數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范化的五個(gè)要求-在線瀏覽
2024-09-15 07:39本頁(yè)面
【正文】 時(shí)間內(nèi)找到自己所需要的對(duì)象。這里講的實(shí)體類型是指所需要描述對(duì)象的本身。如現(xiàn)在有一個(gè)圖書館里系統(tǒng)，有圖書基本信息、作者信息兩個(gè)實(shí)體對(duì)象。如可以把表設(shè)計(jì)成圖書名字、圖書作者等等?！ ∪绠?dāng)后續(xù)有圖書出版時(shí)，則需要為每次出版的圖書增加作者信息，這無(wú)疑會(huì)增加額外的存儲(chǔ)空間，也會(huì)增加記錄的長(zhǎng)度。同時(shí)，若這個(gè)作者的圖書從數(shù)據(jù)庫(kù)中全部刪除之后，這個(gè)作者的信息也就蕩然無(wú)存了?！ ∮龅竭@種情況時(shí)，筆者建議可以把上面這張表分解成三種獨(dú)立的表，分別為圖書基本信息表、作者基本信息表、圖書與作者對(duì)應(yīng)表等等?！ ∫陨衔鍡l是在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)達(dá)到規(guī)范化水平的基本要求。而且，數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范往往沒有技術(shù)方面的嚴(yán)格限制，主要依靠數(shù)據(jù)庫(kù)管理員日常工作經(jīng)驗(yàn)的累積。不同組件間所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表之間的關(guān)聯(lián)應(yīng)盡可能減少，如果不同組件間的表需要外鍵關(guān)聯(lián)也盡量不要?jiǎng)?chuàng)建外鍵關(guān)聯(lián)，而只是記錄關(guān)聯(lián)表的一個(gè)主鍵，確保組件對(duì)應(yīng)的表之間的獨(dú)立性，為系統(tǒng)或表結(jié)構(gòu)的重構(gòu)提供可能性。對(duì)象要符合封裝的特性，確保與職責(zé)相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)被定義在一個(gè)對(duì)象之內(nèi)，這些數(shù)據(jù)項(xiàng)能夠完整描述該職責(zé)，不會(huì)出現(xiàn)職責(zé)描述缺失?！ ?3)根據(jù)建立的領(lǐng)域模型進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射，此時(shí)應(yīng)參考數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)第二范式：一個(gè)表中的所有非關(guān)鍵字屬性都依賴于整個(gè)關(guān)鍵字。在確定關(guān)鍵字時(shí)，應(yīng)保證關(guān)鍵字不會(huì)參與業(yè)務(wù)且不會(huì)出現(xiàn)更新異常，這時(shí)，最優(yōu)解決方案為采用一個(gè)自增數(shù)值型屬性或一個(gè)隨機(jī)字符串作為表的關(guān)鍵字?！ ?5)同樣，由于對(duì)象職責(zé)的單一性以及對(duì)象之間的關(guān)系反映的是業(yè)務(wù)邏輯之間的關(guān)系，所以在領(lǐng)域模型中的對(duì)象存在主對(duì)象和從對(duì)象之分，從對(duì)象是從1N或NN的角度進(jìn)一步主對(duì)象的業(yè)務(wù)邏輯，所以從對(duì)象及對(duì)象關(guān)系映射為的表及表關(guān)聯(lián)關(guān)系不存在刪除和插入異常。這時(shí)，應(yīng)根據(jù)反向工程的思路反饋給領(lǐng)域模型。第四范式：一個(gè)表如果滿足BCNF，不應(yīng)存在多值依賴。并且，我認(rèn)為數(shù)據(jù)庫(kù)中的表是用來(lái)持久化一個(gè)對(duì)象實(shí)例在特定時(shí)間及特定條件下的狀態(tài)的，只是一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)，所以，表和表之間也不應(yīng)用強(qiáng)關(guān)聯(lián)來(lái)表述業(yè)務(wù)(數(shù)據(jù)間的一致性)，這一職責(zé)應(yīng)由系統(tǒng)的邏輯層來(lái)保證，這種方式也確保了系統(tǒng)對(duì)于不正確數(shù)據(jù)(臟數(shù)據(jù))的兼容性。這是一個(gè)折中的方案。雖然建立索引會(huì)消耗部分系統(tǒng)資源，但比較起在檢索時(shí)搜索整張表中的數(shù)據(jù)尤其時(shí)表中的數(shù)據(jù)量較大時(shí)所帶來(lái)的性能影響，以及無(wú)索引時(shí)的排序操作所帶來(lái)的性能影響，這種方式仍然是值得提倡的。但不可否認(rèn)，存儲(chǔ)過(guò)程具有性能上的優(yōu)勢(shì)，所以，當(dāng)系統(tǒng)可使用的硬件不會(huì)得到提升而性能又是非常重要的質(zhì)量屬性時(shí)，可經(jīng)過(guò)平衡考慮選用存儲(chǔ)過(guò)程。四個(gè)范式確保了不會(huì)出現(xiàn)異常，但也可能由此導(dǎo)致過(guò)于純潔的設(shè)計(jì)，使得表結(jié)構(gòu)難于使用，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行綜合判斷，但首先確保符合四個(gè)范式，然后再進(jìn)行精化修正是剛剛進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域時(shí)可以采用的最好辦法?！ ?12)設(shè)計(jì)出的表要盡可能減少數(shù)據(jù)冗余，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效的控制冗余有助于提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。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。 這里的實(shí)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(tǒng)中，就對(duì)應(yīng)三個(gè)基本表：?jiǎn)T工基本情況表、社會(huì)關(guān)系表、工作簡(jiǎn)歷表。 這就是“一張?jiān)紗巫C對(duì)應(yīng)多個(gè)實(shí)體”的典型例子。在E—R 圖中, 處于葉子部位的實(shí)體, 可以定義主鍵，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)。當(dāng)全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)完成以后，有個(gè)美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)專 家說(shuō)：“鍵，到處都是鍵，除了鍵之外，什么也沒有”，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。 3. 基本表的性質(zhì) 基本表與中間表、臨時(shí)表不同，因?yàn)樗哂腥缦滤膫€(gè)特性： (1) 原子性。 (2) 原始性。 (3) 演繹性。 (4) 穩(wěn)定性。 理解基本表的性質(zhì)后，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，就能將基本表與中間表、臨時(shí)表區(qū)分開來(lái)。但是，滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，往往不是最好的設(shè)計(jì)。 〖例2〗：有一張存放商品的基本表，如表1所示。但是，增加“金額”這個(gè)冗余字段， 可以提高查詢統(tǒng)計(jì)的速度，這就是以空間換時(shí)間的作法?！敖痤~”這樣的列被稱為“計(jì)算列”，而“單價(jià)”和 “數(shù)量”這樣的列被稱為“數(shù)據(jù)列”。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，就必須通俗地理解 三個(gè)范式(通俗地理解是夠用的理解，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； 第二范式：2NF是對(duì)記錄的惟一性約束，要求記錄有惟一標(biāo)識(shí)，即實(shí)體的惟一性； 第三范式：3NF是對(duì)字段冗余性的約束，即任何字段不能由其他字段派生出來(lái)，它要求字段沒有冗余。但是，沒有冗余的數(shù)據(jù)庫(kù)未必是最好的數(shù)據(jù)庫(kù)，有時(shí)為了提高運(yùn)行效率，就必須降 低范式標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)保留冗余數(shù)據(jù)。降低范式就是增加字段，允許冗余。消除的辦法是，在兩者之間增加第三個(gè)實(shí)體。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。一般來(lái)講，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。這兩個(gè)實(shí)體之間的關(guān)系，是一 個(gè)典型的多對(duì)多關(guān)系：一本圖書在不同時(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。 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)。不過(guò)前者比后者好。 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，這個(gè)概念必須清楚，事實(shí)上有許多人還不清楚。高級(jí)冗余不是字段的重復(fù)出現(xiàn)，而是字段的派生出現(xiàn)。冗余的目的是為了提高處理速度。因此，我們提倡高級(jí)冗余(派生性冗余)，反對(duì)低級(jí)冗余(重復(fù)性冗余)。反之要修改ER圖。好的E—R圖的標(biāo)準(zhǔn)是： 結(jié)構(gòu)清晰、關(guān)聯(lián)簡(jiǎn)潔、實(shí)體個(gè)數(shù)適中、屬性分配合理、沒有低級(jí)冗余。視圖是供程序員使用數(shù)據(jù)庫(kù)的 一個(gè)窗口，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。 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。 對(duì)于某些與國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、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。 并且規(guī)定，所有的程序員，一律只準(zhǔn)在視圖上操作。請(qǐng)讀者想想：這是為什么？ 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，它是為數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、輸出報(bào)表或查詢結(jié)果而設(shè)計(jì)的，有時(shí)它沒有主鍵與外鍵(數(shù)據(jù)
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