數(shù)據(jù)庫(kù)是應(yīng)用程序和計(jì)算機(jī)的核心元素,并負(fù)責(zé)存儲(chǔ)運(yùn)行軟件應(yīng)用程序所需的所有重要數(shù)據(jù)。為了確保應(yīng)用程序的正常運(yùn)行,總是有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)靜默運(yùn)行。我們可以將數(shù)據(jù)庫(kù)視為一個(gè)信息倉(cāng)庫(kù),以結(jié)構(gòu)化的方式存儲(chǔ)大量相關(guān)信息,并對(duì)其進(jìn)行合理分類以方便搜索和使用。因此,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)已成為軟件開(kāi)發(fā)的重要組成部分。那么數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技巧有哪些?關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技巧有很多,這里簡(jiǎn)單的介紹7種方法。
數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技巧有哪些?
1. 原始單據(jù)與實(shí)體之間的關(guān)系
可以是一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多的關(guān)系。在一般情況下,它們是一對(duì)一的關(guān)系:即一張?jiān)紗螕?jù)對(duì)應(yīng)且只對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體。在特殊情況下,它們可能是一對(duì)多或多對(duì)一的關(guān)系,即一張?jiān)紗巫C對(duì)應(yīng)多個(gè)實(shí)體,或多張?jiān)紗巫C對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體。這里的實(shí)體可以理解為基本表。明確這種對(duì)應(yīng)關(guān)系后,對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)錄入界面大有好處。
比如:一份員工履歷資料,在人力資源信息系統(tǒng)中,就對(duì)應(yīng)三個(gè)基本表:?jiǎn)T工基本情況表、社會(huì)關(guān)系表、工作簡(jiǎn)歷表。這就是“一張?jiān)紗巫C對(duì)應(yīng)多個(gè)實(shí)體”的典型例子。
2. 主鍵與外鍵
一般而言,一個(gè)實(shí)體不能既無(wú)主鍵又無(wú)外鍵。在E—R 圖中, 處于葉子部位的實(shí)體, 可以定義主鍵,也可以不定義主鍵(因?yàn)樗鼰o(wú)子孫), 但必須要有外鍵(因?yàn)樗懈赣H)。 主鍵與外鍵的設(shè)計(jì),在全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中,占有重要地位。當(dāng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)完成以后,有個(gè)美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)專家說(shuō):“鍵,到處都是鍵,除了鍵之外,什么也沒(méi)有”,這就是他的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)之談,也反映了他對(duì)信息系統(tǒng)核心(數(shù)據(jù)模型)的高度抽象思想。因?yàn)椋褐麈I是實(shí)體的高度抽象,主鍵與外鍵的配對(duì),表示實(shí)體之間的連接。
3. 基本表的性質(zhì)
基本表與中間表、臨時(shí)表不同,因?yàn)樗哂腥缦滤膫€(gè)特性:
原子性。基本表中的字段是不可再分解的。
原始性?;颈碇械挠涗浭窃紨?shù)據(jù)(基礎(chǔ)數(shù)據(jù))的記錄。
演繹性。由基本表與代碼表中的數(shù)據(jù),可以派生出所有的輸出數(shù)據(jù)。
穩(wěn)定性?;颈淼慕Y(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的,表中的記錄是要長(zhǎng)期保存的。
理解基本表的性質(zhì)后,在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),就能將基本表與中間表、臨時(shí)表區(qū)分開(kāi)來(lái)。
4. 范式標(biāo)準(zhǔn)
基本表及其字段之間的關(guān)系, 應(yīng)盡量滿足第三范式。但是,滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),往往不是最好的設(shè)計(jì)。為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率,常常需要降低范式標(biāo)準(zhǔn):適當(dāng)增加冗余,達(dá)到以空間換時(shí)間的目的。
比如有一張存放商品的基本表,如表1所示?!敖痤~”這個(gè)字段的存在,表明該表的設(shè)計(jì)不滿足第三范式,因?yàn)椤敖痤~”可以由“單價(jià)”乘以“數(shù)量”得到,說(shuō)明“金額”是冗余字段。但是,增加“金額”這個(gè)冗余字段,可以提高查詢統(tǒng)計(jì)的速度,這就是以空間換時(shí)間的作法。
在Rose 2002中,規(guī)定列有兩種類型:數(shù)據(jù)列和計(jì)算列。“金額”這樣的列被稱為“計(jì)算列”,而“單價(jià)”和“數(shù)量”這樣的列被稱為“數(shù)據(jù)列”。
5.通俗地理解三個(gè)范式
通俗地理解三個(gè)范式,對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)大有好處。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中,為了更好地應(yīng)用三個(gè)范式,就必須通俗地理解三個(gè)范式(通俗地理解是夠用的理解,并不是最科學(xué)最準(zhǔn)確的理解):
第一范式:1NF是對(duì)屬性的原子性約束,要求屬性具有原子性,不可再分解;
第二范式:2NF是對(duì)記錄的惟一性約束,要求記錄有惟一標(biāo)識(shí),即實(shí)體的惟一性;
第三范式:3NF是對(duì)字段冗余性的約束,即任何字段不能由其他字段派生出來(lái),它要求字段沒(méi)有冗余。
沒(méi)有冗余的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)可以做到。但是,沒(méi)有冗余的數(shù)據(jù)庫(kù)未必是最好的數(shù)據(jù)庫(kù),有時(shí)為了提高運(yùn)行效率,就必須降低范式標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)保留冗余數(shù)據(jù)。具體做法是:在概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)遵守第三范式,降低范式標(biāo)準(zhǔn)的工作放到物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)考慮。降低范式就是增加字段,允許冗余。
6.要善于識(shí)別與正確處理多對(duì)多的關(guān)系
若兩個(gè)實(shí)體之間存在多對(duì)多的關(guān)系,則應(yīng)消除這種關(guān)系。消除的辦法是,在兩者之間增加第三個(gè)實(shí)體。這樣,原來(lái)一個(gè)多對(duì)多的關(guān)系,現(xiàn)在變?yōu)閮蓚€(gè)一對(duì)多的關(guān)系。要將原來(lái)兩個(gè)實(shí)體的屬性合理地分配到三個(gè)實(shí)體中去。這里的第三個(gè)實(shí)體,實(shí)質(zhì)上是一個(gè)較復(fù)雜的關(guān)系,它對(duì)應(yīng)一張基本表。一般來(lái)講,數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具不能識(shí)別多對(duì)多的關(guān)系,但能處理多對(duì)多的關(guān)系。
比如在“圖書館信息系統(tǒng)”中,“圖書”是一個(gè)實(shí)體,“讀者”也是一個(gè)實(shí)體。這兩個(gè)實(shí)體之間的關(guān)系,是一個(gè)典型的多對(duì)多關(guān)系:一本圖書在不同時(shí)間可以被多個(gè)讀者借閱,一個(gè)讀者又可以借多本圖書。為此,要在二者之間增加第三個(gè)實(shí)體,該實(shí)體取名為“借還書”,它的屬性為:借還時(shí)間、借還標(biāo)志(0表示借書,1表示還書),另外,它還應(yīng)該有兩個(gè)外鍵(“圖書”的主鍵,“讀者”的主鍵),使它能與“圖書”和“讀者”連接。
7.主鍵PK的取值方法
PK是供程序員使用的表間連接工具,可以是一無(wú)物理意義的數(shù)字串, 由程序自動(dòng)加1來(lái)實(shí)現(xiàn)。也可以是有物理意義的字段名或字段名的組合。不過(guò)前者比后者好。當(dāng)PK是字段名的組合時(shí),建議字段的個(gè)數(shù)不要太多,多了不但索引占用空間大,而且速度也慢。
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