北大青鳥SQL Server 2005教案第4章-數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與管理

第4章

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與管理

本章要點(diǎn)：本章主要介紹了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，設(shè)置數(shù)據(jù)選項(xiàng)，修改、刪除、壓縮、備份和還原數(shù)據(jù)庫以及發(fā)布內(nèi)容和訂閱數(shù)據(jù)庫等。第4章

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與管理

4.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)概述4.2構(gòu)建E-R關(guān)系數(shù)據(jù)模型4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的規(guī)范化4.4數(shù)據(jù)字典4.5概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

4.6邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

第4章

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與管理

4.7物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

4.8SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

4.9

SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的修改4.10

刪除數(shù)據(jù)庫4.11SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的壓縮

4.12SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的備份與還原4.13發(fā)布內(nèi)容和訂閱數(shù)據(jù)庫

4.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)概述數(shù)據(jù)庫方法學(xué)（DesignMethodology）一種使用過程、技巧、工具和文檔來支持和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程的結(jié)構(gòu)化方法。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法學(xué)由一系列步驟組成，這些步驟在工程的每個(gè)階段引導(dǎo)設(shè)計(jì)者使用合適的技術(shù)，這些階段還幫助設(shè)計(jì)者規(guī)劃、管理、控制和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫開發(fā)過程。4.2構(gòu)建E-R關(guān)系數(shù)據(jù)模型4.2.1實(shí)體4.2.2鍵4.2.3關(guān)系的多樣性4.2.4關(guān)系上的屬性4.2.5E-R模型中的設(shè)計(jì)問題4.2.1實(shí)體實(shí)體（Entity）：一組有相同屬性的對(duì)象，被用戶標(biāo)識(shí)為獨(dú)立存在的對(duì)角集合。它代表一組現(xiàn)實(shí)世界中的對(duì)象集合，它們有相同的屬性，每個(gè)對(duì)象必須在集合中被唯一地標(biāo)識(shí)表示。4.2.1實(shí)體一個(gè)實(shí)體是獨(dú)立存在的，代表一組物理存在（現(xiàn)實(shí)）或是概念存在（抽象）的對(duì)象的集合。每個(gè)實(shí)體可以用矩形來表示，在矩形中寫上實(shí)體的名字，名字通常是一個(gè)名詞：

關(guān)系（Relationship）：實(shí)體之間的具有某種含義的關(guān)聯(lián)。一個(gè)關(guān)系是特定實(shí)體之間的一組關(guān)聯(lián)。和實(shí)體一樣，每個(gè)關(guān)系在集合中也要被唯一地標(biāo)識(shí)。一個(gè)可以唯一標(biāo)識(shí)的關(guān)聯(lián)叫做關(guān)系事件（RelationshipOccurrence）。

工廠加工原料”和“工廠出售產(chǎn)品”的關(guān)系4.2.1實(shí)體度（DegreeofaRelationship）：它是指在關(guān)系中參與的實(shí)體的數(shù)目。一個(gè)度數(shù)為3的關(guān)系叫做三元關(guān)系.例如：三方實(shí)體“部門”、“員工”、“會(huì)員”參與“注冊(cè)”

屬性（Attribute）：體或關(guān)系的性質(zhì)。屬性代表需要知道的有關(guān)實(shí)體的內(nèi)容。屬性可以分為：簡(jiǎn)單屬性和復(fù)合屬性單值屬性和多值屬性。4.2.2鍵實(shí)體的鍵可以分為：超鍵（SuperKey）、候選鍵（CandidateKey）、主鍵（PrimaryKey）和備用鍵（AlternateKey）。超鍵：可以惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體的屬性或者屬性組。候選鍵：可以惟一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體的最小數(shù)目的屬性的超鍵。主鍵：被選中作為標(biāo)識(shí)實(shí)體的候選鍵。備用鍵：沒有被選為主鍵的候選鍵。書實(shí)體以及它的屬性的E-R模型4.2.3關(guān)系的多樣性

1.一對(duì)一關(guān)系1）找出多樣性2）1:1關(guān)系圖形化表示

2.一對(duì)多關(guān)系1）找多樣性約束2）1:*關(guān)系的圖形化表示3.多對(duì)多關(guān)系1）找出多樣性約束2）*:*關(guān)系的圖形化表示圖4-7(a)使用員工和部門的主鍵屬性值顯示了“部門編號(hào)有員工編號(hào)”圖4-8用演員和電影實(shí)體的主鍵屬性值表示了“演員演出電影”的關(guān)系。4.2.4關(guān)系上的屬性考慮演出關(guān)系，它關(guān)聯(lián)實(shí)體演員和電影，也可以關(guān)心演員在電影中所扮演的角色。這個(gè)信息是和演出關(guān)系相關(guān)聯(lián)而不是和實(shí)體演員或電影相關(guān)聯(lián)。所以，創(chuàng)建一個(gè)叫做角色的屬性來存儲(chǔ)這個(gè)信息，并把它分配到演出這個(gè)關(guān)系中

2.4.5

E-R模型中的設(shè)計(jì)問題1.扇形陷阱（FanTrap）扇形陷阱：從第三個(gè)實(shí)體扇出的兩個(gè)實(shí)體有1:*關(guān)系，但這兩個(gè)實(shí)體之間還應(yīng)該有直接關(guān)系以提供必要的信息。下圖說明了一個(gè)潛在的扇形陷阱。圖4-102.4.5E-R模型中的設(shè)計(jì)問題2.深坑陷阱（ChasmTrap）深坑陷阱：假設(shè)兩個(gè)實(shí)體之間存在關(guān)系，但這些實(shí)體之間不存在路徑。深坑陷阱可能出現(xiàn)的地方是存在可選參與的關(guān)系組成了相關(guān)實(shí)體之間的路徑。下圖說明了一個(gè)潛在的深坑陷阱的情況。圖4-11員工-分公司表是員工表和分公司表的一種替換模式。這三個(gè)表有以下結(jié)構(gòu)，每一個(gè)表的主鍵用下劃線標(biāo)識(shí)：?jiǎn)T工表（員工編號(hào)，姓名，職位，年薪，分公司編號(hào)）分公司表（分公司編號(hào)，公司地址，電話）員工-分公司表（員工編號(hào)，姓名，職位，年薪，分公司編號(hào)，分公司地址，分公司電話）4.3.1數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)表更新異常1.插入異常一共有兩種插入異常

:

（1）為了插入一名新員工到員工-分公司表中，必須包括分公司的詳細(xì)信息，這個(gè)信息決定員工屬于哪個(gè)分公司。（2）如果要在員工-分公司表中插入一個(gè)新的、目前還沒有員工的分公司的詳細(xì)信息，需要在與員工有關(guān)的列，比如員工編號(hào)，輸入空值。

圖4-122.刪除異常如圖4-13所示的表的設(shè)計(jì)就避免刪除異常問題的出現(xiàn)圖4-133.更改異常4.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的規(guī)范化4.3.1數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)表更新異常4.3.2第一范式4.3.3第二范式4.3.4第三范式4.3.2第一范式第一范式（FirstNormalForm，1NF）：每個(gè)列和記錄包含一個(gè)而且只包含一個(gè)值的表。圖4-14圖4-154.3.3第二范式第二范式（SecondNormalForm，2NF）：一個(gè)第一范式的表并且每個(gè)非主鍵列都可以從構(gòu)成主鍵的全部的列得到。第二范式僅僅應(yīng)用于具有復(fù)合主鍵的表。具有單列主鍵的表自動(dòng)就是2NF。圖4-16圖4-174.3.4第三范式第三范式（ThirdNormalForm，3NF）：是一個(gè)已經(jīng)是第一范式和第二范式的表，并且所有非主鍵列的值都只能由主鍵列中決定，而不能由其它非主鍵列決定。雖然有了第一范式和第二范式已以可以減少很多的數(shù)據(jù)冗余，但它們還是有可能出現(xiàn)更改異常。圖4-18圖4-194.4數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典：各類數(shù)據(jù)描述的集合，是進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析所獲得的主要成果。數(shù)據(jù)字典通常包括:1.數(shù)據(jù)項(xiàng)2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.數(shù)據(jù)流4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)5.處理過程4.5概念數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)4.5.1數(shù)據(jù)抽象與局部E-R圖設(shè)計(jì)4.5.2合并局部E-R圖4.5.1數(shù)據(jù)抽象與局部E-R圖設(shè)計(jì)1.數(shù)據(jù)抽象概念結(jié)構(gòu)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的一種抽象。所抽象是對(duì)實(shí)際的人、物、事和動(dòng)作進(jìn)行人為處理，抽取所關(guān)心的共同特性，并把這些用各種概念精確地另以描述，這些概念組成了某種模型。一般有二種抽象方法:1）分類（Classification）2）聚集（Aggregation）

圖4-20圖4-214.5.1數(shù)據(jù)抽象與局部E-R圖設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)分E-R圖概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先是利用上面介紹的抽象方法把用戶需求的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織（聚集），形成實(shí)體、實(shí)體的屬性，標(biāo)識(shí)實(shí)體，確定實(shí)體之間的聯(lián)系類型（1:1、1:*、*:*），設(shè)計(jì)分E-R圖。1）選擇部分應(yīng)用2）逐一設(shè)計(jì)分E-R圖圖4-22圖4-234.5.2合并局部E-R圖1.合并分E-R圖，生成初步E-R圖各個(gè)局部的子系統(tǒng)面向的問題不同，且通常是由不同的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分E-R圖的設(shè)計(jì)，這就會(huì)導(dǎo)致各個(gè)分E-R圖之間必定會(huì)存在許多不一致的地方，這就是沖突。各分E-R圖之間的沖突主要有三種：1）屬性沖突2）命名沖突3）結(jié)構(gòu)沖突。4.5.2合并局部E-R圖2.消除不必要的冗余

消除冗余主要采用分析方法，即以數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)流程圖為依據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)字典中關(guān)于數(shù)據(jù)項(xiàng)之間邏輯關(guān)系的說明來消除冗余。4.6邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)邏輯結(jié)構(gòu)分兩步進(jìn)行：（1）將概念模型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為一般的關(guān)系、網(wǎng)狀、層次模型。（2）對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化。4.6邏輯數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)4.6.1E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換4.6.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化4.6.1E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換要解決的問題是如何將實(shí)體和實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型式，如何確定這些關(guān)系模式的屬性。將E-R圖換為關(guān)系模型實(shí)際上就是要將實(shí)體、實(shí)體的屬性和實(shí)體間的聯(lián)系轉(zhuǎn)換為關(guān)系模式。把圖4-24的E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型：關(guān)系的主鍵用下劃線標(biāo)出。產(chǎn)品（產(chǎn)品號(hào)，型號(hào)，單價(jià)，零件號(hào)，…）此為產(chǎn)品實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式。該關(guān)系模式已包含了聯(lián)系——“構(gòu)成”所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式。零件（零件號(hào)，名稱，型號(hào)，單價(jià)，…）此為“零件”實(shí)體對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式。構(gòu)成（產(chǎn)品號(hào)，零件號(hào)，工藝，…）此為聯(lián)系“構(gòu)成”所對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式。圖4-244.6.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化優(yōu)化的方法：

（1）確定數(shù)據(jù)的依賴。（2）對(duì)于各關(guān)系模式之間的數(shù)據(jù)依賴進(jìn)行極小化處理，消除冗余的聯(lián)系。（3）按照數(shù)據(jù)依賴的理論對(duì)關(guān)系模式逐一進(jìn)行分析，確定各關(guān)系模式分別屬于第幾范式。

4.6.2數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化（4）按照需求分析階段得到的處理要求，分析這些模式對(duì)于這樣的應(yīng)用環(huán)境是否合適，確定是否要對(duì)某些模式進(jìn)行合并或分解。（5）對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行必要的分解，提高數(shù)據(jù)操作的效率和存儲(chǔ)空間的利用率。4.7物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：（1）為關(guān)系模式選擇存取方法。（2）設(shè)計(jì)關(guān)系、索引等數(shù)據(jù)庫文件的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。4.7物理數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)4.7.1關(guān)系模式存取方法選擇4.7.2確定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)4.7.1關(guān)系模式存取方法選擇數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一般提供多種存取方法:通常有三種，第一種是索引方法，目前主要是B+樹索引方法；第二種是聚簇方法；第三種是HASH方法。4.7.2確定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)確定數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)主要是指確定數(shù)據(jù)的存放位置和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括確定關(guān)系、索引、聚簇、日志、備份等的存儲(chǔ)安排和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；確定系統(tǒng)配置。4.8SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建

4.8.1使用SQLServermanagementstudio向?qū)?chuàng)建數(shù)據(jù)庫4.8.2使用T-SQL創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫4.9SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的修改

4.9.1使用SQLServermanagementstudio向?qū)薷臄?shù)據(jù)庫4.9.2使用T-SQL修改數(shù)據(jù)庫4.10刪除數(shù)據(jù)庫4.10.1使用SQLServermanagementstudio向?qū)h除數(shù)據(jù)庫4.10.2使用DROPDATABASE語句刪除數(shù)據(jù)庫4.11SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的壓縮4.11.1SQLServer2005數(shù)據(jù)庫單獨(dú)文件的壓縮4.11.2SQLServer2005數(shù)據(jù)庫的壓縮4.12SQLServer2005

數(shù)據(jù)庫的備份還原4.12.1使用SQLServermanagementstudio向?qū)浞輸?shù)據(jù)4.12.2使用SQLServermanagementstudio向?qū)Щ謴?fù)數(shù)據(jù)庫4.12.3使用T-SQL窗口備份數(shù)據(jù)庫4.12.4使用T-SQL恢復(fù)數(shù)據(jù)庫4.