
记录数据库操作日志， 以便追踪和审查潜在的 安全问题。
数据库性能监控
监控数据库性能指标 定期收集和分析数据库性能指标，如查 询响应时间、吞吐量、并发连接数等。
预警机制 设定性能阈值，当数据库性能达到或 超过预警值时，自动触发报警通知管
理员。
优化数据库性能
根据性能监控结果，对数据库进行优 化，包括调整数据库参数、优化查询 语句、增加硬件资源等。
确保数据库功能正常。
安全测试
对数据库的安全性进行测试，包括访问控 制、数据加密、防止SQL注入等，确保数
据库安全无虞。
性能测试
对数据库进行压力测试和性能测试，验证 数据库在高并发、大数据量下的性能表现。
验收流程
制定详细的验收流程和标准，对项目组提 交的数据库设计方案进行审查和评估，确 保数据库设计符合项目需求和标准。
对历史性能数据进行统计分析，发现 潜在的性能问题和趋势，为未来的优 化提供参考。
数据库版本控制
版本控制工具 版本变更记录 版本回滚机制 版本发布流程
使用专业的版本控制工具（如Git）对数据库结构和数据进行版本 管理。
记录每次数据库变更的详细信息，包括变更内容、执行人、执行 时间等。
当新版本出现问题时，能够快速回滚到上一个稳定版本，保证数 据库的稳定性和可用性。
在数据迁移前，对原数据库进行完整备份， 确保数据安全。同时，制定数据恢复方案， 以防迁移过程中出现问题。
数据转换与清洗
迁移测试
在迁移过程中，进行数据转换和清洗工作， 确保数据的准确性和一致性。
在正式迁移前，进行迁移测试，验证迁移方 案的可行性和准确性。
测试与验收流程
功能测试
对数据库的各项功能进行测试，包括数据 的增删改查、索引、存储过程、触发器等，
安全审计
记录数据库操作日志， 以便追踪和审查潜在的 安全问题。
数据库性能监控
监控数据库性能指标 定期收集和分析数据库性能指标，如查 询响应时间、吞吐量、并发连接数等。
预警机制 设定性能阈值，当数据库性能达到或 超过预警值时，自动触发报警通知管
理员。
优化数据库性能
根据性能监控结果，对数据库进行优 化，包括调整数据库参数、优化查询 语句、增加硬件资源等。
确保数据库功能正常。
安全测试
对数据库的安全性进行测试，包括访问控 制、数据加密、防止SQL注入等，确保数
据库安全无虞。
性能测试
对数据库进行压力测试和性能测试，验证 数据库在高并发、大数据量下的性能表现。
验收流程
制定详细的验收流程和标准，对项目组提 交的数据库设计方案进行审查和评估，确 保数据库设计符合项目需求和标准。
《数据库设计》ppt课件
数据库设计流程与步骤
步骤
1. 收集和分析用户需求，确定系统功能和性能要求。
2. 选择合适的数据模型，设计概念结构，形成概念模式。
数据库设计流程与步骤
02
03
04
01
数据库设计流程与步骤
3. 将概念模式转换为逻辑模式，进行逻辑优化。
4. 选择物理存储结构，设计物理模式，进行物理优化。
5. 用DDL定义数据库结构，组织数据入库，编制与调试应用程序。
《数据库设计》ppt课件
目录
数据库设计概述 需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计 数据库实施与维护 案例分析与实战演练
01
CHAPTER
数据库设计概述
数据库设计是指根据用户需求，运用数据库技术，设计数据库结构、建立数据库及其应用系统的过程。
定义
数据库设计是信息系统开发过程中的重要环节，直接影响系统的性能、可扩展性、可维护性等。
数据模型优化与规范化
外模式/内模式映射
定义用户子模式与逻辑模式之间的映射关系，实现数据的逻辑独立性和物理独立性。
安全性控制
在用户子模式设计中考虑数据的安全性控制，如访问权限、加密等。
视图设计
根据用户需求和安全控制要求，设计相应的视图来限制用户对数据的访问。
用户子模式设计
05
CHAPTER
物理结构设计
联系
用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1, 1:n, m:n）。
码
在属性下方加上下划线表示该属性为码属性。
视图集成
将多个用户的局部视图合并成一个全局视图的过程。包括合并各个局部视图的实体、属性和联系，生成全局视图。
学生选课系统数据库设计51页PPT
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
学生选课系统数据库设计
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
学生选课系统数据库设计
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
数据库设计(共38张PPT)
法为：
可将“一方”实体的主关键字纳入“n方”实体转换后
的数据表中作为“外部关键字”，同时把关系的属性也一并
其中。
一对多中的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
N
学生
班级（班级编号、班级名称）
属于
学生（学号、姓名、性别、年龄、班级编 号）
班级
1
编号
名称
多对多的关系转换为数据表
如果实体A和实体B之间是多对多的关系，必须按以下 原则转换化数据表：
第二范式
第二范式是在第一范式的基础上，确保表中的每列都 和主键相关。即要求一个表只描述一件事情。
职工信息
工程信息
劳资信息
第二范式
工程信息
职工信息 劳资信息
第三范式
第三范式是在第二范式的基础上，确保表中每列都 和主键直接相关，而不是间接相关。间接相关又称 为传递依赖。
假设数据表中A、B、C三列，如果A->B，而B->C，则
1. 必须对“关系”单独建立一个数据表。
2. 该数据表的属性中至少要包括实体A和实体B的主关键字作为
外键，并且如果关系有属性，也要归入这个关系中。
多对多的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
学生
学生（学号、姓名、性别、年龄）
N
选课
课程（课程号、名称、课时、学分）
N
选课（编号、学号、课程号）
课程
课程号
名称
ID编号列，它没有实际含义，用于做主键。 例如：通知数据表中除了标题、内容外，还应加一个ID主键列 ，用以区分每条记录。
3. 如果实体之间有某种关系，还要在表中添加外键。
学生选课系统中各实体转换为数 据表
可将“一方”实体的主关键字纳入“n方”实体转换后
的数据表中作为“外部关键字”，同时把关系的属性也一并
其中。
一对多中的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
N
学生
班级（班级编号、班级名称）
属于
学生（学号、姓名、性别、年龄、班级编 号）
班级
1
编号
名称
多对多的关系转换为数据表
如果实体A和实体B之间是多对多的关系，必须按以下 原则转换化数据表：
第二范式
第二范式是在第一范式的基础上，确保表中的每列都 和主键相关。即要求一个表只描述一件事情。
职工信息
工程信息
劳资信息
第二范式
工程信息
职工信息 劳资信息
第三范式
第三范式是在第二范式的基础上，确保表中每列都 和主键直接相关，而不是间接相关。间接相关又称 为传递依赖。
假设数据表中A、B、C三列，如果A->B，而B->C，则
1. 必须对“关系”单独建立一个数据表。
2. 该数据表的属性中至少要包括实体A和实体B的主关键字作为
外键，并且如果关系有属性，也要归入这个关系中。
多对多的关系转换为数据表
学号
姓名
年龄
性别
学生
学生（学号、姓名、性别、年龄）
N
选课
课程（课程号、名称、课时、学分）
N
选课（编号、学号、课程号）
课程
课程号
名称
ID编号列，它没有实际含义，用于做主键。 例如：通知数据表中除了标题、内容外，还应加一个ID主键列 ，用以区分每条记录。
3. 如果实体之间有某种关系，还要在表中添加外键。
学生选课系统中各实体转换为数 据表