資料庫設計依據
❶ 資料庫設計依據
中國典型地質景觀成因及全球對比
表6-5 景區和景點數據實例
中國典型地質景觀成因及全球對比
❷ 在系統設計中,對資料庫的設計應考慮哪些設計原則
資料庫是整個軟體應用的根基,是軟體設計的起點,它起著決定性的質變作用,因此我們必須對資料庫設計高度重視起來,培養設計良好資料庫的習慣,是一個優秀的軟體設計師所必須具備的基本素質條件!
那麼我們要做到什麼程度才是對的呢?下面就說說資料庫設計的原則:
1、資料庫設計最起碼要佔用整個項目開發的40%以上的時間
資料庫是需求的直觀反應和表現,因此設計時必須要切實符合用戶的需求,要多次與用戶溝通交流來細化需求,將需求中的要求和每一次的變化都要一一體現在資料庫的設計當中。如果需求不明確,就要分析不確定的因素,設計表時就要事先預留出可變通的欄位,正所謂「有備無患」。
2、資料庫設計不僅僅停留於頁面demo的表面
頁面內容所需要的欄位,在資料庫設計中只是一部分,還有系統運轉、模塊交互、中轉數據、表之間的聯系等等所需要的欄位,因此資料庫設計絕對不是簡單的基本數據存儲,還有邏輯數據存儲。
3、資料庫設計完成後,項目80%的設計開發在你腦海中就已經完成了
每個欄位的設計都是有他必要的意義的,你在設計每一個欄位的同時,就應該已經想清楚程序中如何去運用這些欄位,多張表的聯系在程序中是如何體現的。換句話說,你完成資料庫設計後,程序中所有的實現思路和實現方式在你的腦海中就已經考慮過了。如果達不到這種程度,那當進入編碼階段後,才發現要運用的技術或實現的方式資料庫無法支持,這時再改動資料庫就會很麻煩,會造成一系列不可預測的問題。
4、資料庫設計時就要考慮到效率和優化問題
一開始就要分析哪些表會存儲較多的數據量,對於數據量較大的表的設計往往是粗粒度的,也會冗餘一些必要的欄位,已達到盡量用最少的表、最弱的表關系去存儲海量的數據。並且在設計表時,一般都會對主鍵建立聚集索引,含有大數據量的表更是要建立索引以提供查詢性能。對於含有計算、數據交互、統計這類需求時,還要考慮是否有必要採用存儲過程。
5、添加必要的(冗餘)欄位
像「創建時間」、「修改時間」、「備注」、「操作用戶IP」和一些用於其他需求(如統計)的欄位等,在每張表中必須都要有,不是說只有系統中用到的數據才會存到資料庫中,一些冗餘欄位是為了便於日後維護、分析、拓展而添加的,這點是非常重要的,比如黑客攻擊,篡改了數據,我們便就可以根據修改時間和操作用戶IP來查找定位。
6、設計合理的表關聯
若多張表之間的關系復雜,建議採用第三張映射表來關聯維護兩張表之間的關系,以降低表之間的直接耦合度。若多張表涉及到大數據量的問題,表結構盡量簡單,關聯也要盡可能避免。
7、設計表時不加主外鍵等約束性關聯,系統編碼階段完成後再添加約束性關聯
這樣做的目的是有利於團隊並行開發,減少編碼時所遇到的問題,表之間的關系靠程序來控制。編碼完成後再加關聯並進行測試。不過也有一些公司的做法是乾脆就不加表關聯。
8、選擇合適的主鍵生成策略
❸ 資料庫事務設計的依據是什麼
防止出現臟數據。
大家一起喝酒,一起唱歌,一起上廁所。
一個人不去大家都不去,這既是為什麼要事務設計。
❹ 在系統實施中,資料庫設計的原則
1. 原始單據與實體之間的關系
可以是一對一、一對多、多對多的關系。在一般情況下,它們是一對一的關系: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系,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。
這里的實體可以理解為基本表。
〖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、社會關系表、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 (因為它無子孫), 但必須要有外鍵(因為它有父親)。
主鍵與外鍵的設計,在全局資料庫的設計中,佔有重要地位。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,因為它具有如下四個特性:
(1) 原子性。基本表中的欄位是不可再分解的。
(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,在設計資料庫時,就能將基本表與中間表、臨時表區分開來。
4. 範式標准
基本表及其欄位之間的關系, 應盡量滿足第三範式。但是,滿足第三範式的資料庫設計,往往不是最好的設計。
為了提高資料庫的運行效率,常常需要降低範式標准: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」這個欄位的存在,表明該表的設計不滿足第三範式, 因為「金額」可以由「單價」乘以「數量」得到,說明「金額」是冗餘欄位。但是,增加「金額」這個冗餘欄位, 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」這樣的列被稱為「計算列」,而「單價」和 「數量」這樣的列被稱為「數據列」。
5. 通俗地理解三個範式
通俗地理解三個範式,對於資料庫設計大有好處。在資料庫設計中,為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,並不是最科學最准確的理解):
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是對欄位冗餘性的約束,即任何欄位不能由其他欄位派生出來,它要求欄位沒有冗餘。
沒有冗餘的資料庫設計可以做到。但是,沒有冗餘的資料庫未必是最好的資料庫,有時為了提高運行效率,就必須降
低範式標准,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。降低範式就是增加欄位,允許冗餘。
6. 要善於識別與正確處理多對多的關系
若兩個實體之間存在多對多的關系,則應消除這種關系。消除的辦法是,在兩者之間增加第三個實體。這樣,原來一
個多對多的關系,現在變為兩個一對多的關系。要將原來兩個實體的屬性合理地分配到三個實體中去。這里的第三個
實體,實質上是一個較復雜的關系,它對應一張基本表。一般來講,資料庫設計工具不能識別多對多的關系,但能處
理多對多的關系。
〖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系,是一 個典型的多對多關系: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。為此,要在二者之 間增加第三個實體,該實體取名為「借還書」,它的屬性為:借還時間、借還標志(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
的欄位名或欄位名的組合。不過前者比後者好。當PK是欄位名的組合時,建議欄位的個數不要太多,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復出現, 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。非鍵欄位的重復出現, 才是數據冗餘!而且是一種低級冗餘,即重復性的冗餘。高級冗餘不是欄位的重復出現,而是欄位的派生出現。
〖例4〗:商品中的「單價、數量、金額」三個欄位,「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。冗餘的目的是為了提高處理速度。只有低級冗餘才會增加數據的不一致性,因為同一數據,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(重復性冗餘)。
9. E--R圖沒有標准答案
信息系統的E--R圖沒有標准答案,因為它的設計與畫法不是惟一的,只要它覆蓋了系統需求的業務范圍和功能內容,就是可行的。反之要修改E--R圖。盡管它沒有惟一的標准答案,並不意味著可以隨意設計。好的E—R圖的標準是: 結構清晰、關聯簡潔、實體個數適中、屬性分配合理、沒有低級冗餘。
10 . 視圖技術在資料庫設計中很有用
與基本表、代碼表、中間表不同,視圖是一種虛表,它依賴數據源的實表而存在。視圖是供程序員使用資料庫的 一個窗口,是基表數據綜合的一種形式, 是數據處理的一種方法,是用戶數據保密的一種手段。為了進行復雜處理、 提高運算速度和節省存儲空間, 視圖的定義深度一般不得超過三層。 若三層視圖仍不夠用, 則應在視圖上定義臨時表, 在臨時表上再定義視圖。這樣反復交迭定義, 視圖的深度就不受限制了。
對於某些與國家政治、經濟、技術、軍事和安全利益有關的信息系統,視圖的作用更加重要。這些系統的基本表完 成物理設計之後,立即在基本表上建立第一層視圖,這層視圖的個數和結構,與基本表的個數和結構是完全相同。 並且規定,所有的程序員,一律只准在視圖上操作。只有資料庫管理員,帶著多個人員共同掌握的「安全鑰匙」, 才能直接在基本表上操作。
11. 中間表、報表和臨時表
中間表是存放統計數據的表,它是為數據倉庫、輸出報表或查詢結果而設計的,有時它沒有主鍵與外鍵(數據倉 庫除外)。臨時表是程序員個人設計的,存放臨時記錄,為個人所用。基表和中間表由DBA維護,臨時表由程序員 自己用程序自動維護。
12. 完整性約束表現在三個方面
域的完整性:用Check來實現約束,在資料庫設計工具中,對欄位的取值范圍進行定義時,有一個Check按鈕,通 過它定義欄位的值城。
參照完整性:用PK、FK、表級觸發器來實現。
用戶定義完整性:它是一些業務規則,用存儲過程和觸發器來實現。
13. 防止資料庫設計打補丁的方法是「三少原則」
(1) 一個資料庫中表的個數越少越好。只有表的個數少了,才能說明系統的E--R圖少而精,去掉了重復的多餘的 實體,形成了對客觀世界的高度抽象,進行了系統的數據集成,防止了打補丁式的設計;
(2) 一個表中組合主鍵的欄位個數越少越好。因為主鍵的作用,一是建主鍵索引,二是做為子表的外鍵,所以組 合主鍵的欄位個數少了,不僅節省了運行時間,而且節省了索引存儲空間;
(3) 一個表中的欄位個數越少越好。只有欄位的個數少了,才能說明在系統中不存在數據重復,且很少有數據冗 余,更重要的是督促讀者學會「列變行」,這樣就防止了將子表中的欄位拉入到主表中去,在主表中留下許 多空餘的欄位。所謂「列變行」,就是將主表中的一部分內容拉出去,另外單獨建一個子表。這個方法很簡 單,有的人就是不習慣、不採納、不執行。 資料庫設計的實用原則是:在數據冗餘和處理速度之間找到合適的平衡點。「三少」是一個整體概念,綜合觀點, 不能孤立某一個原則。該原則是相對的,不是絕對的。「三多」原則肯定是錯誤的。試想:若覆蓋系統同樣的功 能,一百個實體(共一千個屬性) 的E--R圖,肯定比二百個實體(共二千個屬性) 的E--R圖,要好得多。 提倡「三少」原則,是叫讀者學會利用資料庫設計技術進行系統的數據集成。數據集成的步驟是將文件系統集成 為應用資料庫,將應用資料庫集成為主題資料庫,將主題資料庫集成為全局綜合資料庫。集成的程度越高,數據 共享性就越強,信息孤島現象就越少,整個企業信息系統的全局E—R圖中實體的個數、主鍵的個數、屬性的個數就會越少。
提倡「三少」原則的目的,是防止讀者利用打補丁技術,不斷地對資料庫進行增刪改,使企業資料庫變成了隨意設計資料庫表的「垃圾堆」,或資料庫表的「大雜院」,最後造成資料庫中的基本表、代碼表、中間表、臨時表雜亂無章,不計其數,導致企事業單位的信息系統無法維護而癱瘓。 「三多」原則任何人都可以做到,該原則是「打補丁方法」設計資料庫的歪理學說。「三少」原則是少而精的 原則,它要求有較高的資料庫設計技巧與藝術,不是任何人都能做到的,因為該原則是杜絕用「打補丁方法」
設計資料庫的理論依據。
14. 提高資料庫運行效率的辦法
在給定的系統硬體和系統軟體條件下,提高資料庫系統的運行效率的辦法是:
(1) 在資料庫物理設計時,降低範式,增加冗餘, 少用觸發器, 多用存儲過程。
(2) 當計算非常復雜、而且記錄條數非常巨大時(例如一千萬條),復雜計算要先在資料庫外面,以文件系統方 式用C++語言計算處理完成之後,最後才入庫追加到表中去。這是電信計費系統設計的經驗。
(3) 發現某個表的記錄太多,例如超過一千萬條,則要對該表進行水平分割。水平分割的做法是,以該表主鍵 PK的某個值為界線,將該表的記錄水平分割為兩個表。若發現某個表的欄位太多,例如超過八十個,則垂直分割該表,將原來的一個表分解為兩個表。
(4) 對資料庫管理系統DBMS進行系統優化,即優化各種系統參數,如緩沖區個數。
(5) 在使用面向數據的SQL語言進行程序設計時,盡量採取優化演算法。
總之,要提高資料庫的運行效率,必須從資料庫系統級優化、資料庫設計級優化、程序實現級優化,這三個層次上同時下功夫。
上述十四個技巧,是許多人在大量的資料庫分析與設計實踐中,逐步總結出來的。對於這些經驗的運用,讀者不能生幫硬套,死記硬背,而要消化理解,實事求是,靈活掌握。並逐步做到:在應用中發展,在發展中應用。
❺ 資料庫有幾種範式,其判定依據是什麼
範式
中科永聯高級技術培訓中心(www.itise.com)
設計範式(範式,資料庫設計範式,資料庫的設計範式)是符合某一種級別的關系模式的集合。構造資料庫必須遵循一定的規則。在關系資料庫中,這種規則就是範式。關系資料庫中的關系必須滿足一定的要求,即滿足不同的範式。目前關系資料庫有六種範式:第一範式(1NF)、第二範式(2NF)、第三範式(3NF)、第四範式(4NF)、第五範式(5NF)和第六範式(6NF)。滿足最低要求的範式是第一範式(1NF)。在第一範式的基礎上進一步滿足更多要求的稱為第二範式(2NF),其餘範式以次類推。一般說來,資料庫只需滿足第三範式(3NF)就行了。下面我們舉例介紹第一範式(1NF)、第二範式(2NF)和第三範式(3NF)。
在創建一個資料庫的過程中,范化是將其轉化為一些表的過程,這種方法可以使從資料庫得到的結果更加明確。這樣可能使資料庫產生重復數據,從而導致創建多餘的表。范化是在識別資料庫中的數據元素、關系,以及定義所需的表和各表中的項目這些初始工作之後的一個細化的過程。
下面是范化的一個例子Customer Item purchased Purchase price Thomas Shirt $40 Maria Tennis shoes $35 Evelyn Shirt $40Pajaro Trousers $25
如果上面這個表用於保存物品的價格,而你想要刪除其中的一個顧客,這時你就必須同時刪除一個價格。范化就是要解決這個問題,你可以將這個表化為兩個表,一個用於存儲每個顧客和他所買物品的信息,另一個用於存儲每件產品和其價格的信息,這樣對其中一個表做添加或刪除操作就不會影響另一個表。
關系資料庫的幾種設計範式介紹
1 第一範式(1NF)
在任何一個關系資料庫中,第一範式(1NF)是對關系模式的基本要求,不滿足第一範式(1NF)的資料庫就不是關系資料庫。
所謂第一範式(1NF)是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本數據項,同一列中不能有多個值,即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性。如果出現重復的屬性,就可能需要定義一個新的實體,新的實體由重復的屬性構成,新實體與原實體之間為一對多關系。在第一範式(1NF)中表的每一行只包含一個實例的信息。例如,對於圖3-2 中的員工信息表,不能將員工信息都放在一列中顯示,也不能將其中的兩列或多列在一列中顯示;員工信息表的每一行只表示一個員工的信息,一個員工的信息在表中只出現一次。簡而言之,第一範式就是無重復的列。
2 第二範式(2NF)
第二範式(2NF)是在第一範式(1NF)的基礎上建立起來的,即滿足第二範式(2NF)必須先滿足第一範式(1NF)。第二範式(2NF)要求資料庫表中的每個實例或行必須可以被惟一地區分。為實現區分通常需要為表加上一個列,以存儲各個實例的惟一標識。如圖3-2 員工信息表中加上了員工編號(emp_id)列,因為每個員工的員工編號是惟一的,因此每個員工可以被惟一區分。這個惟一屬性列被稱為主關鍵字或主鍵、主碼。
第二範式(2NF)要求實體的屬性完全依賴於主關鍵字。所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關鍵字一部分的屬性,如果存在,那麼這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體,新實體與原實體之間是一對多的關系。為實現區分通常需要為表加上一個列,以存儲各個實例的惟一標識。簡而言之,第二範式就是非主屬性非部分依賴於主關鍵字。
3 第三範式(3NF)
滿足第三範式(3NF)必須先滿足第二範式(2NF)。簡而言之,第三範式(3NF)要求一個資料庫表中不包含已在其它表中已包含的非主關鍵字信息。例如,存在一個部門信息表,其中每個部門有部門編號(dept_id)、部門名稱、部門簡介等信息。那麼在圖3-2的員工信息表中列出部門編號後就不能再將部門名稱、部門簡介等與部門有關的信息再加入員工信息表中。如果不存在部門信息表,則根據第三範式(3NF)也應該構建它,否則就會有大量的數據冗餘。簡而言之,第三範式就是屬性不依賴於其它非主屬性。
資料庫設計三大範式應用實例剖析
資料庫的設計範式是資料庫設計所需要滿足的規范,滿足這些規范的資料庫是簡潔的、結構明晰的,同時,不會發生插入(insert)、刪除(delete)和更新(update)操作異常。反之則是亂七八糟,不僅給資料庫的編程人員製造麻煩,而且面目可憎,可能存儲了大量不需要的冗餘信息。
設計範式是不是很難懂呢?非也,大學教材上給我們一堆數學公式我們當然看不懂,也記不住。所以我們很多人就根本不按照範式來設計資料庫。
實質上,設計範式用很形象、很簡潔的話語就能說清楚,道明白。本文將對範式進行通俗地說明,並以筆者曾經設計的一個簡單論壇的資料庫為例來講解怎樣將這些範式應用於實際工程。
範式說明
第一範式(1NF):資料庫表中的欄位都是單一屬性的,不可再分。這個單一屬性由基本類型構成,包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。
例如,如下的資料庫表是符合第一範式的:
欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
而這樣的資料庫表是不符合第一範式的:
欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
欄位3.1 欄位3.2
很顯然,在當前的任何關系資料庫管理系統(DBMS)中,傻瓜也不可能做出不符合第一範式的資料庫,因為這些DBMS不允許你把資料庫表的一列再分成二列或多列。因此,你想在現有的DBMS中設計出不符合第一範式的資料庫都是不可能的。
第二範式(2NF):資料庫表中不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的部分函數依賴(部分函數依賴指的是存在組合關鍵字中的某些欄位決定非關鍵欄位的情況),也即所有非關鍵欄位都完全依賴於任意一組候選關鍵字。
假定選課關系表為SelectCourse(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分),關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱),因為存在如下決定關系:
(學號, 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學分)
這個資料庫表不滿足第二範式,因為存在如下決定關系:
(課程名稱) → (學分)
(學號) → (姓名, 年齡)
即存在組合關鍵字中的欄位決定非關鍵字的情況。
由於不符合2NF,這個選課關系表會存在如下問題:
(1) 數據冗餘:
同一門課程由n個學生選修,"學分"就重復n-1次;同一個學生選修了m門課程,姓名和年齡就重復了m-1次。
(2) 更新異常:
若調整了某門課程的學分,數據表中所有行的"學分"值都要更新,否則會出現同一門課程學分不同的情況。
(3) 插入異常:
假設要開設一門新的課程,暫時還沒有人選修。這樣,由於還沒有"學號"關鍵字,課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。
(4) 刪除異常:
假設一批學生已經完成課程的選修,這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是,與此同時,課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然,這也會導致插入異常。
把選課關系表SelectCourse改為如下三個表:
學生:Student(學號, 姓名, 年齡);
課程:Course(課程名稱, 學分);
選課關系:SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。
這樣的資料庫表是符合第二範式的, 消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。
另外,所有單關鍵字的資料庫表都符合第二範式,因為不可能存在組合關鍵字。
第三範式(3NF):在第二範式的基礎上,數據表中如果不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。所謂傳遞函數依賴,指的是如果存在"A → B → C"的決定關系,則C傳遞函數依賴於A。因此,滿足第三範式的資料庫表應該不存在如下依賴關系:
關鍵欄位 → 非關鍵欄位x → 非關鍵欄位y
假定學生關系表為Student(學號, 姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話),關鍵字為單一關鍵字"學號",因為存在如下決定關系:
(學號) → (姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)
這個資料庫是符合2NF的,但是不符合3NF,因為存在如下決定關系:
(學號) → (所在學院) → (學院地點, 學院電話)
即存在非關鍵欄位"學院地點"、"學院電話"對關鍵欄位"學號"的傳遞函數依賴。
它也會存在數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況,讀者可自行分析得知。
把學生關系表分為如下兩個表:
學生:(學號, 姓名, 年齡, 所在學院);
學院:(學院, 地點, 電話)。
這樣的資料庫表是符合第三範式的,消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。
鮑依斯-科得範式(BCNF):在第三範式的基礎上,資料庫表中如果不存在任何欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。
假設倉庫管理關系表為StorehouseManage(倉庫ID, 存儲物品ID, 管理員ID, 數量),且有一個管理員只在一個倉庫工作;一個倉庫可以存儲多種物品。這個資料庫表中存在如下決定關系:
(倉庫ID, 存儲物品ID) →(管理員ID, 數量)
(管理員ID, 存儲物品ID) → (倉庫ID, 數量)
所以,(倉庫ID, 存儲物品ID)和(管理員ID, 存儲物品ID)都是StorehouseManage的候選關鍵字,表中的唯一非關鍵欄位為數量,它是符合第三範式的。但是,由於存在如下決定關系:
(倉庫ID) → (管理員ID)
(管理員ID) → (倉庫ID)
即存在關鍵欄位決定關鍵欄位的情況,所以其不符合BCNF範式。它會出現如下異常情況:
(1) 刪除異常:
當倉庫被清空後,所有"存儲物品ID"和"數量"信息被刪除的同時,"倉庫ID"和"管理員ID"信息也被刪除了。
(2) 插入異常:
當倉庫沒有存儲任何物品時,無法給倉庫分配管理員。
(3) 更新異常:
如果倉庫換了管理員,則表中所有行的管理員ID都要修改。
把倉庫管理關系表分解為二個關系表:
倉庫管理:StorehouseManage(倉庫ID, 管理員ID);
倉庫:Storehouse(倉庫ID, 存儲物品ID, 數量)。
這樣的資料庫表是符合BCNF範式的,消除了刪除異常、插入異常和更新異常。
範式應用
我們來逐步搞定一個論壇的資料庫,有如下信息:
(1) 用戶:用戶名,email,主頁,電話,聯系地址
(2) 帖子:發帖標題,發帖內容,回復標題,回復內容
第一次我們將資料庫設計為僅僅存在表:
用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖標題 發帖內容 回復標題 回復內容
這個資料庫表符合第一範式,但是沒有任何一組候選關鍵字能決定資料庫表的整行,唯一的關鍵欄位用戶名也不能完全決定整個元組。我們需要增加"發帖ID"、"回復ID"欄位,即將表修改為:
用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖ID 發帖標題 發帖內容 回復ID 回復標題 回復內容
這樣數據表中的關鍵字(用戶名,發帖ID,回復ID)能決定整行:
(用戶名,發帖ID,回復ID) → (email,主頁,電話,聯系地址,發帖標題,發帖內容,回復標題,回復內容)
但是,這樣的設計不符合第二範式,因為存在如下決定關系:
(用戶名) → (email,主頁,電話,聯系地址)
(發帖ID) → (發帖標題,發帖內容)
(回復ID) → (回復標題,回復內容)
即非關鍵欄位部分函數依賴於候選關鍵欄位,很明顯,這個設計會導致大量的數據冗餘和操作異常。
我們將資料庫表分解為(帶下劃線的為關鍵字):
(1) 用戶信息:用戶名,email,主頁,電話,聯系地址
(2) 帖子信息:發帖ID,標題,內容
(3) 回復信息:回復ID,標題,內容
(4) 發貼:用戶名,發帖ID
(5) 回復:發帖ID,回復ID
這樣的設計是滿足第1、2、3範式和BCNF範式要求的,但是這樣的設計是不是最好的呢?
不一定。
觀察可知,第4項"發帖"中的"用戶名"和"發帖ID"之間是1:N的關系,因此我們可以把"發帖"合並到第2項的"帖子信息"中;第5項"回復"中的"發帖ID"和"回復ID"之間也是1:N的關系,因此我們可以把"回復"合並到第3項的"回復信息"中。這樣可以一定量地減少數據冗餘,新的設計為:
(1) 用戶信息:用戶名,email,主頁,電話,聯系地址
(2) 帖子信息:用戶名,發帖ID,標題,內容
(3) 回復信息:發帖ID,回復ID,標題,內容
資料庫表1顯然滿足所有範式的要求;
資料庫表2中存在非關鍵欄位"標題"、"內容"對關鍵欄位"發帖ID"的部分函數依賴,即不滿足第二範式的要求,但是這一設計並不會導致數據冗餘和操作異常;
資料庫表3中也存在非關鍵欄位"標題"、"內容"對關鍵欄位"回復ID"的部分函數依賴,也不滿足第二範式的要求,但是與資料庫表2相似,這一設計也不會導致數據冗餘和操作異常。
由此可以看出,並不一定要強行滿足範式的要求,對於1:N關系,當1的一邊合並到N的那邊後,N的那邊就不再滿足第二範式了,但是這種設計反而比較好!
對於M:N的關系,不能將M一邊或N一邊合並到另一邊去,這樣會導致不符合範式要求,同時導致操作異常和數據冗餘。
對於1:1的關系,我們可以將左邊的1或者右邊的1合並到另一邊去,設計導致不符合範式要求,但是並不會導致操作異常和數據冗餘。
結論
滿足範式要求的資料庫設計是結構清晰的,同時可避免數據冗餘和操作異常。這並意味著不符合範式要求的設計一定是錯誤的,在資料庫表中存在1:1或1:N關系這種較特殊的情況下,合並導致的不符合範式要求反而是合理的。
在我們設計資料庫的時候,一定要時刻考慮範式的要求。
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❻ .在資料庫邏.在資料庫邏輯結構設計階段,需要()階段形成的()作為設計依據.
16.在資料庫邏輯結構設計階段,需要(B)階段形成的(B)作為設計依據。
❼ 資料庫表的設計依據是什麼
根據業務拆分實體,然後創建屬性,還有表之間的關聯屬性,允許適當的冗餘,可以提高查詢效率
❽ 如何設計合理高效的資料庫
一、 引言資料庫對於企業信息化的重要性是不言而喻的。資料庫存儲著現代企業最重要的數據,包括生產、經營、管理等各類數據,這些數據作為企業的核心信息,通過各類信息系統,為用戶提供及時准確的信息,幫助用戶分析,為用戶提供決策依據。為提高企業的工作效率,提升企業形象,具有傳統模式無法比擬的優勢。其中構建合理高效的資料庫,是資料庫建設關鍵之一。如何構建合理高效的資料庫是企業信息化過程要解決的問題。下面就資料庫的構建談談自己的一些經驗,希望能對大家有所幫助。 二、 設計資料庫之前
資料庫並不是憑空想像出來的,而是根據業務部門的需要設計符合業務需求的資料庫。因此在形成資料庫之前需要充分了解業務需求。 1. 充分理解業務需求。需求分析是整個設計過程的基礎,是最困難、最耗費時間的一步。在這期間通過與業務部門交流,了解用戶的想法以及工作流程,通過雙方多次交流,會形成初步的數據模型,當然這時的數據模型不會是最終的模型,還需要和用戶進行交流,並且在以後的信息系統開發過程中還會反復修改。 2. 重視輸入輸出。在定義資料庫表和欄位需求(輸入)時,首先應了解數據產生源和數據流程,也就是必需要知道每個數據在那兒產生,數據在那兒表現,以什麼樣的形式表現等等,然後根據用戶提供的報表或者設計出的報表、查詢和視圖(輸出)以決定為了支持這些輸出哪些是必要的表和欄位。 3. 創建數據字典和ER 圖表。ER 圖表和數據字典可以讓任何了解資料庫的人都明確如何從資料庫中獲得數據。ER圖對表明表之間關系很有用,而數據字典則說明了每個欄位的用途以及任何可能存在的別名。對SQL 表達式的文檔化來說這是完全必要的。 需要注意的是,在需求分析調研過程中,並不是一帆風順的,因為業務人員對於業務的理解不同,以及對於信息知識的缺乏,會影響需求分析的質量,為了提高質量,各方要用更多的時間交流與相互理解,業務部門需要精通業務的人員自始至終全力配合,而開發人員則盡量使用用戶理解的業務術語交流,這樣會避免出現理解不同而產生的歧義。 三、 設計合理的表結構
通常合理的表結構會減少數據冗餘,提高資料庫的性能。設計合理的表結構要遵循以下兩點。 1. 標准化和規范化 數據的標准化有助於消除資料庫中的數據冗餘。標准化有好幾種形式,但3NF(第三範式)通常被認為在性能、擴展性和數據完整性方面達到了最好平衡。簡單來說,遵守3NF標準的資料庫的表設計原則是:某個表只包括其本身基本的屬性,當不是它們本身所具有的屬性時需進行分解。表之間的關系通過外鍵相連接。它具有以下特點:有一組表專門存放通過鍵連接起來的關聯數據。 例如:某個存放單井信息及其有關油井生產日報信息的3NF資料庫就有兩個表:單井基礎信息和油井日報信息。日報信息不包含單井的任何信息,但表內會存放一個鍵值,該鍵指向單井基礎信息里包含該油井信息的那一行。 不過也有例外,有時為了效率的緣故,對表不進行標准化也是必要的。 2. 考慮各種變化 在設計資料庫的時候考慮到哪些數據欄位將來可能會發生變更。使資料庫更具擴展性,從而減少將來數據變更所帶來的損失。 例如,日期類型欄位,有時我們會考慮使用字元類型代替日期類型,因為在處理日期欄位上容易產生數據錯誤,所以我們就使用字元類型。這樣的例子還很多,在做前期設計時都要考慮的。 表結構的設計不是一次就能成功的,在信息系統開發過程中會存在數據讀取、錄入或統計困難,為了解決這些問題會修改表結構,或增加一些欄位,或修改一些欄位的屬性。這個過程不斷重復,因此不要想一次能成功。建議使用專門設計工具來做這些工作,筆者經常使用:SYBASE PowerDesigner ,當然還有其它的工具:ORACLE Designer 2000 ,ROSE等工具。這樣會使你的工作事半功倍。 四、 選擇合理的索引
索引是從資料庫中獲取數據的最高效方式之一。95%的資料庫性能問題都可以採用索引技術得到解決。 1. 邏輯主鍵使用唯一的成組索引,對系統鍵(作為存儲過程)採用唯一的非成組索引,對任何外鍵列採用非成組索引。考慮資料庫的空間有多大,表如何進行訪問,還有這些訪問是否主要用作讀寫。 2. 大多數資料庫都索引自動創建的主鍵欄位,但是可別忘了索引外鍵,它們也是經常使用的鍵,比如運行查詢顯示主表和所有關聯表的某條記錄就用得上。 3. 不要索引大型欄位(有很多字元),這樣作會讓索引佔用太多的存儲空間。如MEMO(備注)、TEXT(文本)等欄位。 4. 不要索引常用的小型表 不要為小型數據表設置任何鍵,假如它們經常有插入和刪除操作就更別這樣作了。對這些插入和刪除操作的索引維護可能比掃描表空間消耗更多的時間。如代碼表,或系統參數表。 五、 保證數據完整性
數據的完整性非常重要,這關繫到數據的准確性,不準確的數據是毫無價值的,因此保證數據的完整性非常重要。 1. 完整性實現機制:實體完整性:主鍵參照完整性: 父表中刪除數據:級聯刪除;受限刪除;置空值父表中插入數據:受限插入;遞歸插入 父表中更新數據:級聯更新;受限更新;置空值 DBMS對參照完整性可以有兩種方法實現:外鍵實現機制(約束規則)和觸發器實現機制用戶定義完整性:NOT NULL;CHECK;觸發器 以上完整性機制需要熟悉和掌握,它對於數據的完整性非常重要。 2. 用約束而非業務規則強制數據完整性 採用資料庫系統實現數據的完整性。這不但包括通過標准化實現的完整性而且還包括數據的功能性。在寫數據的時候還可以增加觸發器來保證數據的正確性。不要依賴於業務層保證數據完整性;它不能保證表之間(外鍵)的完整性所以不能強加於其他完整性規則之上。 3. 強制指示完整性 在有害數據進入資料庫之前將其剔除。激活資料庫系統的指示完整性特性。這樣可以保持數據的清潔而能迫使開發人員投入更多的時間處理錯誤條件。 4. 使用查找控制數據完整性 控制數據完整性的最佳方式就是限制用戶的錄入。只要有可能都應該提供給用戶一個清晰的價值列表供其選擇。這樣將減少鍵入代碼的錯誤和誤解同時提供數據的一致性。某些公共數據特別適合查找:性別代碼、單位代碼等。 5. 採用視圖 視圖是一個虛擬表,其內容由SQL語句定義,視圖不僅可以簡化用戶對數據的理解,也可以簡化他們的操作。那些被經常使用的查詢可以被定義為視圖,從而使得用戶不必為以後的操作每次指定全部的條件。另外通過視圖用戶只能查詢和修改他們所能見到的數據。資料庫中的其它數據則既看不見也取不到。資料庫授權命令可以使每個用戶對資料庫的檢索限制到特定的資料庫對象上,增強數據的安全性。 六、 結束語
資料庫的高效運行不僅需要技術上的支持,也需要硬體平台和網路的支持以及資料庫管理員的有效管理,本文只是從技術的角度說明如何提高資料庫的效率,但在實際應用過程中其它方面的支持也是不可缺少的,尤其是資料庫管理,資料庫建設是「三分技術,七分管理,十二分基礎數據」,因此對於資料庫管理一定要重視,在管理到位的情況下技術才能發揮應有的作用。
❾ 資料庫邏輯設計的主要依據是什麼實體聯系圖\數據流程圖/
應該是實體聯系圖,從物理模型抽象到邏輯模型 數據流程圖是程序設計,數據處理的依據