为什么需要设计数据库
问题：
- 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
- 糟糕的数据库设计
- 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
- 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：……
- 安装部署：……
设计数据库的步骤
- 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）
- 标识数据库要管理的关键对象或实体，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）
为什么使用E-R图
绘制E-R图
E-R图
映射基数
酒店管理系统的数据库
关系模式
- 用二维表的形式表示实体和实体间联系的数据模型即关系模式
- 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
- 酒店管理系统数据库的关系模式是
- 客房（客房号、客房描述、客房类型、客房状态、床位数、入住人数、价格）
- 客人（客人编号，客人姓名、身份证号、入住日期、结账日期、押金、总金额、客房号）
转化E-R图为数据库模型图
示例：
- 将各实体转换为对应的表，将各属性转换为各表对应的列
- 标识每个表的主键列
- 在表之间建立主外键，体现实体
为什么需要数据规范化
- 不合规范的表设计
- 信息重复
- 更新异常
- 插入异常
- 无法正确表示信息
- 删除异常
- 丢失有效信息
使用三大范式规范数据库表的设计：
第一范式 (1st NF)
示例：
- 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（也称为最小的原子单元），则满足第一范式（1NF）
第二范式 (2nd NF)
示例：
Guest Registration
第三范式 (3nd NF)
示例：
规范化的酒店管理系统E-R图
示例：
规范化的酒店管理系统数据库模型
酒店管理系统数据库模型图
规范化示例---
示例：
- 假设某建筑公司要设计一个数据库。公司的业务规则概括说明如下
- 公司承担多个工程项目，每一项工程有：工程号、工程名称、施工人员等
- 公司有多名职工，每一名职工有：职工号、姓名、性别、职务（工程师、技术员）等
- 公司按照工时和小时工资率支付工资，小时工资率由职工的职务决定（例如，技术员的小时工资率与工程师不同）
公司定期制定一个工资报表：
公司定期制定的项目工时表
*表中包含大量冗余数据，可能会导致数据异常
更新异常
添加异常
删除异常
如何解决？
示例：
一张表描述了多件事情
示例：
一张表描述了多件事情
示例：
应用第三范式规范化
规范化和性能的关系
- 为满足某种商业目标，数据库性能比规范化数据库更重要
- 通过在给定的表中添加额外的字段，以大量减少需要从中搜索信息所需的时间
- 通过在给定的表中插入计算列（如成绩总分），以方便查询
- 在数据规范化同时，要综合考虑数据库的性能
总结