数据库设计中的14个技巧

旧城等待， 2022-03-27 11:56 311阅读 0赞

1. 原始单据与实体之间的关系  
　　能够是一对一、一对多、多对多的关系。在普通情况下，它们是一对一的关系：即一张原始单据对

应且仅仅相应一个实体。在特殊情况下，它们可能是一对多或多对一的关系，即一张原始单证相应多个实

体，或多张原始单证相应一个实体。这里的实体能够理解为基本表。明白这种相应关系后，对我们设计

录入界面大有优点。  
　　〖例1〗：一份员工履历资料，在人力资源信息系统中，就相应三个基本表：员工基本情况表、社会

关系表、工作简历表。这就是“一张原始单证相应多个实体”的典型样例。

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, 能够定义主键，

也能够不定义主键(由于它无子孙), 但必需要有外键(由于它有父亲)。  
　　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毕以后，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。由于：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、暂时表不同，由于它具有例如以下四个特性：  
　　 (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，能够派生出全部的输出数据。  
　　 (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、暂时表区分开来。

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。可是，满足第三范式的数据库设计，往往不是

最好的设计。为了提高数据库的执行效率，经常需要减少范式标准：适当添加冗余，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所看到的。“金额”这个字段的存在，表明该表的设计不满

足第三范式，由于“金额”能够由“单位价格”乘以“数量”得到，说明“金额”是冗余字段。可是，添加

“金额”这个冗余字段，能够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”这种列被称为“计算列”，而“

单位价格”和“数量”这种列被称为“数据列”。  
　　表1 商品表的表结构  
　　商品名称 商品型号 单位价格 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优点。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，并非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，即不论什么字段不能由其它字段派生出来，它要求字段没有冗余

。  
　　没有冗余的数据库设计能够做到。可是，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，就必须减少范式标准，适当保留冗余数据。详细做法是：在概念数据模型设计时遵守第三范式

，减少范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。减少范式就是添加字段，同意冗余。

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，在两者之间添加第三个实

体。这样，原来一个多对多的关系，如今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，它相应一张基本表。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：一本图书在不同一时候间能够被多个读者借阅，一个读者又能够借多

本图书。为此，要在二者之间添加第三个实体，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。

7. 主键PK的取值方法  
　　 PK是供程序猿使用的表间连接工具，能够是一无物理意义的数字串, 由程序自己主动加1来实现。也可

以是有物理意义的字段名或字段名的组合。只是前者比后者好。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，并且速度也慢。

8. 正确认识数据冗余  
　　主键与外键在多表中的反复出现, 不属于数据冗余，这个概念必须清楚，其实有很多人还不清楚

。非键字段的反复出现, 才是数据冗余！并且是一种低级冗余，即反复性的冗余。高级冗余不是字段的

反复出现，而是字段的派生出现。  
　　〖例4〗：商品中的“单位价格、数量、金额”三个字段，“金额”就是由“单位价格”乘以“数量”派生出

来的，它就是冗余，并且是一种高级冗余。冗余的目的是为了提高处理速度。仅仅有低级冗余才会添加数

据的不一致性，由于同一数据，可能从不同一时候间、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(反复性冗余)。

9. E--R图没有标准答案  
　　信息系统的E--R图没有标准答案，由于它的设计与画法不是惟一的，仅仅要它覆盖了系统需求的业务

范围和功能内容，就是可行的。反之要改动E--R图。虽然它没有惟一的标准答案，并不意味着能够任意

设计。好的E—R图的标准是：结构清楚、关联简洁、实体个数适中、属性分配合理、没有低级冗余。

10. 视图技术在数据库设计中非常实用  
　　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。视图是供程序猿

使用数据库的一个窗体，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, 则应在视图上定义暂时表, 在暂时表上再定义视图。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

系统的基本表完毕物理设计之后，马上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

的个数和结构是全然相同。并且规定，全部的程序猿，一律仅仅准在视图上操作。仅仅有数据库管理员，带

着多个人员共同掌握的“安全钥匙”，才干直接在基本表上操作。请读者想想：这是为什么？

11. 中间表、报表和暂时表  
　　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)。暂时表是程序猿个人设计的，存放暂时记录，为个人所用。基表和中间表由DBA维

护，暂时表由程序猿自己用程序自己主动维护。

12. 完整性约束表如今三个方面  
　　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Ch

eckbutton，通过它定义字段的值城。  
　　參照完整性：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。仅仅有表的个数少了，才干说明系统的E--R图少而精，去掉了

反复的多余的实体，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。由于主键的作用，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，不仅节省了执行时间，并且节省了索引存储空间；  
　　 (3) 一个表中的字段个数越少越好。仅仅有字段的个数少了，才干说明在系统中不存在数据反复，且

非常少有数据冗余，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

，在主表中留下很多空余的字段。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。这种方法非常easy，有的人就是不习惯、不採纳、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”是一个总体概

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：若覆盖系统相同的功能，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

库变成了任意设计数据库表的“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、暂时表杂乱无章，不计其数，导致企事业单位的信息系统无法维护而瘫痪。  
　　 “三多”原则不论什么人都能够做到，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，不是不论什么人都能做到的，由于该原则是杜绝

用“打补丁方法”设计数据库的理论根据。

14. 提高数据库执行效率的办法  
　　在给定的系统硬件和系统软件条件下，提高数据库系统的执行效率的办法是：  
　　 (1) 在数据库物理设计时，减少范式，添加冗余, 少用触发器, 多用存储过程。  
　　 (2) 当计算非常复杂、并且记录条数非常巨大时(比如一千万条)，复杂计算要先在数据库外面，以

文件系统方式用C++语言计算处理完毕之后，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，比如超过一千万条，则要对该表进行水平切割。水平切割的做法是，

以该表主键PK的某个值为界线，将该表的记录水平切割为两个表。若发现某个表的字段太多，比如超过

八十个，则垂直切割该表，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，即优化各种系统參数，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，尽量採取优化算法。  
　　总之，要提高数据库的执行效率，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

，这三个层次上同一时候下功夫。

上述十四个技巧，是很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。