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)多瘪撇、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)體设江。在特殊情況下锦茁,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)體叉存,或多張?jiān)紗巫C對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體码俩。這里的實(shí)體可以理解為基本表。明確這種對(duì)應(yīng)關(guān)系后歼捏,對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)錄入界面大有好處稿存。
〖例1〗:一份員工履歷資料,在人力資源信息系統(tǒng)中瞳秽,就對(duì)應(yīng)三個(gè)基本表:?jiǎn)T工基本情況表瓣履、社會(huì)關(guān)系表、工作簡(jiǎn)歷表练俐。這就是“一張?jiān)紗巫C對(duì)應(yīng)多個(gè)實(shí)體”的典型例子袖迎。
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)外鍵腺晾。在E—R 圖中, 處于葉子部位的實(shí)體, 可以定義主鍵燕锥,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)悯蝉,在全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中归形,占有重要地位。當(dāng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)完成以后鼻由,有個(gè)美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)專(zhuān)家說(shuō):“鍵暇榴,到處都是鍵,除了鍵之外蕉世,什么也沒(méi)有”蔼紧,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)的高度抽象思想讨彼。因?yàn)椋褐麈I是實(shí)體的高度抽象歉井,主鍵與外鍵的配對(duì),表示實(shí)體之間的連接哈误。
3. 基本表的性質(zhì)
基本表與中間表、臨時(shí)表不同躏嚎,因?yàn)樗哂腥缦滤膫€(gè)特性:
- 原子性蜜自。基本表中的字段是不可再分解的卢佣。
- 原始性重荠。基本表中的記錄是原始數(shù)據(jù)(基礎(chǔ)數(shù)據(jù))的記錄虚茶。
- 演繹性戈鲁。由基本表與代碼表中的數(shù)據(jù)仇参,可以派生出所有的輸出數(shù)據(jù)。
- 穩(wěn)定性婆殿≌┢梗基本表的結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的,表中的記錄是要長(zhǎng)期保存的婆芦。
理解基本表的性質(zhì)后怕磨,在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),就能將基本表與中間表消约、臨時(shí)表區(qū)分開(kāi)來(lái)肠鲫。
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。但是或粮,滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)导饲,往往不是最好的設(shè)計(jì)。為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率氯材,常常需要降低范式標(biāo)準(zhǔn):適當(dāng)增加冗余渣锦,達(dá)到以空間換時(shí)間的目的。
〖例2〗:有一張存放商品的基本表浓体∨萃Γ“金額”這個(gè)字段的存在,表明該表的設(shè)計(jì)不滿足第三范式命浴,因?yàn)椤敖痤~”可以由“單價(jià)”乘以“數(shù)量”得到娄猫,說(shuō)明“金額”是冗余字段。但是生闲,增加“金額”這個(gè)冗余字段媳溺,可以提高查詢(xún)統(tǒng)計(jì)的速度,這就是以空間換時(shí)間的作法碍讯。
在Rose 2002中悬蔽,規(guī)定列有兩種類(lèi)型:數(shù)據(jù)列和計(jì)算列∽叫耍“金額”這樣的列被稱(chēng)為“計(jì)算列”蝎困,而“單價(jià)”和“數(shù)量”這樣的列被稱(chēng)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)范式倍啥,對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)大有好處禾乘。在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中,為了更好地應(yīng)用三個(gè)范式虽缕,就必須通俗地理解三個(gè)范式(通俗地理解是夠用的理解始藕,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,不可再分解伍派;
- 第二范式:2NF是對(duì)記錄的惟一性約束江耀,要求記錄有惟一標(biāo)識(shí),即實(shí)體的惟一性诉植;
- 第三范式:3NF是對(duì)字段冗余性的約束祥国,即任何字段不能由其他字段派生出來(lái),它要求字段沒(méi)有冗余倍踪。
沒(méi)有冗余的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)可以做到系宫。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)建车,有時(shí)為了提高運(yùn)行效率扩借,就必須降低范式標(biāo)準(zhǔn),適當(dāng)保留冗余數(shù)據(jù)缤至。具體做法是:在概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)遵守第三范式潮罪,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领斥,允許冗余嫉到。
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)系月洛。消除的辦法是何恶,在兩者之間增加第三個(gè)實(shí)體。這樣嚼黔,原來(lái)一個(gè)多對(duì)多的關(guān)系细层,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)體中去唬涧。這里的第三個(gè)實(shí)體疫赎,實(shí)質(zhì)上是一個(gè)較復(fù)雜的關(guān)系,它對(duì)應(yīng)一張基本表碎节。一般來(lái)講捧搞,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)系狮荔。
〖例3〗:在“圖書(shū)館信息系統(tǒng)”中胎撇,“圖書(shū)”是一個(gè)實(shí)體,“讀者”也是一個(gè)實(shí)體殖氏。這兩個(gè)實(shí)體之間的關(guān)系创坞,是一個(gè)典型的多對(duì)多關(guān)系:一本圖書(shū)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(shū)受葛。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(shū)”总滩,它的屬性為:借還時(shí)間纲堵、借還標(biāo)志(0表示借書(shū),1表示還書(shū))闰渔,另外席函,它還應(yīng)該有兩個(gè)外鍵(“圖書(shū)”的主鍵,“讀者”的主鍵)冈涧,使它能與“圖書(shū)”和“讀者”連接茂附。
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)督弓。也可以是有物理意義的字段名或字段名的組合营曼。不過(guò)前者比后者好。當(dāng)PK是字段名的組合時(shí)愚隧,建議字段的個(gè)數(shù)不要太多蒂阱,多了不但索引占用空間大,而且速度也慢狂塘。
8. 正確認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)冗余
主鍵與外鍵在多表中的重復(fù)出現(xiàn), 不屬于數(shù)據(jù)冗余录煤,這個(gè)概念必須清楚,事實(shí)上有許多人還不清楚荞胡。非鍵字段的重復(fù)出現(xiàn), 才是數(shù)據(jù)冗余妈踊!而且是一種低級(jí)冗余,即重復(fù)性的冗余泪漂。高級(jí)冗余不是字段的重復(fù)出現(xiàn)廊营,而是字段的派生出現(xiàn)。
〖例4〗:商品中的“單價(jià)窖梁、數(shù)量赘风、金額”三個(gè)字段,“金額”就是由“單價(jià)”乘以“數(shù)量”派生出來(lái)的纵刘,它就是冗余邀窃,而且是一種高級(jí)冗余。冗余的目的是為了提高處理速度假哎。只有低級(jí)冗余才會(huì)增加數(shù)據(jù)的不一致性瞬捕,因?yàn)橥粩?shù)據(jù),可能從不同時(shí)間舵抹、地點(diǎn)肪虎、角色上多次錄入。因此惧蛹,我們提倡高級(jí)冗余(派生性冗余)扇救,反對(duì)低級(jí)冗余(重復(fù)性冗余)刑枝。
9. E--R圖沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案
信息系統(tǒng)的E--R圖沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案,因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)與畫(huà)法不是惟一的迅腔,只要它覆蓋了系統(tǒng)需求的業(yè)務(wù)范圍和功能內(nèi)容装畅,就是可行的。反之要修改E--R圖沧烈。盡管它沒(méi)有惟一的標(biāo)準(zhǔn)答案掠兄,并不意味著可以隨意設(shè)計(jì)。好的E—R圖的標(biāo)準(zhǔn)是:結(jié)構(gòu)清晰锌雀、關(guān)聯(lián)簡(jiǎn)潔蚂夕、實(shí)體個(gè)數(shù)適中、屬性分配合理腋逆、沒(méi)有低級(jí)冗余婿牍。
10. 視圖技術(shù)在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中很有用
與基本表、代碼表闲礼、中間表不同牍汹,視圖是一種虛表,它依賴(lài)數(shù)據(jù)源的實(shí)表而存在柬泽。視圖是供程序員使用數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)窗口慎菲,是基表數(shù)據(jù)綜合的一種形式, 是數(shù)據(jù)處理的一種方法,是用戶數(shù)據(jù)保密的一種手段锨并。為了進(jìn)行復(fù)雜處理露该、提高運(yùn)算速度和節(jié)省存儲(chǔ)空間, 視圖的定義深度一般不得超過(guò)三層。若三層視圖仍不夠用, 則應(yīng)在視圖上定義臨時(shí)表, 在臨時(shí)表上再定義視圖第煮。這樣反復(fù)交迭定義, 視圖的深度就不受限制了解幼。對(duì)于某些與國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)包警、技術(shù)撵摆、軍事和安全利益有關(guān)的信息系統(tǒng),視圖的作用更加重要害晦。這些系統(tǒng)的基本表完成物理設(shè)計(jì)之后特铝,立即在基本表上建立第一層視圖,這層視圖的個(gè)數(shù)和結(jié)構(gòu)壹瘟,與基本表的個(gè)數(shù)和結(jié)構(gòu)是完全相同鲫剿。并且規(guī)定,所有的程序員稻轨,一律只準(zhǔn)在視圖上操作灵莲。只有數(shù)據(jù)庫(kù)管理員,帶著多個(gè)人員共同掌握的“安全鑰匙”殴俱,才能直接在基本表上操作政冻。請(qǐng)讀者想想:這是為什么枚抵?
11. 中間表、報(bào)表和臨時(shí)表
中間表是存放統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的表赠幕,它是為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)俄精、輸出報(bào)表或查詢(xún)結(jié)果而設(shè)計(jì)的,有時(shí)它沒(méi)有主鍵與外鍵(數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)除外)榕堰。臨時(shí)表是程序員個(gè)人設(shè)計(jì)的,存放臨時(shí)記錄嫌套,為個(gè)人所用逆屡。基表和中間表由DBA維護(hù),臨時(shí)表由程序員自己用程序自動(dòng)維護(hù)踱讨。
12. 完整性約束表現(xiàn)在三個(gè)方面
域的完整性:用Check來(lái)實(shí)現(xiàn)約束魏蔗,在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具中,對(duì)字段的取值范圍進(jìn)行定義時(shí)痹筛,有一個(gè)Check按鈕莺治,通過(guò)它定義字段的值城。參照完整性:用PK帚稠、FK谣旁、表級(jí)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶定義完整性:它是一些業(yè)務(wù)規(guī)則滋早,用存儲(chǔ)過(guò)程和觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)榄审。
13. 防止數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)打補(bǔ)丁的方法是“三少原則”
1、一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中表的個(gè)數(shù)越少越好杆麸。只有表的個(gè)數(shù)少了搁进,才能說(shuō)明系統(tǒng)的E--R圖少而精,去掉了重復(fù)的多余的實(shí)體昔头,形成了對(duì)客觀世界的高度抽象饼问,進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成,防止了打補(bǔ)丁式的設(shè)計(jì)揭斧;
2莱革、一個(gè)表中組合主鍵的字段個(gè)數(shù)越少越好。因?yàn)橹麈I的作用未蝌,一是建主鍵索引驮吱,二是做為子表的外鍵,所以組合主鍵的字段個(gè)數(shù)少了萧吠,不僅節(jié)省了運(yùn)行時(shí)間左冬,而且節(jié)省了索引存儲(chǔ)空間;
3纸型、一個(gè)表中的字段個(gè)數(shù)越少越好拇砰。只有字段的個(gè)數(shù)少了梅忌,才能說(shuō)明在系統(tǒng)中不存在數(shù)據(jù)重復(fù),且很少有數(shù)據(jù)冗余除破,更重要的是督促讀者學(xué)會(huì)“列變行”牧氮,這樣就防止了將子表中的字段拉入到主表中去,在主表中留下許多空余的字段瑰枫。所謂“列變行”踱葛,就是將主表中的一部分內(nèi)容拉出去,另外單獨(dú)建一個(gè)子表光坝。這個(gè)方法很簡(jiǎn)單尸诽,有的人就是不習(xí)慣、不采納盯另、不執(zhí)行性含。
數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的實(shí)用原則是:在數(shù)據(jù)冗余和處理速度之間找到合適的平衡點(diǎn)。“三少”是一個(gè)整體概念鸳惯,綜合觀點(diǎn)商蕴,不能孤立某一個(gè)原則。該原則是相對(duì)的芝发,不是絕對(duì)的绪商。“三多”原則肯定是錯(cuò)誤的后德。
試想:若覆蓋系統(tǒng)同樣的功能部宿,一百個(gè)實(shí)體(共一千個(gè)屬性) 的E--R圖,肯定比二百個(gè)實(shí)體(共二千個(gè)屬性)的E--R圖瓢湃,要好得多理张。提倡“三少”原則,是叫讀者學(xué)會(huì)利用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成绵患。數(shù)據(jù)集成的步驟是將文件系統(tǒng)集成為應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)雾叭,將應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)集成為主題數(shù)據(jù)庫(kù),將主題數(shù)據(jù)庫(kù)集成為全局綜合數(shù)據(jù)庫(kù)落蝙。集成的程度越高织狐,數(shù)據(jù)共享性就越強(qiáng),信息孤島現(xiàn)象就越少筏勒,整個(gè)企業(yè)信息系統(tǒng)的全局E—R圖中實(shí)體的個(gè)數(shù)移迫、主鍵的個(gè)數(shù)、屬性的個(gè)數(shù)就會(huì)越少管行。
提倡“三少”原則的目的厨埋,是防止讀者利用打補(bǔ)丁技術(shù),不斷地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增刪改捐顷,使企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)變成了隨意設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)表的“垃圾堆”荡陷,或數(shù)據(jù)庫(kù)表的“大雜院”雨效,最后造成數(shù)據(jù)庫(kù)中的基本表、代碼表废赞、中間表徽龟、臨時(shí)表雜亂無(wú)章,不計(jì)其數(shù)唉地,導(dǎo)致企事業(yè)單位的信息系統(tǒng)無(wú)法維護(hù)而癱瘓据悔。“三多”原則任何人都可以做到渣蜗,該原則是“打補(bǔ)丁方法”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的歪理學(xué)說(shuō)屠尊。“三少”原則是少而精的原則耕拷,它要求有較高的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技巧與藝術(shù),不是任何人都能做到的托享,因?yàn)樵撛瓌t是杜絕用“打補(bǔ)丁方法”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的理論依據(jù)骚烧。
14. 提高數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行效率的辦法
在給定的系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件條件下,提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行效率的辦法是:
- 在數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)時(shí)闰围,降低范式赃绊,增加冗余, 少用觸發(fā)器, 多用存儲(chǔ)過(guò)程。
- 當(dāng)計(jì)算非常復(fù)雜羡榴、而且記錄條數(shù)非常巨大時(shí)(例如一千萬(wàn)條)碧查,復(fù)雜計(jì)算要先在數(shù)據(jù)庫(kù)外面,以文件系統(tǒng)方式用C++語(yǔ)言計(jì)算處理完成之后校仑,最后才入庫(kù)追加到表中去忠售。這是電信計(jì)費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。
- 發(fā)現(xiàn)某個(gè)表的記錄太多迄沫,例如超過(guò)一千萬(wàn)條稻扬,則要對(duì)該表進(jìn)行水平分割。水平分割的做法是羊瘩,以該表主鍵PK的某個(gè)值為界線泰佳,將該表的記錄水平分割為兩個(gè)表。若發(fā)現(xiàn)某個(gè)表的字段太多尘吗,例如超過(guò)八十個(gè)逝她,則垂直分割該表,將原來(lái)的一個(gè)表分解為兩個(gè)表睬捶。
- 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DBMS進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化黔宛,即優(yōu)化各種系統(tǒng)參數(shù),如緩沖區(qū)個(gè)數(shù)侧戴。
- 在使用面向數(shù)據(jù)的SQL語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)宁昭,盡量采取優(yōu)化算法跌宛。
總之,要提高數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率积仗,必須從數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化疆拘、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)級(jí)優(yōu)化、程序?qū)崿F(xiàn)級(jí)優(yōu)化寂曹,這三個(gè)層次上同時(shí)下功夫哎迄。上述十四個(gè)技巧,是許多人在大量的數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)實(shí)踐中隆圆,逐步總結(jié)出來(lái)的漱挚。對(duì)于這些經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)用,讀者不能生幫硬套渺氧,死記硬背旨涝,而要消化理解,實(shí)事求是侣背,靈活掌握白华。并逐步做到:在應(yīng)用中發(fā)展,在發(fā)展中應(yīng)用贩耐。