高级7、数据库设计原则

1. 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1〗: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。

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, 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。

3. 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:

   (1) 原子性。基本表中的字段是不可再分解的。

   (2) 原始性。基本表中的记录是原始数据(基础数据)的记录。

   (3) 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。

   (4) 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。

4. 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2〗:有一张存放商品的基本表,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”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 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”。

  表1 商品表的表结构

  商品名称 商品型号 单价 数量 金额

  电视机 29吋 2,500 40 100,000

5. 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:1NF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:2NF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:3NF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。

6. 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(0表示借书,1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。

注视:

图书  1 和 该实体取名为“借还书” n

读者  1 和 该实体取名为“借还书” n

7. 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1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。

8. 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)。

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E--R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?

11. 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。

12. 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PK、FK、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。

13. 防止数据库设计打补丁的方法是“三少原则”

   (1) 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E--R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;

   (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,不仅节省了运行时间,而且节省了索引存储空间;

   (3) 一个表中的字段个数越少越好。只有字段的个数少了,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E--R图,肯定比二百个实体(共二千个属性) 的E--R图,要好得多。

  提倡“三少”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(即动态创表而增加表数量),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。

14. 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:

   (1) 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。

   (2) 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。

   (3) 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(即可以表维护 表行数过大 手动分割为两个  建个两表union的视图对程序透明)。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。

   (4) 对数据库管理系统DBMS进行系统优化,即优化各种系统参数,如缓冲区个数。

   (5) 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。

  上述十四个技巧,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。


denormalization在DATABASE里怎么解释?给个例子

辞典:反向规格化, 阻碍正常化

就是我们通常所说的逆规范化.

比如在一个表里设置两个主键.

比如在两个表之间的关系为多对多关系.

等等都是违反标准范式的

无论是规范化还是逆规范化都是为了提高数据库性能.

初学者还是尽量做到规范化的好.

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 157,373评论 4 361
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 66,732评论 1 290
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 107,163评论 0 238
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,700评论 0 202
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,036评论 3 286
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,425评论 1 211
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,737评论 2 310
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,421评论 0 194
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,141评论 1 239
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,398评论 2 243
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 31,908评论 1 257
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,276评论 2 251
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 32,907评论 3 233
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,018评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,772评论 0 192
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,448评论 2 269
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,325评论 2 261

推荐阅读更多精彩内容

  • 最近略微研究了下数据库相关的设计,本来没怎么当回事,因为我们大神之前设计的关于社保的一个数据库(类似于商城)又等于...
    轩辕小爱阅读 7,280评论 0 6
  • 1. 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...
    AsaGuo阅读 369评论 0 2
  • 1. 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...
    Asa_Guo阅读 320评论 0 3
  • 语文教学经过十多年的改革,呈现出了各种各样的形式,不管什么样的形式,都不能离开语文的真滋味。 书声朗朗,语文课堂的...
    孤心如水阅读 112评论 0 0
  • 八月十五,有朋来。三年有余,未见! 车站接他,无任何生疏感。直接进入话题,话题是什么?细想也不知道,没有主题,东拉...
    懒行阅读 181评论 0 0