数据库设计理论是构建高效、可靠和可扩展数据库系统的基础，SQL则是实现这一理论的主要编程语言。在本课程中，张为党博士将深入探讨数据库设计的各个方面，包括实体-关系建模技术、数据库的创建、数据一致性和性能优化，以及如何使用索引来提升查询效率。此外，还将涉及高级技术如视图(View)、存储过程(Stored Procedures)和触发器(Triggers)。
实体-关系建模技术，简称ERA，是由P.P.S. Chen在1976年提出的，主要用于描述现实世界中的实体、属性和关系。E-R图是这种建模方法的核心，它通过图形化的方式帮助设计师描绘出数据模型，以便更好地理解和设计数据库结构。实体代表现实世界中的对象，属性描述实体的特性，而关系则连接不同实体，描述它们之间的关联。国际实体关系方法年会进一步推动了这种方法的发展和完善。
在实际问题中，例如某培训中心的MCSE考试管理系统，设计数据库需要考虑多个功能需求，如查询考生成绩、考试次数、考试通过率以及教师的教学情况。这需要在设计阶段就建立清晰的模型，以确保系统能准确地反映这些业务需求。
数据库系统模型分为数据模型和功能模型。数据模型描述了数据的框架结构，最终决定了数据的存储方式和数据字典的定义；功能模型则转化为最终用户的应用程序，满足用户需求。数据模型是基础，一个良好的数据模型可以避免冗余数据，减少数据访问的限制，确保数据独立性，并防止因数据相关性导致的问题。
数据模型通常包括三个核心元素：数据结构描述系统的静态特征，数据操作定义系统的动态行为，数据约束条件确保数据的完整性和一致性。建立数据模型的重要性在于提供一个共享的蓝图，加速开发进程，提高应用效率，促进跨系统的移植，并帮助尽早发现潜在问题。
数据模型的建立通常分为概念模型和物理模型两个阶段。概念模型关注现实世界的抽象，不涉及特定的数据库管理系统；物理模型则针对DBMS进行优化，考虑如索引、触发器等实际实现因素。一个优秀的数据模型应具备最小定义（减少冗余）、完备定义（覆盖所有需求）和适应性（易于实现和修改）的特点。
规范化理论是消除冗余和提高数据库效率的关键，它提供了一系列的范式，如第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)和更高的BCNF等，指导设计师逐步优化数据模型，确保数据的独立性和一致性。
数据库设计理论及其SQL实现是一门涵盖了数据库设计原则、建模方法和优化技术的综合性学科。理解并掌握这些理论和实践，对于开发高效、稳定的数据库系统至关重要。
