4.4 数据库设计

发布日期: 2024-04-20

更新日期: 2024-04-20

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数据库系统的三级模式概念
数据库逻辑设计原则
1. 数据库逻辑设计应该选择最适合于相应概念结构的数据模型，然后对支持该数据模型的各种 DBMS 进行比较后，选择最合适的 DBMS 。
2. 目前 DBMS 产品一般支持关系、网状、层次 3 种模型中的一种，对于特定模型，各机器系统又有自己的一些限制，提供不同的环境与工具。因此逻辑结构的设计一般分 3 步进行，如图 4.4 所示。
  - ![[Pasted image 20230620105337.png]]
3. E-R 模型向关系模型的转换要解决的问题是如何将实体型和实体之间的联系转换为关系模式，如何确定这些关系模式的属性和码。针对 E-R 图中的实体、联系和属性，这种转换一般遵循如下原则。
  - 每个实体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。
  - 对于实体之间的联系，则根据其联系类型，分别按照以下情况转换：
    1. 1:1 联系：将该联系可以转换并归并到任何一个实体端转换后的关系模式中，同时将另一个实体的码和联系的属性一并加入到联系所在的实体端所对应的关系模式；
      - 将该联系可以转换并归并到任何一个实体端转换后的关系模式中，同时将另一个实体的码和联系的属性一并加入到联系所在的实体端所对应的关系模式
      - ![[Pasted image 20230620105615.png]]
    2. 1:n 联系：将 1 端实体的码和联系的属性都转换归并到多端实体转换后的关系模式中，转换以后关系模式的码为多端实体的码；
      - 将 1 端实体的码和联系的属性都转换归并到多端实体转换后的关系模式中，转换以后关系模式的码为多端实体的码
      - ![[Pasted image 20230620105633.png]]
    3. m:n 联系：将联系转换为一个单独的关系模式，与该联系相连的实体的码及联系本身的属性均转换为关系的属性，各实体的码组成该关系模式的码或关系码的一部分；
      - 将联系转换为一个单独的关系模式，与该联系相连的实体的码及联系本身的属性均转换为关系的属性，各实体的码组成该关系模式的码或关系码的一部分
      - ![[Pasted image 20230620110251.png]]
    4. 3 个或 3 个以上实体之间的一个多元联系可以转换为一个关系模式，与该多元联系相连的各实体的码及联系本身的属性均转换为关系的属性，各实体的码组成该关系模式的码或关系码的一部分；
      - 1:1:1 可以在三个实体类型转换成的三个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另两个关系模式的键（作为外键）和联系类型的属性
      - 1:1:N 在 N 端实体类型转换成的关系模式中加入两个 1 端实体类型的键（作为外键）和联系类型的属性
      - 1:M:N 将联系类型也转换成关系模式，其属性为 M 端和 N 端实体类型的键（作为外键）加上联系类型的属性，而键（联系）为 M 端和 N 端实体键的组合
      - M:N:P 将联系类型也转换成关系模式，其属性为三端实体类型的键（作为外键）加上联系类型的属性，而键（联系）为三端实体键的组合
    5. 具有相同码的关系模式可合并
关系数据库规范化
1. 所谓规范化，就是用形式更为简洁、结构更加规范的关系模式取代原有关系的过程
2. 规范化方法是专门针对关系模型建立的一种数据库设计方法。
3. 关系数据库中的规范化问题是指关系数据库中的关系必须满足一定的规范化要求，对于不同的规范化程度可用范式来衡量。
4. 关系数据库规范化理论主要解决的是如何构造合适的数据逻辑结构的问题。范式是符合某一种级别的关系模式的集合，是衡量关系模式规范化程度的标准，达到标准的关系才是规范化的。
5. 目前主要有 6 种范式：第一范式、第二范式、第三范式、 BC 范式、第四范式和第五范式。满足最低要求的叫第一范式，简称为 1NF 。其余以此类推。显然各种范式之间存在关系： 1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 5NF ⊃2NF⊃3NF⊃BCNF⊃4NF⊃5NF ⊃2NF⊃3NF⊃BCNF⊃4NF⊃5NF ⊃2NF⊃3NF⊃BCNF⊃4NF⊃5NF ⊃2NF⊃3NF⊃BCNF⊃4NF⊃5NF ⊃2NF⊃3NF⊃BCNF⊃4NF⊃5NF 。
6. 通常把某一关系模式 R 满足第 n 范式简记为 R nNF ∈nNF
7. 最重要的是 3NF 和 BCNF ，它们是进行规范化的主要目标。一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合，这个过程称为规范化
8. 规范化的基本思想是逐步消除数据依赖中不合适的部分，使模式中的各关系模式达到某种程度的“分离” 。