下述十四个技巧是许多人在大量的数据库分析与设计实践中逐步总结出来的对于这些经验的运用读者不能生帮硬套死记硬背而要消化理解实事求是灵活掌握并逐步做到在应用中发展在发展中应用
原始单据与实体之间的关系
可以是一对一一对多多对多的关系在一般情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特殊情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可以理解为基本表明确这种对应关系后对我们设计录入界面大有好处
〖例〗一份员工履历资料在人力资源信息系统中就对应三个基本表员工基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
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 可以定义主键也可以不定义主键(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地位当全局数据库的设计完成以后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核心(数据模型)的高度抽象思想因为主键是实体的高度抽象主键与外键的配对表示实体之间的连接
基本表的性质
基本表与中间表临时表不同因为它具有如下四个特性
() 原子性基本表中的字段是不可再分解的
() 原始性基本表中的记录是原始数据（基础数据）的记录
() 演绎性由基本表与代码表中的数据可以派生出所有的输出数据
() 稳定性基本表的结构是相对稳定的表中的记录是要长期保存的
理解基本表的性质后在设计数据库时就能将基本表与中间表临时表区分开来
范式标准
基本表及其字段之间的关系 应尽量满足第三范式但是满足第三范式的数据库设计往往不是最好的设计为了提高数据库的运行效率常常需要降低范式标准适当增加冗余达到以空间换时间的目的 〖例〗有一张存放商品的基本表如表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可以由单价乘以数量得到说明金额是冗余字段但是增加金额这个冗余字段可以提高查询统计的速度这就是以空间换时间的作法 在Rose 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
表 商品表的表结构
商品名称 商品型号 单价 数量 金额
电视机
通俗地理解三个范式
通俗地理解三个范式对于数据库设计大有好处在数据库设计中为了更好地应用三个范式就必须通俗地理解三个范式(通俗地理解是够用的理解并不是最科学最准确的理解)
第一范式NF是对属性的原子性约束要求属性具有原子性不可再分解
第二范式NF是对记录的惟一性约束要求记录有惟一标识即实体的惟一性
第三范式NF是对字段冗余性的约束即任何字段不能由其他字段派生出来它要求字段没有冗余 没有冗余的数据库设计可以做到但是没有冗余的数据库未必是最好的数据库有时为了提高运行效率就必须降低范式标准适当保留冗余数据具体做法是在概念数据模型设计时遵守第三范式降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑降低范式就是增加字段允许冗余
要善于识别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消除这种关系消除的办法是在两者之间增加第三个实体这样原来一个多对多的关系现在变为两个一对多的关系要将原来两个实体的属性合理地分配到三个实体中去这里的第三个实体实质上是一个较复杂的关系它对应一张基本表一般来讲数据库设计工具不能识别多对多的关系但能处理多对多的关系
〖例〗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时间可以被多个读者借阅一个读者又可以借多本图书为此要在二者之间增加第三个实体该实体取名为借还书它的属性为借还时间借还标志(表示借书表示还书)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接
主键PK的取值方法
PK是供程序员使用的表间连接工具可以是一无物理意义的数字串 由程序自动加来实现也可以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是字段名的组合时建议字段的个数不要太多多了不但索引占用空间大而且速度也慢
正确认识数据冗余
主键与外键在多表中的重复出现 不属于数据冗余这个概念必须清楚事实上有许多人还不清楚非键字段的重复出现 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重复出现而是字段的派生出现
〖例〗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出来的它就是冗余而且是一种高级冗余冗余的目的是为了提高处理速度只有低级冗余才会增加数据的不一致性因为同一数据可能从不同时间地点角色上多次录入因此我们提倡高级冗余(派生性冗余)反对低级冗余(重复性冗余)
ER图没有标准答案
信息系统的ER图没有标准答案因为它的设计与画法不是惟一的只要它覆盖了系统需求的业务范围和功能内容就是可行的反之要修改ER图尽管它没有惟一的标准答案并不意味着可以随意设计好的E?R图的标准是结构清晰关联简洁实体个数适中属性分配合理没有低级冗余
视图技术在数据库设计中很有用
与基本表代码表中间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使用数据库的一个窗口是基表数据综合的一种形式 是数据处理的一种方法是用户数据保密的一种手段为了进行复杂处理提高运算速度和节省存储空间 视图的定义深度一般不得超过三层 若三层视图仍不够用 则应在视图上定义临时表 在临时表上再定义视图这样反复交迭定义 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安全利益有关的信息系统视图的作用更加重要这些系统的基本表完成物理设计之后立即在基本表上建立第一层视图这层视图的个数和结构与基本表的个数和结构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共同掌握的安全钥匙才能直接在基本表上操作请读者想想这是为什么？
中间表报表和临时表
中间表是存放统计数据的表它是为数据仓库输出报表或查询结果而设计的有时它没有主键与外键(数据仓库除外)临时表是程序员个人设计的存放临时记录为个人所用基表和中间表由DBA维护临时表由程序员自己用程序自动维护
完整性约束表现在三个方面
域的完整性用Check来实现约束在数据库设计工具中对字段的取值范围进行定义时有一个Check按钮通过它定义字段的值城参照完整性用PKFK表级触发器来实现用户定义完整性它是一些业务规则用存储过程和触发器来实现
防止数据库设计打补丁的方法是三少原则
() 一个数据库中表的个数越少越好只有表的个数少了才能说明系统的ER图少而精去掉了重复的多余的实体形成了对客观世界的高度抽象进行了系统的数据集成防止了打补丁式的设计
() 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省了运行时间而且节省了索引存储空间
() 一个表中的字段个数越少越好只有字段的个数少了才能说明在系统中不存在数据重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防止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单独建一个子表这个方法很简单有的人就是不习惯不采纳不执行
数据库设计的实用原则是在数据冗余和处理速度之间找到合适的平衡点三少是一个整体概念综合观点不能孤立某一个原则该原则是相对的不是绝对的三多原则肯定是错误的试想若覆盖系统同样的功能一百个实体(共一千个属性) 的ER图肯定比二百个实体(共二千个属性) 的ER图要好得多
提倡三少原则是叫读者学会利用数据库设计技术进行系统的数据集成数据集成的步骤是将文件系统集成为应用数据库将应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程度越高数据共享性就越强信息孤岛现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
提倡三少原则的目的是防止读者利用打补丁技术不断地对数据库进行增删改使企业数据库变成了随意设计数据库表的垃圾堆或数据库表的大杂院最后造成数据库中的基本表代码表中间表临时表杂乱无章不计其数导致企事业单位的信息系统无法维护而瘫痪
三多原则任何人都可以做到该原则是打补丁方法设计数据库的歪理学说三少原则是少而精的原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原则是杜绝用打补丁方法设计数据库的理论依据
提高数据库运行效率的办法
在给定的系统硬件和系统软件条件下提高数据库系统的运行效率的办法是
() 在数据库物理设计时降低范式增加冗余 少用触发器 多用存储过程
() 当计算非常复杂而且记录条数非常巨大时(例如一千万条)复杂计算要先在数据库外面以文件系统方式用C++语言计算处理完成之后最后才入库追加到表中去这是电信计费系统设计的经验
() 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水平分割水平分割的做法是以该表主键PK的某个值为界线将该表的记录水平分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分割该表将原来的一个表分解为两个表
() 对数据库管理系统DBMS进行系统优化即优化各种系统参数如缓沖区个数
() 在使用面向数据的SQL语言进行程序设计时尽量采取优化算法
总之要提高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层次上同时下功夫
