关于数据库:数据库有哪些设计技巧

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1. 原始单据与实体之间的关系

能够是一对一、一对多、多对多的关系。在个别状况下,它们是一对一的关系:即一张原始单据对应且只对应一个实体。在非凡状况下,它们可能是一对多或多对一的关系,即一张原始单证对应多个实体,或多张原始单证对应一个实体。

这里的实体能够了解为根本表。明确这种对应关系后,对咱们设计录入界面大有益处。

〖例 1〗:一份员工履历材料,在人力资源信息系统中,就对应三个根本表:员工根本情况表、社会关系表、工作简历表。这就是“一张原始单证对应多个实体”的典型例子。

2. 主键与外键

一般而言,一个实体不能既无主键又无外键。在 E—R 图中, 处于叶子部位的实体, 能够定义主键,也能够不定义主键(因为它无子孙), 但必须要有外键(因为它有父亲)。

主键与外键的设计,在全局数据库的设计中,占有重要位置。当全局数据库的设计实现当前,有个美国数据库设计专家说:“键,到处都是键,除了键之外,什么也没有”,这就是他的数据库设计经验之谈,也反映了他对信息系统外围 (数据模型) 的高度形象思维。

因为:主键是实体的高度形象,主键与外键的配对,示意实体之间的连贯。

3. 根本表的性质

根本表与两头表、长期表不同,因为它具备如下四个个性:

  • 原子性。根本表中的字段是不可再合成的。
  • 原始性。根本表中的记录是原始数据(根底数据)的记录。
  • 演绎性。由根本表与代码表中的数据,能够派生出所有的输入数据。
  • 稳定性。根本表的构造是绝对稳固的,表中的记录是要长期保留的。

了解根本表的性质后,在设计数据库时,就能将根本表与两头表、长期表辨别开来。

4. 范式规范

根本表及其字段之间的关系, 应尽量满足第三范式。然而,满足第三范式的数据库设计,往往不是最好的设计。为了进步数据库的运行效率,经常须要升高范式规范:适当减少冗余,达到以空间换工夫的目标。

〖例 2〗:有一张寄存商品的根本表,如表 1 所示。“金额”这个字段的存在,表明该表的设计不满足第三范式,因为“金额”能够由“单价”乘以“数量”失去,阐明“金额”是冗余字段。然而,减少“金额”这个冗余字段,能够进步查问统计的速度,这就是以空间换工夫的作法。

在 Rose 2002 中,规定列有两种类型:数据列和计算列。“金额”这样的列被称为“计算列”,而“单价”和“数量”这样的列被称为“数据列”。

5. 艰深地了解三个范式

艰深地了解三个范式,对于数据库设计大有益处。在数据库设计中,为了更好地利用三个范式,就必须艰深地了解三个范式(艰深地了解是够用的了解,并不是最迷信最精确的了解):

  • 第一范式:1NF 是对属性的原子性束缚,要求属性具备原子性,不可再合成;
  • 第二范式:2NF 是对记录的惟一性束缚,要求记录有惟一标识,即实体的惟一性;
  • 第三范式:3NF 是对字段冗余性的束缚,即任何字段不能由其余字段派生进去,它要求字段没有冗余。

没有冗余的数据库设计能够做到。然而,没有冗余的数据库未必是最好的数据库,有时为了进步运行效率,就必须升高范式规范,适当保留冗余数据。

具体做法是:在概念数据模型设计时恪守第三范式,升高范式规范的工作放到物理数据模型设计时思考。升高范式就是减少字段,容许冗余。

6. 要长于辨认与正确处理多对多的关系

若两个实体之间存在多对多的关系,则应打消这种关系。打消的方法是,在两者之间减少第三个实体。这样,原来一个多对多的关系,当初变为两个一对多的关系。要将原来两个实体的属性正当地调配到三个实体中去。

这里的第三个实体,本质上是一个较简单的关系,它对应一张根本表。一般来讲,数据库设计工具不能辨认多对多的关系,但能解决多对多的关系。

〖例 3〗:在“图书馆信息系统”中,“图书”是一个实体,“读者”也是一个实体。这两个实体之间的关系,是一个典型的多对多关系:一本图书在不同工夫能够被多个读者借阅,一个读者又能够借多本图书。

为此,要在二者之间减少第三个实体,该实体取名为“借还书”,它的属性为:借还工夫、借还标记(0 示意借书,1 示意还书),另外,它还应该有两个外键(“图书”的主键,“读者”的主键),使它能与“图书”和“读者”连贯。

7. 主键 PK 的取值办法

PK 是供程序员应用的表间连接工具,能够是一无物理意义的数字串, 由程序主动加 1 来实现。也能够是有物理意义的字段名或字段名的组合。不过前者比后者好。当 PK 是字段名的组合时,倡议字段的个数不要太多,多了岂但索引占用空间大,而且速度也慢

8. 正确认识数据冗余

主键与外键在多表中的反复呈现, 不属于数据冗余,这个概念必须分明,事实上有许多人还不分明。非键字段的反复呈现, 才是数据冗余!而且是一种低级冗余,即重复性的冗余。高级冗余不是字段的反复呈现,而是字段的派生呈现。

〖例 4〗:商品中的“单价、数量、金额”三个字段,“金额”就是由“单价”乘以“数量”派生进去的,它就是冗余,而且是一种高级冗余。冗余的目标是为了进步处理速度。

只有低级冗余才会减少数据的不一致性,因为同一数据,可能从不同工夫、地点、角色上屡次录入。因而,咱们提倡高级冗余(派生性冗余),拥护低级冗余(重复性冗余)。

9. E–R 图没有标准答案

信息系统的 E –R 图没有标准答案,因为它的设计与画法不是惟一的,只有它笼罩了零碎需要的业务范围和性能内容,就是可行的。反之要批改 E –R 图。

只管它没有惟一的标准答案,并不意味着能够随便设计。好的 E—R 图的规范是:构造清晰、关联简洁、实体个数适中、属性调配正当、没有低级冗余。

10. 视图技术在数据库设计中很有用

与根本表、代码表、两头表不同,视图是一种虚表,它依赖数据源的实表而存在。视图是供程序员应用数据库的一个窗口,是基表数据综合的一种模式, 是数据处理的一种办法,是用户数据窃密的一种伎俩

为了进行简单解决、进步运算速度和节俭存储空间, 视图的定义深度个别不得超过三层。若三层视图仍不够用, 则应在视图上定义长期表, 在长期表上再定义视图。这样重复交迭定义, 视图的深度就不受限制了。

对于某些与国家政治、经济、技术、军事和平安利益无关的信息系统,视图的作用更加重要。这些零碎的根本表实现物理设计之后,立刻在根本表上建设第一层视图,这层视图的个数和构造,与根本表的个数和构造是完全相同。并且规定,所有的程序员,一律只准在视图上操作。

只有数据库管理员,带着多个人员独特把握的“平安钥匙”,能力间接在根本表上操作。请读者想想:这是为什么?

11. 两头表、报表和长期表

两头表是寄存统计数据的表,它是为数据仓库、输入报表或查问后果而设计的,有时它没有主键与外键 (数据仓库除外)。长期表是程序员集体设计的,寄存长期记录,为集体所用。 基表和两头表由 DBA 保护,长期表由程序员本人用程序主动保护

12. 完整性束缚体现在三个方面

域的完整性:用 Check 来实现束缚,在数据库设计工具中,对字段的取值范畴进行定义时,有一个 Check 按钮,通过它定义字段的值城。

参照完整性:用 PK、FK、表级触发器来实现。用户定义完整性:它是一些业务规定,用存储过程和触发器来实现。

13. 避免数据库设计打补丁的办法是“三少准则”

1、一个数据库中表的个数越少越好。只有表的个数少了,能力阐明零碎的 E –R 图少而精,去掉了反复的多余的实体,造成了对主观世界的高度形象,进行了零碎的数据集成,避免了打补丁式的设计;

2、一个表中组合主键的字段个数越少越好。因为主键的作用,一是建主键索引,二是做为子表的外键,所以组合主键的字段个数少了,不仅节俭了运行工夫,而且节俭了索引存储空间;

3、一个表中的字段个数越少越好。只有字段的个数少了,能力阐明在零碎中不存在数据反复,且很少有数据冗余,更重要的是督促读者学会“列变行”,这样就避免了将子表中的字段拉入到主表中去,在主表中留下许多空余的字段。所谓“列变行”,就是将主表中的一部分内容拉出去,另外独自建一个子表。这个办法很简略,有的人就是不习惯、不驳回、不执行。

数据库设计的实用准则是:在数据冗余和处理速度之间找到适合的平衡点。“三少”是一个整体概念,综合观点,不能孤立某一个准则。

该准则是绝对的,不是相对的。“三多”准则必定是谬误的。试想:若笼罩零碎同样的性能,一百个实体 (共一千个属性) 的 E –R 图,必定比二百个实体(共二千个属性) 的 E –R 图,要好得多。

提倡“三少”准则,是叫读者学会利用数据库设计技术进行零碎的数据集成。数据集成的步骤是将文件系统集成为利用数据库,将利用数据库集成为主题数据库,将主题数据库集成为全局综合数据库。

集成的水平越高,数据共享性就越强,信息孤岛景象就越少,整个企业信息系统的全局 E—R 图中实体的个数、主键的个数、属性的个数就会越少

提倡“三少”准则的目标,是避免读者利用打补丁技术,一直地对数据库进行增删改,使企业数据库变成了随便设计数据库表的“垃圾堆”,或数据库表的“大杂院”,最初造成数据库中的根本表、代码表、两头表、长期表横七竖八,成千上万,导致企事业单位的信息系统无奈保护而瘫痪。

“三多”准则任何人都能够做到,该准则是“打补丁办法”设计数据库的歪理学说。“三少”准则是少而精的准则,它要求有较高的数据库设计技巧与艺术,不是任何人都能做到的,因为该准则是杜绝用“打补丁办法”设计数据库的理论依据。

14. 进步数据库运行效率的方法

在给定的零碎硬件和系统软件条件下,进步数据库系统的运行效率的方法是:

  • 在数据库物理设计时,升高范式,减少冗余, 少用触发器, 多用存储过程。
  • 当计算非常复杂、而且记录条数十分微小时(例如一千万条),简单计算要先在数据库里面,以文件系统形式用 C ++ 语言计算解决实现之后,最初才入库追加到表中去。这是电信计费零碎设计的教训。
  • 发现某个表的记录太多,例如超过一千万条,则要对该表进行程度宰割。程度宰割的做法是,以该表主键 PK 的某个值为界限,将该表的记录程度宰割为两个表。若发现某个表的字段太多,例如超过八十个,则垂直宰割该表,将原来的一个表合成为两个表。
  • 对数据库管理系统 DBMS 进行系统优化,即优化各种零碎参数,如缓冲区个数。
  • 在应用面向数据的 SQL 语言进行程序设计时,尽量采取优化算法。

总之,要进步数据库的运行效率,必须从数据库系统级优化、数据库设计级优化、程序实现级优化,这三个档次上同时下功夫。

上述十四个技巧,是许多人在大量的数据库剖析与设计实际中,逐渐总结进去的。对于这些教训的使用,读者不能生帮硬套,死记硬背,而要消化了解,捕风捉影,灵便把握。并逐渐做到:在利用中倒退,在倒退中利用

正文完
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