一、数据库设计

一、数据库结构设计三范式

**第一范式：**是对属性的原子性，要求属性具有原子性，不可再分解。

如有如下表结构设计：

create table Student --学生表
(
StuId varchar(20) primary key,--学号
StuName varchar(20) not null,--学生姓名
StuContact varchar(50) not null, --联系方式
)
insert into Student(StuId,StuName,StuContact)
values('001','刘备','QQ:185699887;Tel:13885874587')
select * from Student

上述设计则不满足第一范式，联系方式这一列并不是不可再分的最小单元,应修改为如下结构

create table Student --学生表
(
StuId varchar(20) primary key,--学号
StuName varchar(20) not null,--学生姓名
Tel varchar(20) not null, --联系电话
QQ varchar(20) not null,  --联系QQ
)

**第二范式：**是对记录的惟一性，要求记录有惟一标识，即实体的惟一性，即不存在部分依赖；

如有如下表结构设计：

--选课成绩表
create table StudentCourse
(
StuId varchar(20),--学号
StuName varchar(20) not null,--学生姓名
CourseId varchar(20) not null,--课程编号
CourseName varchar(20) not null, --选课课程名称
CourseScore int not null, --考试成绩
)
insert into StudentCourse(StuId,StuName,CourseId,CourseName,CourseScore)
values('001','刘备','001','语文',80)
insert into StudentCourse(StuId,StuName,CourseId,CourseName,CourseScore)
values('001','刘备','002','数学',70)
insert into StudentCourse(StuId,StuName,CourseId,CourseName,CourseScore)
values('002','关羽','003','英语',80)
insert into StudentCourse(StuId,StuName,CourseId,CourseName,CourseScore)
values('003','张飞','003','英语',90)

上述设计中有两个事物，一个学生信息，一个课程信息，很显然这两个事物都没有保证实体的唯一性，这里的姓名依赖学号，课程名称依赖课程编号，所以不符合二范式。

create table Course --课程
(
CourseId int primary key identity(1,1),--课程编号
CourseName varchar(30) not null, --课程名称
CourseContent text --课程介绍
)
insert into Course(CourseName,CourseContent) values('HTML','静态网页的制作')
insert into Course(CourseName,CourseContent) values('WinForm','Windows应用程序开发')

create table Student --学生
(
StuId int primary key identity(1,1), --学生编号
StuName varchar(50) not null, --学生名字
StuSex char(2) not null --学生性别
)
insert into Student(StuName,StuSex) values('刘备','男')
insert into Student(StuName,StuSex) values('关羽','男')

create Table Exam --考试信息表
(
ExamId int primary key identity(1,1), --选课成绩编号
StuId int not null, --学生编号
CourseId int not null,  --课程编号
Score int not null, --考试分数
)
insert into Exam(StuId,CourseId,Score) values(1,1,90)
insert into Exam(StuId,CourseId,Score) values(1,2,80)
insert into Exam(StuId,CourseId,Score) values(2,2,85)

select * from Student inner join Exam on Student.StuId = Exam.StuId
inner join Course on Course.CourseId = Exam.CourseId

**第三范式：**要求任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余，即不存在传递依赖 ；

如有如下表结构设计：

create table Student
(
StuId varchar(20) primary key,--学号
StuName varchar(20) not null,--学生姓名
ProfessionalId int not null,--专业编号
ProfessionalName varchar(50),--专业名称
ProfessionalRemark varchar(200), --专业介绍
)
insert into Student(StuId,StuName,ProfessionalId,ProfessionalName,ProfessionalRemark)
values('001','刘备',1,'计算机','最牛的专业')
insert into Student(StuId,StuName,ProfessionalId,ProfessionalName,ProfessionalRemark)
values('002','关羽',2,'工商管理','管理学的基础专业')
insert into Student(StuId,StuName,ProfessionalId,ProfessionalName,ProfessionalRemark)
values('003','张飞',1,'计算机','最牛的专业')
select * from Student

上述设计种专业名称字段和专业介绍字段，在数据库种会产生很多冗余数据，不满足第二范式，优化方案如下：

create table Professional
(
ProfessionalId int primary key identity(1,1),--专业编号
ProfessionalName varchar(50),--专业名称
ProfessionalRemark varchar(200), --专业介绍
)
create table Student
(
StuId varchar(20) primary key,--学号
StuName varchar(20) not null,--学生姓名
ProfessionalId int not null,--专业编号
)
insert into Professional(ProfessionalName,ProfessionalRemark) values('计算机','最牛的专业')
insert into Professional(ProfessionalName,ProfessionalRemark) values('工商管理','管理学的基础专业')
insert into Student(StuId,StuName,ProfessionalId) values('001','刘备',1)
insert into Student(StuId,StuName,ProfessionalId) values('002','关羽',2)
insert into Student(StuId,StuName,ProfessionalId) values('003','张飞',1)
select * from Student

二、表关系

（1）一对多关系（专业--学生）

create table Profession  --专业
(
ProId int primary key identity(1,1), --专业编号
ProName varchar(50) not null --专业名称
)
create table Student --学生
(
StuId int primary key identity(1,1), --学生编号
ProId int references Profession(ProId),
StuName varchar(50) not null, --学生名字
StuSex char(2) not null --学生性别
)
insert into Profession(ProName) values('软件开发')
insert into Profession(ProName) values('企业信息化')
insert into Student(ProId,StuName,StuSex) values(1,'刘备','男')
insert into Student(ProId,StuName,StuSex) values(1,'关羽','男')
insert into Student(ProId,StuName,StuSex) values(2,'张飞','男')
insert into Student(ProId,StuName,StuSex) values(2,'赵云','男')
select * from Student left join Profession on Student.ProId = Profession.ProId

（2）一对一关系（学生基本信息--学生详情）

方案一：

create table StudentBasicInfo  --学生基本信息
(
StuNo varchar(20) primary key not null,  --学号
StuName varchar(20) not null, --姓名
StuSex nvarchar(1) not null  --性别
)
create table StudentDetailInfo  --学生详细信息
(
StuNo varchar(20) primary key not null,
StuQQ varchar(20), --QQ
stuPhone varchar(20), --电话
StuMail varchar(100), --邮箱
StuBirth date         --生日
)
--插入数据的时候按照顺序先插入刘备的基本信息，在插入关羽的基本信息
--insert into StudentBasicInfo(StuNo,StuName,StuSex) values('QH001','刘备','男')
--insert into StudentBasicInfo(StuNo,StuName,StuSex) values('QH002','关羽','男')
--插入数据的时候按照顺序先插入关羽的详细信息，在插入刘备的详细信息
--insert into StudentDetailInfo(StuNo,StuQQ,stuPhone,StuMail,StuBirth)
--values('QH002','156545214','13654525478','guanyu@163.com','1996-6-6')
--insert into StudentDetailInfo(StuNo,StuQQ,stuPhone,StuMail,StuBirth)
--values('QH001','186587854','15326545214','liubei@163.com','1998-8-8')

--或者如下结构也行：
create table StudentBasicInfo  --学生基本信息
(
StuNo int primary key identity(1,1),  --学号
StuName varchar(20) not null, --姓名
StuSex nvarchar(1) not null  --性别
)
create table StudentDetailInfo  --学生详细信息
(
StuNo int primary key,  --学号
StuQQ varchar(20), --QQ
stuPhone varchar(20), --电话
StuMail varchar(100), --邮箱
StuBirth date         --生日
)

此方案要求两个表的主键相等关系确定一个学生，所以此设计必须保证主键是可以维护和编辑的，如果主键是自动增长，将很大程度增加了数据维护的难度。

方案二：

create table StudentBasicInfo  --学生基本信息
(
StuNo int primary key identity(1,1),  --学号
StuName varchar(20) not null, --姓名
StuSex nvarchar(1) not null  --性别
)
create table StudentDetailInfo  --学生详细信息
(
StuDetailNo int primary key identity(1,1),  --详细信息编号
StuNo int references StudentBasicInfo(StuNo) --学号,外键
StuQQ varchar(20), --QQ
stuPhone varchar(20), --电话
StuMail varchar(100), --邮箱
StuBirth date         --生日
)

此方案中实际上我们是使用一对多的模式来表示一对一，保证多的表中只有一条对应数据即可。

（3）多对多关系：（选课成绩--学生）

create table Course --课程
(
CourseId int primary key identity(1,1),--课程编号
CourseName varchar(30) not null, --课程名称
CourseContent text --课程介绍
)
insert into Course(CourseName,CourseContent) values('HTML','静态网页的制作')
insert into Course(CourseName,CourseContent) values('WinForm','Windows应用程序开发')

create table Student --学生
(
StuId int primary key identity(1,1), --学生编号
StuName varchar(50) not null, --学生名字
StuSex char(2) not null --学生性别
)
insert into Student(StuName,StuSex) values('刘备','男')
insert into Student(StuName,StuSex) values('关羽','男')

create Table Exam --考试信息表
(
ExamId int primary key identity(1,1), --选课成绩编号
StuId int not null, --学生编号
CourseId int not null,  --课程编号
Score int not null, --考试分数
)
insert into Exam(StuId,CourseId,Score) values(1,1,90)
insert into Exam(StuId,CourseId,Score) values(1,2,80)
insert into Exam(StuId,CourseId,Score) values(2,2,85)

select * from Student inner join Exam on Student.StuId = Exam.StuId
inner join Course on Course.CourseId = Exam.CourseId

此方案中，一个学生可以有多门选课，一门课程也可以被多个学生选择，我们称之为多对多关系，在处理多对多关系的时候，我们需要建立一个中间关联表，该关联表中需要有另外两张表的主键字段。

三、数据库设计案例

业务需求说明： 模拟银行业务，设计简易版的银行数据库表结构，要求可以完成以下基本功能需求： 1.银行开户（注册个人信息）及开卡（办理银行卡）（一个人可以办理多张银行卡，但是最多只能办理3张） 2.存钱 3.查询余额 4.取钱 5.转账 6.查看交易记录 7.账户挂失 8.账户注销

表设计：

1.账户信息表：存储个人信息。 2.银行卡表：存储银行卡信息。 3.交易信息表（存储存钱和取钱的记录） 4.转账信息表（存储转账信息记录） 5.状态信息变化表（存储银行卡状态变化的记录，状态有1:正常,2:挂失,3:冻结,4:注销）

表结构设计：

--账户信息表：存储个人信息
create table AccountInfo
(
AccountId int primary key identity(1,1), --账户编号
AccountCode varchar(20) not null, --身份证号码
AccountPhone varchar(20) not null, --电话号码
RealName varchar(20) not null, --真实姓名
OpenTime smalldatetime not null, --开户时间
)
--银行卡表：存储银行卡信息
create table BankCard
(
CardNo varchar(30) primary key, --银行卡卡号
AccountId int not null, --账户编号（与账户信息表形成主外键关系）
CardPwd varchar(30) not null, --银行卡密码
CardMoney money not null, --银行卡余额
CardState int not null,--1:正常,2:挂失,3:冻结,4:注销
CardTime smalldatetime default(getdate()) --开卡时间
)
--交易信息表（存储存钱和取钱的记录）
create table CardExchange
(
ExchangeId int primary key identity(1,1), --交易自动编号
CardNo varchar(30) not null, --银行卡号(与银行卡表形成主外键关系)
MoneyInBank money not null, --存钱金额
MoneyOutBank money not null, --取钱金额
ExchangeTime smalldatetime not null, --交易时间
)
--转账信息表（存储转账信息记录）
create table CardTransfer
(
TransferId int primary key identity(1,1),--转账自动编号
CardNoOut varchar(30) not null, --转出银行卡号(与银行卡表形成主外键关系)
CardNoIn varchar(30) not null, --转入银行卡号(与银行卡表形成主外键关系)
TransferMoney money not null,--交易金额
TransferTime smalldatetime not null, --交易时间
)
--状态信息变化表（存储银行卡状态变化的记录，状态有1:正常,2:挂失,3:冻结,4:注销）
create table CardStateChange
(
StateId int primary key identity(1,1),--状态信息自动编号
CardNo varchar(30) not null, --银行卡号(与银行卡表形成主外键关系)
OldState int not null, --银行卡原始状态
NewState int not null, --银行卡新状态
StateWhy varchar(200) not null, --状态变化原因
StateTime smalldatetime not null, --记录产生时间
)

添加测试数据：

--为刘备，关羽，张飞三个人进行开户开卡的操作
--刘备身份证：420107198905064135
--关羽身份证：420107199507104133
--张飞身份证：420107199602034138
insert into AccountInfo(AccountCode,AccountPhone,RealName,OpenTime)
values('420107198905064135','13554785425','刘备',GETDATE())
insert into BankCard(CardNo,AccountId,CardPwd,CardMoney,CardState)
values('6225125478544587',1,'123456',0,1)

insert into AccountInfo(AccountCode,AccountPhone,RealName,OpenTime)
values('420107199507104133','13454788854','关羽',GETDATE())
insert into BankCard(CardNo,AccountId,CardPwd,CardMoney,CardState)
values('6225547858741263',2,'123456',0,1)

insert into AccountInfo(AccountCode,AccountPhone,RealName,OpenTime)
values('420107199602034138','13456896321','张飞',GETDATE())
insert into BankCard(CardNo,AccountId,CardPwd,CardMoney,CardState)
values('6225547854125656',3,'123456',0,1)

select * from AccountInfo
select * from BankCard

--进行存钱操作，刘备存钱2000元，关羽存钱：8000元，张飞存钱：500000元
select * from AccountInfo
update BankCard set CardMoney = CardMoney + 2000 where CardNo = '6225125478544587'
insert into CardExchange(CardNo,MoneyInBank,MoneyOutBank,ExchangeTime)
values('6225125478544587',2000,0,GETDATE())

update BankCard set CardMoney = CardMoney + 8000 where CardNo = '6225547858741263'
insert into CardExchange(CardNo,MoneyInBank,MoneyOutBank,ExchangeTime)
values('6225547858741263',8000,0,GETDATE())

update BankCard set CardMoney = CardMoney + 500000 where CardNo = '6225547854125656'
insert into CardExchange(CardNo,MoneyInBank,MoneyOutBank,ExchangeTime)
values('6225547854125656',500000,0,GETDATE())

--转账：刘备给张飞转账1000元
update BankCard set CardMoney = CardMoney -1000 where CardNo = '6225125478544587'
update BankCard set CardMoney = CardMoney + 1000 where CardNo = '6225547854125656'
insert into CardTransfer(CardNoOut,CardNoIn,TransferMoney,TransferTime)
values('6225125478544587','6225547854125656',1000,GETDATE())