數據庫設計中的14個關鍵技巧

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1. 原始單據與實體之間的關係

 可以是一對一、一對多、多對多的關係。在一般情況下,它們是一對一的關係:即一張原始單據對應且只對應一個實體。在特殊情況下,它們可能是一對多或多對一的關係,即一張原始單證對應多個實體,或多張原始單證對應一個實體。這裏的實體可以理解爲基本表。明確這種對應關係後,對我們設計錄入界面大有好處。

  〖例1〗:一份員工履歷資料,在人力資源信息系統中,就對應三個基本表:員工基本情況表、社會關係表、工作簡歷表。這就是“一張原始單證對應多個實體”的典型例子。

 2. 主鍵與外鍵

 一般而言,一個實體不能既無主鍵又無外鍵。在E—R 圖中, 處於葉子部位的實體, 可以定義主鍵,也可以不定義主鍵(因爲它無子孫), 但必須要有外鍵(因爲它有父親)。

  主鍵與外鍵的設計,在全局數據庫的設計中,佔有重要地位。當全局數據庫的設計完成以後,有個美國數據庫設計專家說:“鍵,到處都是鍵,除了鍵之外,什麼也沒有”,這就是他的數據庫設計經驗之談,也反映了他對信息系統核心(數據模型)的高度抽象思想。因爲:主鍵是實體的高度抽象,主鍵與外鍵的配對,表示實體之間的連接。

 3. 基本表的性質

  基本表與中間表、臨時表不同,因爲它具有如下四個特性:

   (1) 原子性。基本表中的字段是不可再分解的。

   (2) 原始性。基本表中的記錄是原始數據(基礎數據)的記錄。

   (3) 演繹性。由基本表與代碼表中的數據,可以派生出所有的輸出數據。

   (4) 穩定性。基本表的結構是相對穩定的,表中的記錄是要長期保存的。

  理解基本表的性質後,在設計數據庫時,就能將基本表與中間表、臨時表區分開來。

 4. 範式標準

  基本表及其字段之間的關係, 應儘量滿足第三範式。但是,滿足第三範式的數據庫設計,往往不是最好的設計。爲了提高數據庫的運行效率,常常需要降低範式標準:適當增加冗餘,達到以空間換時間的目的。

  〖例2〗:有一張存放商品的基本表,如表1所示。“金額”這個字段的存在,表明該表的設計不滿足第三範式,因爲“金額”可以由“單價”乘以“數量”得到,說明“金額”是冗餘字段。但是,增加“金額”這個冗餘字段,可以提高查詢統計的速度,這就是以空間換時間的作法。

  在Rose 2002中,規定列有兩種類型:數據列和計算列。“金額”這樣的列被稱爲“計算列”,而“單價”和“數量”這樣的列被稱爲“數據列”。

 


  5. 通俗地理解三個範式

  通俗地理解三個範式,對於數據庫設計大有好處。在數據庫設計中,爲了更好地應用三個範式,就必須通俗地理解三個範式(通俗地理解是夠用的理解,並不是最科學最準確的理解):

  •第一範式:1NF是對屬性的原子性約束,要求屬性具有原子性,不可再分解; 
    •第二範式:2NF是對記錄的惟一性約束,要求記錄有惟一標識,即實體的惟一性; 
       •第三範式:3NF是對字段冗餘性的約束,即任何字段不能由其他字段派生出來,它要求字段沒有冗餘。

  沒有冗餘的數據庫設計可以做到。但是,沒有冗餘的數據庫未必是最好的數據庫,有時爲了提高運行效率,就必須降低範式標準,適當保留冗餘數據。具體做法是:在概念數據模型設計時遵守第三範式,降低範式標準的工作放到物理數據模型設計時考慮。降低範式就是增加字段,允許冗餘。

6. 要善於識別與正確處理多對多的關係

  若兩個實體之間存在多對多的關係,則應消除這種關係。消除的辦法是,在兩者之間增加第三個實體。這樣,原來一個多對多的關係,現在變爲兩個一對多的關係。要將原來兩個實體的屬性合理地分配到三個實體中去。這裏的第三個實體,實質上是一個較複雜的關係,它對應一張基本表。一般來講,數據庫設計工具不能識別多對多的關係,但能處理多對多的關係。

  〖例3〗:在“圖書館信息系統”中,“圖書”是一個實體,“讀者”也是一個實體。這兩個實體之間的關係,是一個典型的多對多關係:一本圖書在不同時間可以被多個讀者借閱,一個讀者又可以借多本圖書。爲此,要在二者之間增加第三個實體,該實體取名爲“借還書”,它的屬性爲:借還時間、借還標誌(0表示借書,1表示還書),另外,它還應該有兩個外鍵(“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,可以是一無物理意義的數字串, 由程序自動加1來實現。也可以是有物理意義的字段名或字段名的組合。不過前者比後者好。當PK是字段名的組合時,建議字段的個數不要太多,多了不但索引佔用空間大,而且速度也慢。

   8. 正確認識數據冗餘

  主鍵與外鍵在多表中的重複出現, 不屬於數據冗餘,這個概念必須清楚,事實上有許多人還不清楚。非鍵字段的重複出現, 纔是數據冗餘!而且是一種低級冗餘,即重複性的冗餘。高級冗餘不是字段的重複出現,而是字段的派生出現。

  〖例4〗:商品中的“單價、數量、金額”三個字段,“金額”就是由“單價”乘以“數量”派生出來的,它就是冗餘,而且是一種高級冗餘。冗餘的目的是爲了提高處理速度。只有低級冗餘纔會增加數據的不一致性,因爲同一數據,可能從不同時間、地點、角色上多次錄入。因此,我們提倡高級冗餘(派生性冗餘),反對低級冗餘(重複性冗餘)。

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