A. 資料庫如何設計
資料庫設計的基本步驟
按照規范設計的方法，考慮資料庫及其應用系統開發全過程，將資料庫設計分為以下6個階段
1.需求分析
2.概念結構設計
3.邏輯結構設計
4.物理結構設計
5.資料庫實施
6.資料庫的運行和維護
資料庫設計通常分為6個階段1分析用戶的需求，包括數據、功能和性能需求；2概念結構設計：主要採用E-R模型進行設計，包括畫E-R圖；3邏輯結構設計：通過將轉換成表，實現從E-R模型到關系模型的轉換；4：主要是為所設計的資料庫選擇合適的和存取路徑；5資料庫的實施：包括編程、測試和試運行；6資料庫運行與維護：系統的運行與資料庫的日常維護。）,主要討論其中的第3個階段,即邏輯設計。
在資料庫設計過程中，需求分析和概念設計可以獨立於任何資料庫管理系統進行，邏輯設計和物理設計與選用的DAMS密切相關。
1.需求分析階段（常用自頂向下）
進行資料庫設計首先必須准確了解和分析用戶需求（包括數據與處理）。需求分析是整個設計過程的基礎，也是最困難，最耗時的一步。需求分析是否做得充分和准確，決定了在其上構建資料庫大廈的速度與質量。需求分析做的不好，會導致整個資料庫設計返工重做。
需求分析的任務，是通過詳細調查現實世界要處理的對象，充分了解原系統工作概況，明確用戶的各種需求，然後在此基礎上確定新的系統功能，新系統還得充分考慮今後可能的擴充與改變，不僅僅能夠按當前應用需求來設計。
調查的重點是，數據與處理。達到信息要求，處理要求，安全性和完整性要求。
分析方法常用SA(Structured Analysis) 結構化分析方法，SA方法從最上層的系統組織結構入手，採用自頂向下，逐層分解的方式分析系統。
數據流圖表達了數據和處理過程的關系，在SA方法中，處理過程的處理邏輯常常藉助判定表或判定樹來描述。在處理功能逐步分解的同事，系統中的數據也逐級分解，形成若干層次的數據流圖。系統中的數據則藉助數據字典（data dictionary，DD）來描述。數據字典是系統中各類數據描述的集合，數據字典通常包括數據項，數據結構，數據流，數據存儲，和處理過程5個階段。
2.概念結構設計階段（常用自底向上）
概念結構設計是整個資料庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合，歸納與抽象，形成了一個獨立於具體DBMS的概念模型。
設計概念結構通常有四類方法：
自頂向下。即首先定義全局概念結構的框架，再逐步細化。
自底向上。即首先定義各局部應用的概念結構，然後再將他們集成起來，得到全局概念結構。
逐步擴張。首先定義最重要的核心概念結構，然後向外擴張，以滾雪球的方式逐步生成其他的概念結構，直至總體概念結構。
混合策略。即自頂向下和自底向上相結合。
- 需要注意：
- ● 在確定支持數據時，請一定要參考你之前所確定的宏觀行為，以清楚如何利用這些數據。
- ● 比如，如果你知道你需要所有員工的按姓氏排序的列表，確保你將支持數據分解為名字與姓氏，這比簡單地提供一個名字會更好。
- ● 你所選擇的名稱最好保持一致性。這將更易於維護資料庫，也更易於閱讀所輸出的報表。
- ● 比如，如果你在某些地方用了一個縮寫名稱Emp_status，你就不應該在另外一個地方使用全名(Empolyee_ID)。相反，這些名稱應當是Emp_status及Emp_id。
- ● 數據是否與正確的table相對應無關緊要，你可以根據自己的喜好來定。在下節中，你會通過測試對此作出判斷。
3.邏輯結構設計階段（E-R圖）
邏輯結構設計是將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型，並將進行優化。
在這階段，E-R圖顯得異常重要。大家要學會各個實體定義的屬性來畫出總體的E-R圖。
各分E-R圖之間的沖突主要有三類：屬性沖突，命名沖突，和結構沖突。
E-R圖向關系模型的轉換，要解決的問題是如何將實體性和實體間的聯系轉換為關系模式，如何確定這些關系模式的屬性和碼。
4.物理設計階段
物理設計是為邏輯數據結構模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。
首先要對運行的事務詳細分析，獲得選擇物理資料庫設計所需要的參數，其次，要充分了解所用的RDBMS的內部特徵，特別是系統提供的存取方法和存儲結構。
常用的存取方法有三類：1.索引方法，目前主要是B+樹索引方法。2.聚簇方法（Clustering）方法。3.是HASH方法。
5.資料庫實施階段
資料庫實施階段，設計人員運營DBMS提供的資料庫語言（如sql）及其宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立資料庫，編制和調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行。
6.資料庫運行和維護階段
資料庫應用系統經過試運行後，即可投入正式運行，在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價，調整，修改。
資料庫設計5步驟
Five Steps to design the Database
1.確定entities及relationships
a)明確宏觀行為。資料庫是用來做什麼的？比如，管理雇員的信息。
b)確定entities。對於一系列的行為，確定所管理信息所涉及到的主題范圍。這將變成table。比如，僱用員工，指定具體部門，確定技能等級。
c)確定relationships。分析行為，確定tables之間有何種關系。比如，部門與雇員之間存在一種關系。給這種關系命名。
d)細化行為。從宏觀行為開始，現在仔細檢查這些行為，看有哪些行為能轉為微觀行為。比如，管理雇員的信息可細化為：
· 增加新員工
· 修改存在員工信息
· 刪除調走的員工
e)確定業務規則。分析業務規則，確定你要採取哪種。比如，可能有這樣一種規則，一個部門有且只能有一個部門領導。這些規則將被設計到資料庫的結構中。
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範例：
ACME是一個小公司，在5個地方都設有辦事處。當前，有75名員工。公司准備快速擴大規模，劃分了9個部門，每個部門都有其領導。
為有助於尋求新的員工，人事部門規劃了68種技能，為將來人事管理作好准備。員工被招進時，每一種技能的專業等級都被確定。
定義宏觀行為
一些ACME公司的宏觀行為包括：
● 招聘員工
● 解僱員工
● 管理員工個人信息
● 管理公司所需的技能信息
● 管理哪位員工有哪些技能
● 管理部門信息
● 管理辦事處信息
確定entities及relationships
我們可以確定要存放信息的主題領域(表)及其關系，並創建一個基於宏觀行為及描述的圖表。
我們用方框來代表table，用菱形代表relationship。我們可以確定哪些relationship是一對多，一對一，及多對多。
這是一個E-R草圖，以後會細化。
細化宏觀行為
以下微觀行為基於上面宏觀行為而形成：
● 增加或刪除一個員工
● 增加或刪除一個辦事處
● 列出一個部門中的所有員工
● 增加一項技能
● 增加一個員工的一項技能
● 確定一個員工的技能
● 確定一個員工每項技能的等級
● 確定所有擁有相同等級的某項技能的員工
● 修改員工的技能等級
這些微觀行為可用來確定需要哪些table或relationship。
確定業務規則
業務規則常用於確定一對多，一對一，及多對多關系。
相關的業務規則可能有：
● 現在有5個辦事處；最多允許擴展到10個。
● 員工可以改變部門或辦事處
● 每個部門有一個部門領導
● 每個辦事處至多有3個電話號碼
● 每個電話號碼有一個或多個擴展
● 員工被招進時，每一種技能的專業等級都被確定。
● 每位員工擁有3到20個技能
● 某位員工可能被安排在一個辦事處，也可能不安排辦事處。
2.確定所需數據
要確定所需數據：
a)確定支持數據
b)列出所要跟蹤的所有數據。描述table(主題)的數據回答這些問題：誰，什麼，哪裡，何時，以及為什麼
c)為每個table建立數據
d)列出每個table目前看起來合適的可用數據
e)為每個relationship設置數據
f)如果有，為每個relationship列出適用的數據
確定支持數據
你所確定的支持數據將會成為table中的欄位名。比如，下列數據將適用於表Employee，表Skill，表Expert In。
Employee
Skill
Expert In
ID
ID
Level
Last Name
Name
Date acquired
First Name
Description
Department
Office
Address
如果將這些數據畫成圖表，就像：
3.標准化數據
標准化是你用以消除數據冗餘及確保數據與正確的table或relationship相關聯的一系列測試。共有5個測試。本節中，我們將討論經常使用的3個。
關於標准化測試的更多信息，請參考有關資料庫設計的書籍。
標准化格式
標准化格式是標准化數據的常用測試方式。你的數據通過第一遍測試後，就被認為是達到第一標准化格式；通過第二遍測試，達到第二標准化格式；通過第三遍測試，達到第三標准化格式。
如何標准格式：
1． 列出數據
2． 為每個表確定至少一個鍵。每個表必須有一個主鍵。
3． 確定relationships的鍵。relationships的鍵是連接兩個表的鍵。
4． 檢查支持數據列表中的計算數據。計算數據通常不保存在資料庫中。
5． 將數據放在第一遍的標准化格式中：
6． 從tables及relationships除去重復的數據。
7． 以你所除去數據創建一個或更多的tables及relationships。
8． 將數據放在第二遍的標准化格式中：
9． 用多於一個以上的鍵確定tables及relationships。
10． 除去只依賴於鍵一部分的數據。
11． 以你所除去數據創建一個或更多的tables及relationships。
12． 將數據放在第三遍的標准化格式中：
13． 除去那些依賴於tables或relationships中其他數據，並且不是鍵的數據。
14． 以你所除去數據創建一個或更多的tables及relationships。
數據與鍵
在你開始標准化（測試數據）前，簡單地列出數據，並為每張表確定一個唯一的主鍵。這個鍵可以由一個欄位或幾個欄位（連鎖鍵）組成。
主鍵是一張表中唯一區分各行的一組欄位。Employee表的主鍵是Employee ID欄位。Works In relationship中的主鍵包括Office Code及Employee ID欄位。給資料庫中每一relationship給出一個鍵，從其所連接的每一個table中抽取其鍵產生。
RelationShip
Key
Office
*Office code
Office address
Phone number
Works in
*Office code
*Employee ID
Department
*Department ID
Department name
Heads
*Department ID
*Employee ID
Assoc with
*Department ID
*EmployeeID
Skill
*Skill ID
Skill name
Skill description
Expert In
*Skill ID
*Employee ID
Skill level
Date acquired
Employee
*Employee ID
Last Name
First Name
Social security number
Employee street
Employee city
Employee state
Employee phone
Date of birth
將數據放在第一遍的標准化格式中
● 除去重復的組
● 要測試第一遍標准化格式，除去重復的組，並將它們放進他們各自的一張表中。
● 在下面的例子中，Phone Number可以重復。（一個工作人員可以有多於一個的電話號碼。）將重復的組除去，創建一個名為Telephone的新表。在Telephone與Office創建一個名為Associated With的relationship。
將數據放在第二遍的標准化格式中
● 除去那些不依賴於整個鍵的數據。
● 只看那些有一個以上鍵的tables及relationships。要測試第二遍標准化格式，除去那些不依賴於整個鍵的任何數據（組成鍵的所有欄位）。
● 在此例中，原Employee表有一個由兩個欄位組成的鍵。一些數據不依賴於整個鍵；例如，department name只依賴於其中一個鍵（Department ID）。因此，Department ID，其他Employee數據並不依賴於它，應移至一個名為Department的新表中，並為Employee及Department建立一個名為Assigned To的relationship。
將數據放在第三遍的標准化格式中
● 除去那些不直接依賴於鍵的數據。
● 要測試第三遍標准化格式，除去那些不是直接依賴於鍵，而是依賴於其他數據的數據。
● 在此例中，原Employee表有依賴於其鍵（Employee ID）的數據。然而，office location及office phone依賴於其他欄位，即Office Code。它們不直接依賴於Employee ID鍵。將這組數據，包括Office Code，移至一個名為Office的新表中，並為Employee及Office建立一個名為Works In的relationship。
4.考量關系
當你完成標准化進程後，你的設計已經差不多完成了。你所需要做的，就是考量關系。
考量帶有數據的關系
你的一些relationship可能集含有數據。這經常發生在多對多的關系中。
遇到這種情況，將relationship轉化為一個table。relationship的鍵依舊成為table中的鍵。
考量沒有數據的關系
要實現沒有數據的關系，你需要定義外部鍵。外部鍵是含有另外一個表中主鍵的一個或多個欄位。外部鍵使你能同時連接多表數據。
有一些基本原則能幫助你決定將這些鍵放在哪裡：
一對多在一對多關系中，「一」中的主鍵放在「多」中。此例中，外部鍵放在Employee表中。
一對一在一對一關系中，外部鍵可以放進任一表中。如果必須要放在某一邊，而不能放在另一邊，應該放在必須的一邊。此例中，外部鍵（Head ID）在Department表中，因為這是必需的。
多對多在多對多關系中，用兩個外部鍵來創建一個新表。已存的舊表通過這個新表來發生聯系。
5.檢驗設計
在你完成設計之前，你需要確保它滿足你的需要。檢查你在一開始時所定義的行為，確認你可以獲取行為所需要的所有數據：
● 你能找到一個路徑來等到你所需要的所有信息嗎？
● 設計是否滿足了你的需要？
● 所有需要的數據都可用嗎？
如果你對以上的問題都回答是，你已經差不多完成設計了。
最終設計
最終設計看起來就像這樣：
設計資料庫的表屬性
資料庫設計需要確定有什麼表，每張表有什麼欄位。此節討論如何指定各欄位的屬性。
對於每一欄位，你必須決定欄位名，數據類型及大小，是否允許NULL值，以及你是否希望資料庫限制欄位中所允許的值。
選擇欄位名
欄位名可以是字母、數字或符號的任意組合。然而，如果欄位名包括了字母、數字或下劃線、或並不以字母打頭，或者它是個關鍵字（詳見關鍵字表），那麼當使用欄位名稱時，必須用雙引號括起來。
為欄位選擇數據類型
SQL Anywhere支持的數據類型包括：
整數（int, integer, smallint）
小數（decimal, numeric）
浮點數（float, double）
字元型（char, varchar, long varchar）
二進制數據類型（binary, long binary）
日期/時間類型（date, time, timestamp）
用戶自定義類型
關於數據類型的內容，請參見「SQL Anywhere數據類型」一節。欄位的數據類型影響欄位的最大尺寸。例如，如果你指定SMALLINT，此欄位可以容納32,767的整數。INTEGER可以容納2,147,483,647的整數。對CHAR來講，欄位的最大值必須指定。
長二進制的數據類型可用來在資料庫中保存例如圖像(如點陣圖)或者文字編輯文檔。這些類型的信息通常被稱為二進制大型對象，或者BLOBS。
關於每一數據類型的完整描述，見「SQL Anywhere數據類型」。
B. 資料庫的規范化設計方法～
第一範式（1NF）：資料庫表中的欄位都是單一屬性的，不可再分。這個單一屬性由基本類型構成，包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。
例如，如下的資料庫表是符合第一範式的：
欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
而這樣的資料庫表是不符合第一範式的：
欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
欄位3.1 欄位3.2
很顯然，在當前的任何關系資料庫管理系統（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一範式的資料庫，因為這些DBMS不允許你把資料庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現有的DBMS中設計出不符合第一範式的資料庫都是不可能的。
第二範式（2NF）：資料庫表中不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的部分函數依賴（部分函數依賴指的是存在組合關鍵字中的某些欄位決定非關鍵欄位的情況），也即所有非關鍵欄位都完全依賴於任意一組候選關鍵字。
假定選課關系表為SelectCourse(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱)，因為存在如下決定關系：
(學號, 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學分)
這個資料庫表不滿足第二範式，因為存在如下決定關系：
(課程名稱) → (學分)
(學號) → (姓名, 年齡)
即存在組合關鍵字中的欄位決定非關鍵字的情況。
由於不符合2NF，這個選課關系表會存在如下問題：
(1) 數據冗餘：
同一門課程由n個學生選修，"學分"就重復n-1次；同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重復了m-1次。
(2) 更新異常：
若調整了某門課程的學分，數據表中所有行的"學分"值都要更新，否則會出現同一門課程學分不同的情況。
(3) 插入異常：
假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由於還沒有"學號"關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。
(4) 刪除異常：
假設一批學生已經完成課程的選修，這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。
把選課關系表SelectCourse改為如下三個表：
學生：Student(學號, 姓名, 年齡)；
課程：Course(課程名稱, 學分)；
選課關系：SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。
這樣的資料庫表是符合第二範式的， 消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。
另外，所有單關鍵字的資料庫表都符合第二範式，因為不可能存在組合關鍵字。
第三範式（3NF）：在第二範式的基礎上，數據表中如果不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。所謂傳遞函數依賴，指的是如果存在"A → B → C"的決定關系，則C傳遞函數依賴於A。因此，滿足第三範式的資料庫表應該不存在如下依賴關系：
關鍵欄位 → 非關鍵欄位x → 非關鍵欄位y
假定學生關系表為Student(學號, 姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)，關鍵字為單一關鍵字"學號"，因為存在如下決定關系：
(學號) → (姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)
這個資料庫是符合2NF的，但是不符合3NF，因為存在如下決定關系：
(學號) → (所在學院) → (學院地點, 學院電話)
即存在非關鍵欄位"學院地點"、"學院電話"對關鍵欄位"學號"的傳遞函數依賴。
它也會存在數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況，讀者可自行分析得知。
把學生關系表分為如下兩個表：
學生：(學號, 姓名, 年齡, 所在學院)；
學院：(學院, 地點, 電話)。
這樣的資料庫表是符合第三範式的，消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。
鮑依斯-科得範式（BCNF）：在第三範式的基礎上，資料庫表中如果不存在任何欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。
假設倉庫管理關系表為StorehouseManage(倉庫ID, 存儲物品ID, 管理員ID, 數量)，且有一個管理員只在一個倉庫工作；一個倉庫可以存儲多種物品。這個資料庫表中存在如下決定關系：
(倉庫ID, 存儲物品ID) →(管理員ID, 數量)
(管理員ID, 存儲物品ID) → (倉庫ID, 數量)
所以，(倉庫ID, 存儲物品ID)和(管理員ID, 存儲物品ID)都是StorehouseManage的候選關鍵字，表中的唯一非關鍵欄位為數量，它是符合第三範式的。但是，由於存在如下決定關系：
(倉庫ID) → (管理員ID)
(管理員ID) → (倉庫ID)
即存在關鍵欄位決定關鍵欄位的情況，所以其不符合BCNF範式。它會出現如下異常情況：
(1) 刪除異常：
當倉庫被清空後，所有"存儲物品ID"和"數量"信息被刪除的同時，"倉庫ID"和"管理員ID"信息也被刪除了。
(2) 插入異常：
當倉庫沒有存儲任何物品時，無法給倉庫分配管理員。
(3) 更新異常：
如果倉庫換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。
把倉庫管理關系表分解為二個關系表：
倉庫管理：StorehouseManage(倉庫ID, 管理員ID)；
倉庫：Storehouse(倉庫ID, 存儲物品ID, 數量)。
這樣的資料庫表是符合BCNF範式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。
範式應用
我們來逐步搞定一個論壇的資料庫，有如下信息：
（1） 用戶：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址
（2） 帖子：發帖標題，發帖內容，回復標題，回復內容
第一次我們將資料庫設計為僅僅存在表：
用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖標題 發帖內容 回復標題 回復內容
這個資料庫表符合第一範式，但是沒有任何一組候選關鍵字能決定資料庫表的整行，唯一的關鍵欄位用戶名也不能完全決定整個元組。我們需要增加"發帖ID"、"回復ID"欄位，即將表修改為：
用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖ID 發帖標題 發帖內容 回復ID 回復標題 回復內容
這樣數據表中的關鍵字(用戶名，發帖ID，回復ID)能決定整行：
(用戶名,發帖ID,回復ID) → (email,主頁,電話,聯系地址,發帖標題,發帖內容,回復標題,回復內容)
C. 如何用powerdesigner設計資料庫
工具：
Sybase PowerDesigner 15.1
Microsoft SQL Server 2005
第一步概要設計：
打開PowerDesigner軟體，設計「概念數據模型」(ConceptualData Model)：
點擊workspace 右鍵---》New—>Conceptual DataModel,
彈出如下界面：
設計表、表結構：
在設計屬性(欄位)的時候，三個字母(M、P、D)分別表示：
M：是否為空；(√表示不允許為空)
P：是否為主鍵；
D：是否在該軟體的視圖中顯示
第二步：物理設計
將「概念數據模型」設計的表轉換為「物理數據模型」(PhysicalData Model)，實際上是從「概要設計」轉換為「詳細設計」，即對表的具體實現。
將概要設計模板轉換為物理設計
選擇「Tools」-->「Generate Physical DataModel…」即可。
然後選擇你的DBMS.
點擊「確定」按鈕以後，就產生了對應「SQL Server 2005」資料庫的表、屬性、關系的具體實現。
這時就會有一個物理設計的模板出現，將你在概要設計時的實體都轉換成具體的表。
第三步：在SQL Server2005中手動創建資料庫（也可以用SQL創建庫，pd可以將我們的表設計都轉換成SQL）
需手動在SQL SERVER2005中創建您的數據！如：「Students「，此過程省略…
第四步：在數據源ODBC中配置用戶數據源
第五步：在SQL Server2005中自動創建表結構
首先：根據「物理數據模型」(Physical Data Model)自動建立相應的SQL語句：
其次：執行其創建的SQL語句文件，將數據表結構自動創建到SQL Server 2005資料庫中：
完成以上步驟後，刷新SQL Server 2005數據，將會看到你所創建的相關表結構。
另外生成單張表SQL語句可以：
在物理設計模板中，選擇表--》右鍵—》SQL Perview…
生成SQL創建庫和表，我喜歡懶人式，或者說拿給客戶時，客戶用的爽。。。
建立表的主外鍵關系：
使用PowerDesigner物理模型為建的關系表添加外鍵，有個原則就是主表的主鍵名稱必須和副表的外鍵名稱一致。
測試(僅測試，不含技術)
1.建主表user 2.建副表department
uid int primarykey did int primary key
namevarchar(32) uid int
2.對著模型右擊New->Reference
parent表為user表，child表為department
這樣就建立了關系，外建也自動建立了。
關於表關系的建立，本人也存疑，但有三種思路：
1、概要設計時設計好關系。（個人傾向於這種方式，有時間嘗試）
2、物理設計時設計好關系（筆者使用此方法，若表很多，關系復雜，此階段設計關系會很痛苦。偶深受其害！）
3、生產資料庫後，DBMS中建立關系（這種方式是筆者突發奇想，仔細思考，不建議採用這種方式，如果使用T-SQL重構資料庫，又得重建關系）
仔細思考過後，個人認為概要設計時，設計實體、實體必要屬性、實體與實體關系，然後在資料庫物理設計時詳細設計表屬性等內容。
D. 關系資料庫的幾種設計範式
.1 第一範式（1NF）無重復的列
所謂第一範式（1NF）是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本數據項，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性。如果出現重復的屬性，就可能需要定義一個新的實體，新的實體由重復的屬性構成，新實體與原實體之間為一對多關系。在第一範式（1NF）中表的每一行只包含一個實例的信息。簡而言之，第一範式就是無重復的列。
說明：在任何一個關系資料庫中，第一範式（1NF）是對關系模式的基本要求，不滿足第一範式（1NF）的資料庫就不是關系資料庫。
1.2 第二範式（2NF）屬性完全依賴於主鍵[消除部分子函數依賴]
第二範式（2NF）是在第一範式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二範式（2NF）必須先滿足第一範式（1NF）。第二範式（2NF）要求資料庫表中的每個實例或行必須可以被唯一地區分。為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的唯一標識。
第二範式（2NF）要求實體的屬性完全依賴於主關鍵字。所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關鍵字一部分的屬性，如果存在，那麼這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關系。為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的唯一標識。簡而言之，第二範式就是屬性完全依賴於主鍵。
1.3 第三範式（3NF）屬性不依賴於其它非主屬性[消除傳遞依賴]
滿足第三範式（3NF）必須先滿足第二範式（2NF）。簡而言之，第三範式（3NF）要求一個資料庫表中不包含已在其它表中已包含的非主關鍵字信息。第三範式就是屬性不依賴於其它非主屬性。
E. 資料庫設計過程中的各級模式是哪些
設計步驟：
The process of designing the general structure of the database:
1.User requirements(用戶需求分析):is the initial phase of database design to characterize fully the data needs of the prospective database users.
2.conceptual-design（概念穗碰設計） :provides a detailed overview of the enterprise
3.Logical-design（邏輯設計）:maps the high-level conceptual schema into the implementation data model of the database system that will be used
4.Functional requirements（分析功能需求）:users describe the kinds of operations that will be performed on the data(modifying,updating ,searching,retrieving,deleting)
5.Physical-design（結構設計，物理設計）:specify internal storage structures.
設計模式稿清：
Database systems have several schemas,partitioned according to the levels of abstraction.
Physical schema: database design at the physical level 物理模式：物理水平的設計方式
Logical schema: database design at the logical level 邏輯模式：邏輯水平的設計方式
Subschema:database design at the view level 子模式：描述資料庫的不同視圖
以上參考的是Database system concepts（資料庫系統概念），Abraham Silberschatz(美)著，高等教育出版社，2006，6
不知道你是不猜敬談是需要這個
F. 高分求一份完整圖書管理系統資料庫課程設計
網上書店(圖書)管理系統的設計與實現(HTML5,SSH,MySQL)(含錄像)
G. 如何設計一個優秀的資料庫
資料庫設計(Database Design)是指對罩沒禪於一個給定的應用環境，構造最優的資料庫模式，建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）。 在資料庫領域內，常常把使用資料庫的各類系統統稱為資料庫資料庫設計(database design)是指對於一個給定的應用環境，構造最優的資料庫模式，建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）。 在資料庫領域內，常常把使用資料庫的各類系統統稱為資料庫應用系統。 一、資料庫和信息系統 (1)資料庫是信息系統的核心和基礎，把信息系統中大量的數據按一定的模型組織起來，提供存儲、維護、檢索數據的 功能，使信息系統可以方便、及時、准確地從資料庫中獲得所需的信息。 (2)資料庫是信息系統的各個部分能否緊密地結合在一起以及如何結合的關鍵所在。 (3)資料庫設計是信息系統開發和建設的重察棗要組成部分。 (4)資料庫設計人員應該具備的技術和知識： 資料庫的基本知識和資料庫設計技術 計算機科學的基礎知識和程序設計的方法和技巧 軟體工程的原理和方法 應用領域的知識 二、資料庫設計的特點 資料庫建設是硬體、軟體和干件的結合 三分技術，七分管理，十二分基礎數據 技術與管理的界面稱之為「干件」 資料庫設計應該與應用系統設計相結合 結構（數據）設計：設計資料庫框架或資料庫結構 行為（處理）設計：設計應用程序、事務處理等 結構和行為分離的設計 傳統的軟體工程忽視對應用中數據語義的分析和抽象，只要有可能就盡量推遲數據結構設計的決策早期的資料庫設計致力於數據模型和建模方法研究，忽視了對行為的設計 如圖： 三、資料庫設計方法簡述 手工試湊法 設計質量與設計人員的經驗和水平有直接關系 缺乏科學理論和工程方法的支持，工程的質量難以保證 資料庫運行一段時間後常常又不同程度地發現各種問題，增加了維護代價 規范設計法 手工設計方 基本思想 過程迭代和逐步求精 規范設計法(續) 典型方法： (1)新奧爾良（new orleans）方法：將資料庫設計分為四個階段 s.b.yao方法：將資料庫設計分為五個步驟 i.r.palmer方法：把資料庫設計當成一步接一步的過程 (2)計算機輔助設計 oracle designer 2000 sybase powerdesigner 四、資料庫設計的基本步驟 資料庫設計的過程(六個階段) 1.需求分析階段 准確了解與分析用戶需求（包括數據與處理） 是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗費時間的一步 2.概念結構設計階段 是整個資料庫設計的關鍵 通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體dbms的概念模型 3.邏輯結構設計階段 將概念結構轉換為某個dbms所支持的數據模型 對其進行優化 4.資料庫物理設計階段 為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法） 5.資料庫實施階段 運用dbms提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果 建立資料庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行 6.資料庫運行和維護階段 資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行。 在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其物塵進行評價、調整與修改 設計特點: 在設計過程中把資料庫的設計和對資料庫中數據處理的設計緊密結合起來將這兩個方面的需求分析、抽象、設計、實現在各個階段同時進行，相互參照，相互補充，以完善兩方面的設計 設計過程各個階段的設計描述： 如圖： 五、資料庫各級模式的形成過程 1.需求分析階段：綜合各個用戶的應用需求 2.概念設計階段：形成獨立於機器特點，獨立於各個dbms產品的概念模式(e-r圖) 3.邏輯設計階段：首先將e-r圖轉換成具體的資料庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成資料庫邏輯模式；然後根據用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎上再建立必要的視圖(view)，形成數據的外模式 4.物理設計階段：根據dbms特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成資料庫內模式 六、資料庫設計技巧 1. 設計資料庫之前（需求分析階段） 1) 理解客戶需求，詢問用戶如何看待未來需求變化。讓客戶解釋其需求，而且隨著開發的繼續，還要經常詢問客戶保證其需求仍然在開發的目的之中。 2) 了解企業業務可以在以後的開發階段節約大量的時間。 3) 重視輸入輸出。 在定義資料庫表和欄位需求（輸入）時，首先應檢查現有的或者已經設計出的報表、查詢和視圖（輸出）以決定為了支持這些輸出哪些是必要的表和欄位。 舉例：假如客戶需要一個報表按照郵政編碼排序、分段和求和，你要保證其中包括了單獨的郵政編碼欄位而不要把郵政編碼糅進地址欄位里。 4) 創建數據字典和er 圖表 er 圖表和數據字典可以讓任何了解資料庫的人都明確如何從資料庫中獲得數據。er圖對表明表之間關系很有用，而數據字典則說明了每個欄位的用途以及任何可能存在的別名。對sql 表達式的文檔化來說這是完全必要的。 5) 定義標準的對象命名規范 資料庫各種對象的命名必須規范。 2. 表和欄位的設計（資料庫邏輯設計） 表設計原則 1) 標准化和規范化 數據的標准化有助於消除資料庫中的數據冗餘。標准化有好幾種形式，但third normal form（3nf）通常被認為在性能、擴展性和數據完整性方面達到了最好平衡。簡單來說，遵守3nf 標準的資料庫的表設計原則是：「one fact in one place」即某個表只包括其本身基本的屬性，當不是它們本身所具有的屬性時需進行分解。表之間的關系通過外鍵相連接。它具有以下特點：有一組表專門存放通過鍵連接起來的關聯數據。 舉例：某個存放客戶及其有關定單的3nf 資料庫就可能有兩個表：customer 和order。order 表不包含定單關聯客戶的任何信息，但表內會存放一個鍵值，該鍵指向customer 表裡包含該客戶信息的那一行。 事實上，為了效率的緣故，對表不進行標准化有時也是必要的。 2) 數據驅動 採用數據驅動而非硬編碼的方式，許多策略變更和維護都會方便得多，大大增強系統的靈活性和擴展性。 舉例，假如用戶界面要訪問外部數據源（文件、xml 文檔、其他資料庫等），不妨把相應的連接和路徑信息存儲在用戶界面支持表裡。還有，如果用戶界面執行工作流之類的任務（發送郵件、列印信箋、修改記錄狀態等），那麼產生工作流的數據也可以存放在資料庫里。角色許可權管理也可以通過數據驅動來完成。事實上，如果過程是數據驅動的，你就可以把相當大的責任推給用戶，由用戶來維護自己的工作流過程。 3) 考慮各種變化 在設計資料庫的時候考慮到哪些數據欄位將來可能會發生變更。 舉例，姓氏就是如此（注意是西方人的姓氏，比如女性結婚後從夫姓等）。所以，在建立系統存儲客戶信息時，在單獨的一個數據表裡存儲姓氏欄位，而且還附加起始日和終止日等欄位，這樣就可以跟蹤這一數據條目的變化。 欄位設計原則 4) 每個表中都應該添加的3 個有用的欄位 drecordcreationdate，在vb 下默認是now()，而在sql server ? 下默認為getdate() srecordcreator，在sql server 下默認為not null default ? user nrecordversion，記錄的版本標記；有助於准確說明記錄中出現null 數據或者丟失數據的原因 ? 5) 對地址和電話採用多個欄位 描述街道地址就短短一行記錄是不夠的。address_line1、address_line2 和address_line3 可以提供更大的靈活性。還有，電話號碼和郵件地址最好擁有自己的數據表，其間具有自身的類型和標記類別。 6) 使用角色實體定義屬於某類別的列 在需要對屬於特定類別或者具有特定角色的事物做定義時，可以用角色實體來創建特定的時間關聯關系，從而可以實現自我文檔化。 舉例：用person 實體和person_type 實體來描述人員。比方說，當john smith, engineer 提升為john smith, director 乃至最後爬到john smith, cio 的高位，而所有你要做的不過是改變兩個表person 和person_type 之間關系的鍵值，同時增加一個日期/時間欄位來知道變化是何時發生的。這樣，你的person_type 表就包含了所有person 的可能類型，比如associate、engineer、director、cio 或者ceo 等。還有個替代辦法就是改變person 記錄來反映新頭銜的變化，不過這樣一來在時間上無法跟蹤個人所處位置的具體時間。 7) 選擇數字類型和文本類型盡量充足 在sql 中使用smallint 和tinyint 類型要特別小心。比如，假如想看看月銷售總額，總額欄位類型是smallint，那麼，如果總額超過了$32,767 就不能進行計算操作了。 而id 類型的文本欄位，比如客戶id 或定單號等等都應該設置得比一般想像更大。假設客戶id 為10 位數長。那你應該把資料庫表欄位的長度設為12 或者13 個字元長。但這額外占據的空間卻無需將來重構整個資料庫就可以實現資料庫規模的增長了。 8) 增加刪除標記欄位 在表中包含一個「刪除標記」欄位，這樣就可以把行標記為刪除。在關系資料庫里不要單獨刪除某一行；最好採用清除數據程序而且要仔細維護索引整體性。 3. 選擇鍵和索引（資料庫邏輯設計） 鍵選擇原則： 1) 鍵設計4 原則 為關聯欄位創建外鍵。 ? 所有的鍵都必須唯一。 ? 避免使用復合鍵。 ? 外鍵總是關聯唯一的鍵欄位。 ? 2) 使用系統生成的主鍵 設計資料庫的時候採用系統生成的鍵作為主鍵，那麼實際控制了資料庫的索引完整性。這樣，資料庫和非人工機制就有效地控制了對存儲數據中每一行的訪問。採用系統生成鍵作為主鍵還有一個優點：當擁有一致的鍵結構時，找到邏輯缺陷很容易。 3) 不要用用戶的鍵(不讓主鍵具有可更新性) 在確定採用什麼欄位作為表的鍵的時候，可一定要小心用戶將要編輯的欄位。通常的情況下不要選擇用戶可編輯的欄位作為鍵。 4) 可選鍵有時可做主鍵 把可選鍵進一步用做主鍵，可以擁有建立強大索引的能力。 索引使用原則： 索引是從資料庫中獲取數據的最高效方式之一。95%的資料庫性能問題都可以採用索引技術得到解決。 1) 邏輯主鍵使用唯一的成組索引，對系統鍵（作為存儲過程）採用唯一的非成組索引，對任何外鍵列採用非成組索引。考慮資料庫的空間有多大，表如何進行訪問，還有這些訪問是否主要用作讀寫。 2) 大多數資料庫都索引自動創建的主鍵欄位，但是可別忘了索引外鍵，它們也是經常使用的鍵，比如運行查詢顯示主表和所有關聯表的某條記錄就用得上。 3) 不要索引memo/note 欄位，不要索引大型欄位（有很多字元），這樣作會讓索引佔用太多的存儲空間。 4) 不要索引常用的小型表 不要為小型數據表設置任何鍵，假如它們經常有插入和刪除操作就更別這樣作了。對這些插入和刪除操作的索引維護可能比掃描表空間消耗更多的時間。 4. 數據完整性設計（資料庫邏輯設計） 1) 完整性實現機制： 實體完整性：主鍵 參照完整性： 父表中刪除數據：級聯刪除；受限刪除；置空值 父表中插入數據：受限插入；遞歸插入 父表中更新數據：級聯更新；受限更新；置空值 dbms對參照完整性可以有兩種方法實現：外鍵實現機制（約束規則）和觸發器實現機制 用戶定義完整性： not null；check；觸發器 2) 用約束而非商務規則強制數據完整性 採用資料庫系統實現數據的完整性。這不但包括通過標准化實現的完整性而且還包括數據的功能性。在寫數據的時候還可以增加觸發器來保證數據的正確性。不要依賴於商務層保證數據完整性；它不能保證表之間（外鍵）的完整性所以不能強加於其他完整性規則之上。 3) 強制指示完整性 在有害數據進入資料庫之前將其剔除。激活資料庫系統的指示完整性特性。這樣可以保持數據的清潔而能迫使開發人員投入更多的時間處理錯誤條件。 4) 使用查找控制數據完整性 控制數據完整性的最佳方式就是限制用戶的選擇。只要有可能都應該提供給用戶一個清晰的價值列表供其選擇。這樣將減少鍵入代碼的錯誤和誤解同時提供數據的一致性。某些公共數據特別適合查找：國家代碼、狀態代碼等。 5) 採用視圖 為了在資料庫和應用程序代碼之間提供另一層抽象，可以為應用程序建立專門的視圖而不必非要應用程序直接訪問數據表。這樣做還等於在處理資料庫變更時給你提供了更多的自由。 5. 其他設計技巧 1) 避免使用觸發器 觸發器的功能通常可以用其他方式實現。在調試程序時觸發器可能成為干擾。假如你確實需要採用觸發器，你最好集中對它文檔化。 2) 使用常用英語（或者其他任何語言）而不要使用編碼 在創建下拉菜單、列表、報表時最好按照英語名排序。假如需要編碼，可以在編碼旁附上用戶知道的英語。 3) 保存常用信息 讓一個表專門存放一般資料庫信息非常有用。在這個表裡存放資料庫當前版本、最近檢查/修復（對access）、關聯設計文檔的名稱、客戶等信息。這樣可以實現一種簡單機制跟蹤資料庫，當客戶抱怨他們的資料庫沒有達到希望的要求而與你聯系時，這樣做對非客戶機/伺服器環境特別有用。 4) 包含版本機制 在資料庫中引入版本控制機制來確定使用中的資料庫的版本。時間一長，用戶的需求總是會改變的。最終可能會要求修改資料庫結構。把版本信息直接存放到資料庫中更為方便。 5) 編制文檔 對所有的快捷方式、命名規范、限制和函數都要編制文檔。 採用給表、列、觸發器等加註釋的資料庫工具。對開發、支持和跟蹤修改非常有用。 對資料庫文檔化，或者在資料庫自身的內部或者單獨建立文檔。這樣，當過了一年多時間後再回過頭來做第2 個版本，犯錯的機會將大大減少。 6) 測試、測試、反復測試 建立或者修訂資料庫之後，必須用用戶新輸入的數據測試數據欄位。最重要的是，讓用戶進行測試並且同用戶一道保證選擇的數據類型滿足商業要求。測試需要在把新資料庫投入實際服務之前完成。 7) 檢查設計 在開發期間檢查資料庫設計的常用技術是通過其所支持的應用程序原型檢查資料庫。換句話說，針對每一種最終表達數據的原型應用，保證你檢查了數據模型並且查看如何取出數據。
H. 具體的資料庫設計與實現過程
大致的講主要是根據用戶的需求，然後設計資料庫的E-R模型，然後將E-R模型圖轉換為各種表，並對其進行資料庫設計範式（範式因不同書籍有不同）的審核，然後進行資料庫的實施，然後運行維護。
一句話來講就是將用戶的需求變成帶有各種關系的表，以及其它的資料庫結構，然後供編程使用
具體如下：
按照規范設計的方法，考慮資料庫及其應用系統開發全過程，將資料庫設計分為以下六個階段
（1）需求分析。
（2）概念設計。
（3）邏輯設計。
（4）物理設計。
（5）資料庫實施。
（6）資料庫運行和維護。
5．1．1需求分析階段
進行資料庫設計首先必須准確了解與分析用戶需求，包括數據與處理需求。需求分析是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗時的一步。作為「地基」的需求分析是否做得充分與准確，決定了在其上構建「資料庫大廈」的速度與質量。需求分析做得不好，可能會導致整個資料庫重新設計，因此，務必引起高度重視。
5．1．2概念模型設計階段
在概念設計階段，設計人員僅從用戶角度看待數據及其處理要求和約束，產生一個反映用戶觀點的概念模式，也稱為「組織模式」。概念模式能充分反映現實世界中實體間的聯系，又是各種基本數據模型的共同基礎，易於向關系模型轉換。這樣做有以下好處：
（1）資料庫設計各階段的任務相對單一化，設計復雜程度得到降低，便於組織管理。
（2）概念模式不受特定DBMS的限制，也獨立於存儲安排，因而比邏輯設計得到的模式更為穩定。
（3）概念模式不含具體的DBMS所附加的技術細節，更容易為用戶所理解，因而能准確地反映用戶的信息需求蠢兆信。
概念模型設計是整個資料庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念模型。如採用基於E-R模型的資料庫設計方法，該階段即將所設計的對象抽象出E-R模型；如採用用戶視圖法，則應設計出不同的用戶視圖。
5．1．3邏輯模型設計階段
邏輯模型設計階段的任務是將概念模型設計階段得到的基本E-R圖，轉換為與選用的DBMS產品所支持的數據模型相符合的邏輯結構。如採用基於E-R模型的資料庫設計方法，該階段就是將所設計的E-R模型轉換為某個DBMS所支持的數據模型；如採用用戶視圖法，則應進行表的規范化，列出所有的關鍵字以及用數據結構圖描述表集合中的約束與聯系，匯總各用戶視圖的設計結果，將所有的用戶視圖合成一個復雜的資料庫系統。
5．1．4資料庫物理設計階段
資料庫的物理結構主要指資料庫的存儲記錄格式、存儲記錄安排和存取方法。顯然，資料庫的物理設計完全依賴於給定的硬體環境和資料庫產品。在關系模型系統中，物理設計比較簡單一些，因為文件形式是單記錄類型文件，僅包含索引機制、空間大小、塊的大小等內容。
物理設計可分五步完成，前三步涉及到物理結構設計，後兩步涉及到約束和具體的程序設計：
（1）存儲記錄結構設計：包括記錄的猜型組成、數據項的類型、長度，以及邏輯記錄到存儲記錄的映射。
（2）確定數據存放位置：可以把經常同時被訪問的數據組合在一起，「記錄聚簇（cluster）」技帶輪術能滿足這個要求。
（3）存取方法的設計：存取路徑分為主存取路徑及輔存取路徑，前者用於主鍵檢索，後者用於輔助鍵檢索。
（4）完整性和安全性考慮：設計者應在完整性、安全性、有效性和效率方面進行分析，作出權衡。
（5）程序設計：在邏輯資料庫結構確定後，應用程序設計就應當隨之開始。物理數據獨立性的目的是消除由於物理結構的改變而引起對應用程序的修改。當物理獨立性未得到保證時，可能會引發對程序的修改。
資料庫物理設計是為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構，包括存儲結構和存取方法。
5．1．5資料庫實施階段
根據邏輯設計和物理設計的結果，在計算機系統上建立起實際資料庫結構、裝入數據、測試和試運行的過程稱為資料庫的實施階段。實施階段主要有三項工作。
（1）建立實際資料庫結構。對描述邏輯設計和物理設計結果的程序即「源模式」，經DBMS編譯成目標模式並執行後，便建立了實際的資料庫結構。
（2）裝入試驗數據對應用程序進行調試。試驗數據可以是實際數據，也可由手工生成或用隨機數發生器生成。應使測試數據盡可能覆蓋現實世界的各種情況。
（3）裝入實際數據，進入試運行狀態。測量系統的性能指標，是否符合設計目標。如果不符，則返回到前面，修改資料庫的物理模型設計甚至邏輯模型設計。
5．1．6資料庫運行和維護階段
資料庫系統正式運行，標志著資料庫設計與應用開發工作的結束和維護階段的開始。運行維護階段的主要任務有四項：
（1）維護資料庫的安全性與完整性：檢查系統安全性是否受到侵犯，及時調整授權和密碼，實施系統轉儲與備份，發生故障後及時恢復。
（2）監測並改善資料庫運行性能：對資料庫的存儲空間狀況及響應時間進行分析評價，結合用戶反應確定改進措施。
（3）根據用戶要求對資料庫現有功能進行擴充。
（4）及時改正運行中發現的系統錯誤。
I. 求一份圖書管理系統的資料庫設計方案
1． 對圖書館的信息建幾個表，考慮表之間的關系。
2．系統功能的基本要求：
a) 對資料庫的編輯功能：對圖書館信息記錄的添加、修改、刪除。
b) 對圖書的統計（國內圖書、國外圖書、計算機圖書、外語圖書、中文圖等各類圖書的統計）。
c) 對圖書的查詢（按關鍵字查詢、模糊查詢等）；
d) 對報表的列印；
e) 界面友好。
1、概述
包括項目背景、編寫目的、軟體定義、開發環境等內容。
2、需求分析
問題陳述、需完成的功能。
用數據流圖、數據字典、判斷樹等完成。
3、資料庫概念設計
畫出ER模型圖
4、資料庫邏輯設計
把ER模型圖轉換為關系表。
描述每一個基本表關系。要求所有關系達到BCNF範式。
定義視圖、定義索引、主關鍵字、定義許可權。
5 物理設計
主要用到存取方法
6、結束語
寫出完成本課程設計的心得，領會資料庫理論與軟體開發實踐的關系。有哪些收獲。軟體還需要哪些改進。
設計結果：設計報告，源程序代碼。