資料庫設計中的14個技巧(轉載)

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隻對應一個實體。在特殊情況下，它們可能是一對多或多對一的關系，即一張原始單據對應多個實體，或多張原始單據對應一個實體。這裡的實體可以了解為基本表。明确這種對應關系後，對我們設計錄入界面大有好處。 

　　〖例1〗：一份員工履曆資料，在人力資源資訊系統中，就對應三個基本表：員工基本情況表、社會關系表、工作履歷表。這就是“一張原始單據對應多個實體”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, 處于葉子部位的實體, 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，占有重要地位。當全局資料庫的設計完成以後，有個美國資料庫設計專家說：“鍵，到處都是鍵，除了鍵之外，什麼也沒有”，這就是他的資料庫設計經驗之談，也反映了他對資訊系統核心(資料模型)的高度抽象思想。因為：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配接。 

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。基本表中的字段是不可再分解的。 

　　(2) 原始性。基本表中的記錄是原始資料（基礎資料）的記錄。 

　　(3) 演繹性。由基本表與代碼表中的資料，可以派生出所有的輸出資料。 

　　(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儲存的。 

　　了解基本表的性質後，在設計資料庫時，就能将基本表與中間表、臨時表區分開來。 

4. 範式标準 

　　基本表及其字段之間的關系, 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作效率，常常需要降低範式标準：适當增加備援，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，因為“金額”可以由“單價”乘以“數量”得到，說明“金額”是備援字段。但是，增加“金額”這個備援字段，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：資料列和計算列。“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“資料列”。 

　　表1 商品表的表結構 

　　商品名稱 商品型号 單價 數量 金額 

　　電視機 29吋 2,500 40 100,000 

5. 通俗地了解三個範式 

　　通俗地了解三個範式，對于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，就必須通俗地了解三個範式(通俗地了解是夠用的了解，并不是最科學最準确的了解)： 

　　第一範式：1NF是對屬性的原子性限制，要求屬性具有原子性，不可再分解； 

　　第二範式：2NF是對記錄的惟一性限制，要求記錄有惟一辨別，即實體的惟一性； 

　　第三範式：3NF是對字段備援性的限制，即任何字段不能由其他字段派生出來，它要求字段沒有備援。 

　　沒有備援的資料庫設計可以做到。但是，沒有備援的資料庫未必是最好的資料庫，有時為了提高運作效率，就必須降低範式标準，适當保留備援資料。具體做法是：在概念資料模型設計時遵守第三範式，降低範式标準的工作放到實體資料模型設計時考慮。降低範式就是增加字段，允許備援。 

6. 要善于識别與正确處理多對多的關系 

　　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。要将原來兩個實體的屬性合理地配置設定到三個實體中去。這裡的第三個實體，實質上是一個較複雜的關系，它對應一張基本表。一般來講，資料庫設計工具不能識别多對多的關系，但能處理多對多的關系。 

　　〖例3〗：在“圖書館資訊系統”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、借還标志(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”連接配接。 

7. 主鍵PK的取值方法 

　　PK是供程式員使用的表間連接配接工具，可以是一無實體意義的數字串, 由程式自動加1來實作。也可以是有實體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，多了不但索引占用空間大，而且速度也慢。

8. 正确認識資料備援 

　　主鍵與外鍵在多表中的重複出現, 不屬于資料備援，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, 才是資料備援！而且是一種低級備援，即重複性的備援。進階備援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，它就是備援，而且是一種進階備援。備援的目的是為了提高處理速度。隻有低級備援才會增加資料的不一緻性，因為同一資料，可能從不同時間、地點、角色上多次錄入。是以，我們提倡進階備援(派生性備援)，反對低級備援(重複性備援)。 

9. E－R圖沒有标準答案 

　　資訊系統的E－R圖沒有标準答案，因為它的設計與畫法不是惟一的，隻要它覆寫了系統需求的業務範圍和功能内容，就是可行的。反之要修改E－R圖。盡管它沒有惟一的标準答案，并不意味着可以随意設計。好的E－圖的标準是：結構清晰、關聯簡潔、實體個數适中、屬性配置設定合理、沒有低級備援。 

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，它依賴資料源的實表而存在。視圖是供程式員使用資料庫的一個視窗，是基表資料綜合的一種形式, 是資料處理的一種方法，是使用者資料保密的一種手段。為了進行複雜處理、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。這樣反複交疊定義, 視圖的深度就不受限制了。 

　　對于某些與國家政治、經濟、技術、軍事和安全利益有關的資訊系統，視圖的作用更加重要。這些系統的基本表完成實體設計之後，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。并且規定，所有的程式員，一律隻準在視圖上操作。隻有資料庫管理者，帶着多個人員共同掌握的“安全鑰匙”，才能直接在基本表上操作。請讀者想想：這是為什麼？ 

11. 中間表、報表和臨時表 

　　中間表是存放統計資料的表，它是為資料倉庫、輸出報表或查詢結果而設計的，有時它沒有主鍵與外鍵(資料倉庫除外)。臨時表是程式員個人設計的，存放臨時記錄，為個人所用。基表和中間表由DBA維護，臨時表由程式員自己用程式自動維護。 

12. 完整性限制表現在三個方面 

　　域的完整性：用Check來實作限制，在資料庫設計工具中，對字段的取值範圍進行定義時，有一個Check按鈕，通過它定義字段的值城。 

　　參照完整性：用PK、FK、表級觸發器來實作。 

　　使用者定義完整性：它是一些業務規則，用存儲過程和觸發器來實作。 

13. 防止資料庫設計打更新檔的方法是“三少原則” 

　　(1) 一個資料庫中表的個數越少越好。隻有表的個數少了，才能說明系統的E－R圖少而精，去掉了重複的多餘的實體，形成了對客觀世界的高度抽象，進行了系統的資料內建，防止了打更新檔式的設計； 

　　(2) 一個表中組合主鍵的字段個數越少越好。因為主鍵的作用，一是建主鍵索引，二是做為子表的外鍵，是以組合主鍵的字段個數少了，不僅節省了運作時間，而且節省了索引存儲空間； 

　　(3) 一個表中的字段個數越少越好。隻有字段的個數少了，才能說明在系統中不存在資料重複，且很少有資料備援，更重要的是督促讀者學會“列變行”，這樣就防止了将子表中的字段拉入到主表中去，在主表中留下許多空餘的字段。所謂“列變行”，就是将主表中的一部分内容拉出去，另外單獨建一個子表。這個方法很簡單，有的人就是不習慣、不采納、不執行。 

　　資料庫設計的實用原則是：在資料備援和處理速度之間找到合适的平衡點。“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：若覆寫系統同樣的功能，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資料內建。資料內建的步驟是将檔案系統內建為應用資料庫，将應用資料庫內建為主題資料庫，将主題資料庫內建為全局綜合資料庫。內建的程度越高，資料共享性就越強，資訊孤島現象就越少，整個企業資訊系統的全局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，是防止讀者利用打更新檔技術，不斷地對資料庫進行增删改，使企業資料庫變成了随意設計資料庫表的“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，導緻企事業機關的資訊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“打更新檔方法”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“打更新檔方法”設計資料庫的理論依據。 

14. 提高資料庫運作效率的辦法 

　　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作效率的辦法是： 

　　(1) 在資料庫實體設計時，降低範式，增加備援, 少用觸發器, 多用存儲過程。 

　　(2) 當計算非常複雜、而且記錄條數非常巨大時(例如一千萬條)，複雜計算要先在資料庫外面，以檔案系統方式用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，則要對該表進行水準分割。水準分割的做法是，以該表主鍵PK的某個值為界線，将該表的記錄水準分割為兩個表。若發現某個表的字段太多，例如超過八十個，則垂直分割該表，将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) 在使用面向資料的SQL語言進行程式設計時，盡量采取優化算法。 

　　總之，要提高資料庫的運作效率，必須從資料庫系統級優化、資料庫設計級優化、程式實作級優化，這三個層次上同時下功夫。