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1、第3章 SQL Server 2005数据库架构本章导读 本章介绍了数据库系统的三级模式结构，以及各级模式与SQL Server数据库中各对象的对应关系；并给出了教材本综合案例数据库的设计过程，后续课程内容将逐步实现该设计方案.学习目的与要求（1）理解SQL Server2005数据库系统的体系结构。（2）掌握简单的数据库设计方法。,3.1 关系数据库设计思路,数据库设计是一项涉及硬件、软件的多学科综合性技术。数据库设计是指对于一个给定的应用环境，根据用户的信息需求、处理需求和数据库的支撑环境，利用数据模型和应用程序模拟现实世界中该应用环境的数据结构和处理活动的过程；是数据设计与数据处理设计的
2、结合。规范化的数据库设计要求数据库内数据文件的数据组织应获得最大程度的共享、最小的冗余度，消除数据及数据依赖关系中的冗余部分，使依赖于同一个数据模型的数据达到有效的分离。保证在输入、修改数据时，数据的一致性与正确性；保证数据与使用数据的应用程序间的高度独立性。数据设计的同时，要注重数据行为的设计，将数据和要操作数据的行为紧密结合起来，完成数据及其关系属性的约束。,1需求分析阶段,3.1 关系数据库设计思路,定义14.1 设有关系模式R(a1，a2，.，an)或简记为R(U)，X，Y是U的子集，r是R的任一具体关系，如果对r的任意两个元组t1,t2,由t1X=t2X导致t1Y=t2Y，则称X函数
3、决定Y，或Y函数依赖于X，记为XY。XY为模式R的一个函数依赖。若Y不函数依赖于X，则记为XY。定义14.2：设有关系模式R(a1，a2，.an)或简记为R(U)，X，Y是U的子集，r是R的任一具体关系，若Y函数依赖于X，但不依赖于X的任何子集，则称Y完全函数依赖于X，记为X Y。定义14.3：若Y函数依赖于X，但并非完全函数依赖于X，即存在X的子集X，XY，则称Y部分函数依赖于X，可记为X Y。,14.1 关系规范化理论,14.1.1 函数依赖,定义14.4：在关系模式R(U)中，若KU，且满足KU,则称为R的关键字。关键字是完全函数决定关系的属性全集。一个关系可能有若干个关键字，通称为候选
4、关键字。但通常指定其中一个作为经常使用的，称为主关键字。在一个关系模式中，所有关键字中的属性构成一个集合，称为主属性集。相应地，把主属性集中的属性称为主属性。非主属性集中的属性称为非主属性。定义14.5：如果XY，YZ，且YX，YX，于是XZ。Z通过中间属性Y间接依赖于X，则称Z传递函数依赖于X；否则，称为非传递函数依赖。,1第一范式(1NF)定义14.6：如果一个关系模式R，不存在重复字段，并且各字段都是最小的逻辑存储单位。所有属性的值域中每个值都是不可再分解的值，则称R是属于第一范式，记为R1NF。2第二范式(2NF)定义14.7：如果关系模式R1NF，则关系中每一个非主关键字段都完全依赖
5、于主关键字段，不能只部分依赖于主关键字的一部分。则称R满足第二范式，记为R2NF。3第三范式(3NF)定义14.7：如果关系模式R2NF，且每个非主属性都不传递依赖于R的关键字，则称R属于第三范式，即R3NF。也就是说每个非主属性既不部分依赖，也不传递依赖于关键字。4BCNF范式定义14.8：若关系模式R1NF，且每个属性都不传递依赖于R的关键字。则称R满足BCNF，记为RBCNF，BCNF是3NF的改进形式。,14.1.2 关系模式的范式,3.1 关系数据库设计思路,2数据库规范化理论,（1）第一范式：在一个关系中，消除重复字段，且各字段都是最小的逻辑存储单位。（2）第二范式：若关系模型属于
6、第一范式，则关系中每一个非主关键字段都完全依赖于主关键字段，不能只部分依赖于主关键字的一部分。（3）第三范式：若关系模型属于第一范式，且关系中所有非主关键字段都只依赖于主关键字段。,表3.2 不规范的学生基本信息表,3.1 关系数据库设计思路,3规范化的学生选课数据库,规范化处理后的学生选课数据库由三张数据表组成,3规范化的学生选课数据库,表3.3 学生基本信息表S,规范化处理后的学生选课数据库由三张数据表组成,3规范化的学生选课数据库,表3.4课程数据表C,规范化处理后的学生选课数据库由三张数据表组成,3规范化的学生选课数据库,表3.5学生选课数据表SC,3.2 SQL Server 200
7、5数据库架构,3.2 SQL Server 2005数据库架构,3.2 SQL Server 2005数据库架构,3.2.1 逻辑数据库,概念数据库描述数据结构，定义数据之间的联系。例如，“学生选课”数据库的数据结构定义如下。学生基本信息表S（学号,姓名,性别,出生日期,系,电话）课程数据表C(课程号,课程名,学分,预选课程号,教师)学生选课数据表SC(学号,课程号,成绩),3.2 SQL Server 2005数据库架构,3.2.2 物理数据库,1文件根据这些文件的作用不同，可以分为三类，具体如下。（1）主数据文件：每个数据库有且仅有一个主数据文件，它包含数据及数据库的启动信息，是数据库和其
8、他数据文件的起点。主数据文件的扩展名为.mdf。（2）次数据文件：这些数据文件用于存储不能存在主数据文件中的数据和数据库对象，默认扩展名为.ndf。一个数据库中可以有多个次数据文件，如果主文件可以包含数据库中的所有数据，那么就可以没有次数据文件。如果数据库很大，可以设置多个次数据文件，次数据文件可以位于不同磁盘驱动器上。（3)日志文件：用于存储所有事务对数据库执行修改的记录，利用事务日志备份可以恢复数据库，一个数据库可以有一个或多个日志文件，扩展名为.ldf。日志文件最小为 512 KB。数据和事务日志信息不能存储在同一文件中。,3.2 SQL Server 2005数据库架构,2文件组,每个
9、数据库都有一个PRIMARY文件组。可以为数据库创建多个数据文件，并将这些数据文件组织成文件组。,3.3关系数据表结构定义,1.字段名2.字段类型3.精度与小数位数（仅用于数字数据类型）4.字段长度5.空值和缺省值,表3.8 学生基本信息表S,3.3关系数据表结构定义,表3.9 课程数据表C,3.3关系数据表结构定义,表3.10 学生选课数据表SC,3.3关系数据表结构定义,3.4 数据库的完整性定义,表3.11 学生基本信息表S约束,表3.12 课程数据表C约束,Primary，Unique，Check，Default，Foreign约束,表3.13 学生选课数据表SC约束,3.4 数据库的完整性定义,
