数据库模式设计及其规范化.ppt

数据库模式设计及其规范化 杨德仁 2011年11月15日 西部CA 数据库设计的两个途径 自底向上 从报表开始 报表是一个视图或复杂的关系模式 需要规范化 如何规范化？ 自上而下（“详细设计”阶段） 从类或对象开始 联系在何体现？ E-R图 扩展的E-R图（ISA关系） 实体和联系需要转换 转化规则在何？ 大纲 数据库模式的定义 数据库模型设计（E-R图） 从E-R模型向关系模式转换 数据库设计的规范化(bottom-up) 数据冗余和数据异常 基于码和数据依赖的规范化 数据依赖 函数依赖 多值依赖 投影依赖，…… 规范化的结果：一系列小表 查询优化：反规范化 数据库模式的定义 数据库 数据库由多个关系（表）构成，表达系统的信息。 关系模式与关系实例 码（key，键） 三种模型 概念模型（E-R模型） 逻辑模型（关系模式） 物理模型（存储结构）：索引，存储，化简访问瓶颈 关系模式和关系实例 关系的描述称作关系模式，包括关系名、关系中的属性名、属性向域的映象、属性间的数据依赖关系等 关系模式可以形式化地表示为：R（U，D，dom，F） R 关系名 U 组成该关系的属性名集合 D 属性组U中属性所来自的域 dom 属性向域的映象集合，直接说明为属性的类型、长度等 F 属性间的数据依赖关系集合 某一时刻对应某个关系模式的内容(元组的集合)称作关系实例，简称为关系 关系模式是型，是稳定的； 关系是某时刻的值，是不断变化的，是一种快照，如同我们夜间仰望星空 ！ 元组的语义 表示实体、实体之间的联系 关系模式的码 按组成 简单码 组合码 全码（所有属性都是码的组成） 按使用情况 主码（在用） 候选码（够条件，备用） 按包含关系 码 超码（最小的超码为候选码） 按关联关系 主码 外码 关系模式的完整性 三种完整性 实体完整性 唯一，不能重复； 不能为空，若属性A是关系R的主属性，则A不能取空值。 参照完整性 体现实体之间的联系 用户自己定义的完整性（约束机制） 如属性取值，或其它业务规则，如何实现？ 系统的支持性 实体完整性和参照完整性由系统自动支持 系统应提供定义和检验用户定义的完整性的机制 实现机制：模式定义，约束（取值范围），触发器（业务规则）等 数据库模型设计 从概念模模型(E-R图)开始 基于E-R联系 实体 强实体与弱实体（如还款项） 联系 按参与联系的实体数目分类 二元联系与多元联系 按基数分类（针对二元联系） 1:1，1:m(m:1)，m:n 工具 Powerdesigner，ERWIN等 数据库模型设计 数据库模型设计 强实体集：有主码的实体集 弱实体集：单独不能存在或意义不完整的实体 没有足够的属性以形成主码； 如，payment 的payment_number（还款序列号，部分码）针对贷款，不同贷款 payment_number可以相同 弱实体集，与另一个称为标识实体集（属主实体集）的实体集关联才有意义 弱实体集与其标识实体集相关联的联系成为标识性联系 标识性联系是从弱实体集到标识实体集的多对一联系，并且弱实体集全部参与联系 弱实体集的分辨符(或称部分码)是用于区分某个弱实体集的所有实体的属性集合（如还款序列号） 弱实体集的主码由标识实体集的主码加上弱实体集的分辨符构成 数据库模型设计 弱实体集用双矩形表示，标识性联系使用双菱形表示 使用虚下划线标识弱实体集的分辨符（部分码） payment_number ：payment实体集的分辨符 payment 主码 ：(loan_number, payment_number) 数据库模型设计 联系 可以有属性 分类 二元联系 多元联系 在实体集和联系集之间，用箭头或线段表示基数约束： 有向直线(?)指向“一”方， 无向直线(—)表示“多”。 基数约束 三种：1:n,n:1,m:n 数据库模型设计 实体集在联系集中的参与 完全参与 (用双线表达)：实体集中的每个实体参与联系集中的至少一个联系 如，borrower中的 loan 是完全参与 每项 loan 通过borrower必须有一个客户与之相关联 角色 实体在联系中的作用称为实体的角色 同一个实体集在一个联系集中参与的次数大于1时，则每次参与具有不同的角色（自环联系集） 在E-R 图中，通过对连接菱形和矩形的直线做标签来显示角色 角色标签是可选的，用于澄清联系的语义 E-R模型转化为关系模式 参考论文：ER模型转换为关系模式的实用规则（潘文林 ） E-R图所表达的数据库，可用关系模式集合表示，一般而言(要看具体情况)： 对于每个实体集和联系集，都有唯一的关系模式与之对应，关系模式名即为相应的实体集和联系集的名称 每一关系模式有多个属性，属性