2.1 关系数据库设计2.1.1 数据的加工数据设计本质上是对现实世界信息的逐步抽象和加工过程分为三个阶段。首先是现实世界包含客观存在的事物、业务需求和事物之间的联系。然后进入信息世界把现实事物抽象为概念模型方便理解和交流。最后进入机器世界将概念模型转化为数据库可以识别和存储的关系模型最终实现数据的计算机管理。2.1.2 数据模型的概念数据模型是对现实世界数据特征的抽象是数据库设计的核心工具。常见的数据模型分为三类分别是概念模型、逻辑模型和物理模型。概念模型面向用户和业务用于需求分析逻辑模型面向数据库系统MySQL采用的关系模型就属于这一类物理模型则面向计算机存储关注数据如何存放、如何存取更高效。数据模型通常包含数据结构、数据操作和数据完整性约束三个基本要素。2.1.3 概念模型概念模型用于对现实世界进行抽象表达具有易于理解、独立于具体数据库软件、方便修改和扩展等特点。E-R模型也就是实体-联系模型是最常用的概念模型。E-R模型由三个核心部分组成分别是实体、属性和联系。实体是客观存在并可以相互区分的事物比如学生、课程、订单等。属性是实体所具有的特征用来描述实体比如学生的学号、姓名、年龄。联系则表示实体与实体之间的关系主要分为一对一、一对多和多对多三种。2.1.4 E-R图设计实例以学生管理场景为例首先确定系统中的实体一般包括学生、课程、班级等。然后为每个实体设计属性并确定能够唯一标识实体的主键。接着分析实体之间的联系比如一个班级包含多名学生属于一对多联系一名学生可以选择多门课程一门课程也可以被多名学生选择属于多对多联系。最后根据这些内容绘制完整的E-R图形成概念结构。2.1.5 联系到关系模式的转换E-R图需要转换为关系模式也就是数据库中的二维表才能在MySQL中实现。一个实体通常直接转换为一张表实体的属性对应表中的字段实体的主键作为表的主键。一对一联系可以在任意一方的表中加入另一方的主键作为外键。一对多联系需要在多方的表中加入一方的主键作为外键。多对多联系则需要单独建立一张关联表将两个实体的主键组合在一起作为该表的主键同时可以包含联系自身的属性。2.2 数据库设计规范化2.2.1 关系数据库范式理论数据库规范化是为了消除数据冗余避免数据操作异常提高数据一致性。常用的范式有第一范式、第二范式和第三范式。第一范式要求表中每一个字段都必须是不可再分的原子值这是关系表最基本的要求。第二范式在满足第一范式的基础上要求所有非主键字段必须完全依赖于整个主键不能只依赖主键的一部分。第三范式在满足第二范式的基础上要求非主键字段之间不能存在传递依赖关系避免冗余存储。在实际项目中一般设计到第三范式就可以满足大多数需求。2.2.2 数据库规范化实例在不规范的数据表中经常会出现一条记录里包含大量重复信息修改一处数据需要改动很多行容易出错。通过规范化拆分后可以将原来的大表拆分为多张结构清晰的小表通过外键建立关联既减少了数据冗余又让数据维护更加简单、安全。单元2 数据库设计的思维导图├─ 数据加工与数据模型│ ├─ 数据加工现实世界→信息世界→机器世界│ ├─ 数据模型分类概念模型、逻辑模型、物理模型│ └─ 概念模型E-R模型实体、属性、联系├─ E-R图与关系模式转换│ ├─ E-R图三要素实体、属性、联系1:1/1:n/m:n│ ├─ E-R图绘制实例│ └─ E-R图转关系模式规则├─ 数据库规范化│ ├─ 范式理论1NF、2NF、3NF│ └─ 规范化实例