[1031 - 資料庫管理概論] Chapter 4 Database design

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Course Point
  1. 資料庫建置的第一個步驟為概念資料塑模:產生概念資料模型(E-R model)，了解使用者的需求。
  2. 邏輯資料庫設計 : 將概念資料模型(如E-R model)轉為特定資料庫技術的邏輯資料模型，為資料庫建置的第二個步驟。
    由於index table 中的資料已經被排序過了，因此可以採用「二元搜尋法」，排序速度以及搜尋速度會變快。
    由Schema (綱要) 來描述資料庫的結構。(Table name, Attribute, Primary key, Foreign key)。
  3. 關聯式資料庫重要的觀念 (Rlational data modeling)
    1. Data structure (資料庫的結構) : Data are organized in the form of table, with rows and column.
      Relation ≡ Table : 為有名字的二維資料表格，其包含有名字的欄位(屬性)、且任意個數的紀錄，為關聯式資料庫的唯一一種資料結構。
      由schema描述。
      結構包含Relation的名字、屬性、ＰＫ、ＦＫ。
      使用者看到的都是表格，利用表格來呈現資料，將表格視為集合來進行處理。
      當要操作資料時，便是針對表格去執行以集合理論為基礎的數學運算，而其執行結果還是表格。
    2. Data manipulation(如何處理資料) ex. 使用SQL language.
    3. Data integrity(資料的正確性)。
    4. Primary key : 能夠為一識別一筆紀錄，以底線表示。
    5. Composite key : primary key由一個以上的屬性組成則稱Composite key。
    6. Foreign key : 是A relation的attrinute，同時也是B relation 的 primary key，以虛線（dashed underline）表示。
    7. E-R Model 可有多值屬性，但Relational data model 不允許。
    8. 每個Database 的 Table name 為 unique name。
    9. 每個attribute在同個Table的名字都為 unique name。
    10. column or row的順序不重要 (不影響整筆記錄的意義)。
      (p.212補充)
    11. Candidate key (候選鍵) : 可以識別一筆row的資料，但若為複合鍵的情況下，Candidate key的所有屬性都不能是redundancy (也就是不能有屬性是刪除後對於Candidate key識別一筆row資料沒有影響)；Candidate key 一定是 Determinant，但Determinant不一定是Candidate key。
  4. Constraint (限制)
    1. Integrity constraint (正確性限制) : 限制 relational data model 能接受的值或動作。
    2. Domain constraint : 限制可接受值之範圍。
    3. Entity integrity : primary key cann’t be NULL.
    4. Referential integrity : foreign key must be a primary key in another table.
  5. 將 E-R Diagrams 轉為 Relational data schema。
    (1) 一對一：將弱式Entity的Attribute新增到其中一個Relation要用最有效率的那個（通常是放到最小基數最小的那個，盡量不要出現有欄位會有NULL的情況），不產生新Relationship。
(2) 一對多：將其中一個Relationship 的PK放到另一個Relationship當ＦＫ。
(3) 多對多：產生新Relationship，包含兩個PK當作CK，並包含弱式Entity的Attribute。
  1. 多元關係（父子型態）：
    (1 )將Associative作為一個Relationship，並將可以為一識別屬性的屬性加上其他Relationship的PK，成為CK。
    (2) 將所有弱式Entity加上父Entity的PK成為新的Relationship。

  2. Unary relationship(只有一個Entity type)的Relationship的情況下：
    (1) 一對一 與 一對多 : 不新增其他relationship，但可能會新增屬性。
    > Foreign key 和Primaray key 的屬性可以相同，但名稱是不同的。
    (2) 多對多：會新增一個Reationship並且包含弱式Entity的Attribute，而與原來Ralationship而來的PK加上多加的新PK組成的CK，多加的PK需思考一下為何。（下圖新增的PK為component item，概念為一個Item可能為一個item或多個item組成）
  3. Normalization : 將有問題的Table拆成沒問題的多個小表格；將Determinant變成PK或CK。
    正規化後，所有的功能相依都不可以消失！
    (1) First normal form (1NF) : 不可以有空值、多值屬性，一定要有PK且不能重複出現。
    (2) Second normal form (2NF) : 只有PK能決定唯一識別一個值（把與主鍵部分功能相依的部分獨立為一個Table）。
    > Functional dependency(功能相依) : A→B (B相依於A)，A能夠識別唯一一個B值，B值由A決定，也就是知道A值就能知道B值。
    > Partial functional dependencies（部分功能相依）：不是所有PK的屬性決定唯一值。
    (3) Third normal form (3NF) : 將非PK值卻能決定唯一值之Determinant (決定者)拆出去成為另一個table的PK（不能有Transitive dependency 間接功能相依）。

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