一、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的必要性

在實(shí)際的軟件項(xiàng)目中，如果系統(tǒng)中需要存儲的數(shù)據(jù)量比較大，需要設(shè)計的表比較多，表與表之間的關(guān)系比較復(fù)雜，那我們就需要進(jìn)行規(guī)范的數(shù)據(jù)庫設(shè)置。如果不經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，我們構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫不合理、不恰當(dāng)，那么數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、運(yùn)行效率會有很大的問題。這將直接影響到項(xiàng)目的運(yùn)行性和可靠性。

二、什么是數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計實(shí)際上就是規(guī)劃和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象以及這些數(shù)據(jù)對象之間的關(guān)系過程。

三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的重要性

不經(jīng)過設(shè)計的數(shù)據(jù)庫或是設(shè)計糟糕的數(shù)據(jù)庫很可能導(dǎo)致

1、 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行效率地下

2、 更新、刪除、添加數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題

良好設(shè)計的數(shù)據(jù)庫

1、 執(zhí)行效率高

2、 使應(yīng)用程序更便于開發(fā)

3、 擴(kuò)展性好

4、 維護(hù)性好

四、數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型就像是數(shù)據(jù)間聯(lián)系的一個輪廓圖，整個模型就像一個框架。

如果按照記錄間聯(lián)系的表示方式，對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分類，可以分為：層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型。前兩種又稱為格式化數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型的好壞直接影響到數(shù)據(jù)庫的性能，所以數(shù)據(jù)模型的選擇是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的首要任務(wù)。

 實(shí)體-關(guān)系（E-R）數(shù)據(jù)模型

E-R數(shù)據(jù)模型（Entity-Relationship data model），即實(shí)體-關(guān)系數(shù)據(jù)模型。E-R數(shù)據(jù)模型不同于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型，它不是面向?qū)崿F(xiàn)，而是面向現(xiàn)實(shí)物體的。

實(shí)體（Entity）

數(shù)據(jù)是用來描述現(xiàn)實(shí)中的物體的，而描述的對象都是形形色色的，有具體的、也有抽象的；有物理上存在的、也有概念性的。凡是可以互相區(qū)別而且可以被人們認(rèn)識的事、物、概念等統(tǒng)統(tǒng)抽象為實(shí)體。多個相同的類型的實(shí)體可以稱為實(shí)體集（Entity set）。因此，在E-R數(shù)據(jù)模型中，也有型與值之分；實(shí)體可以作為型來定義，每個實(shí)體可以是它的實(shí)例和值。

屬性（Attribute）

實(shí)體一般具體若干特征，這些特征稱為實(shí)體的屬性。而每個屬性都有自己的取值范圍，在E-R數(shù)據(jù)模型中稱為值集（value set）。在同一實(shí)體集中，每個實(shí)體的屬性及其值集都是相同的，但可能取不同的值。屬性對應(yīng)數(shù)據(jù)庫表的列。

關(guān)系（Relationship）

實(shí)體之間會有各種關(guān)系，這些關(guān)系抽象為聯(lián)系。不但實(shí)體可以有屬性，關(guān)系也可以有屬性。

五、數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟

數(shù)據(jù)庫設(shè)計可以分為以下幾個階段

1、 需求分析階段：分析客戶的業(yè)務(wù)需求，特別是數(shù)據(jù)方面的需求

2、 概要設(shè)計階段：繪制數(shù)據(jù)庫的E-R圖，并確認(rèn)需求文檔的正確性和完整性，E-R圖是項(xiàng)目的設(shè)計人員、開發(fā)人員、測試人員，以及和客戶進(jìn)行溝通的重要憑據(jù)

3、 詳細(xì)設(shè)計階段：將概要設(shè)計階段的E-R圖轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫表，進(jìn)行邏輯設(shè)計，確定各個表之間的主外鍵關(guān)系，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫的三范式進(jìn)行審核，并進(jìn)行技術(shù)評審。最后決定選哪種數(shù)據(jù)庫（Oracle、SQLServer、MySQL）來建庫、建表。

需求分析階段：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析

秀氣分析階段的重點(diǎn)是調(diào)查、收集、分析客戶的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求以及數(shù)據(jù)的安全性、完整性需求等。

需求分析步驟：

1、 確認(rèn)業(yè)務(wù)需求

2、 標(biāo)識關(guān)系實(shí)體

3、 標(biāo)識每個實(shí)體的具有的屬性

4、 確認(rèn)實(shí)體之間的關(guān)系

概要設(shè)計階段：繪制E-R圖

作為數(shù)據(jù)庫設(shè)計者，你需要和項(xiàng)目組內(nèi)其他成員分享你的設(shè)計思路，共同研討數(shù)據(jù)庫設(shè)計的合理性、安全性、完整性，并確認(rèn)是否符合客戶的業(yè)務(wù)需求。那么使用E-R圖，這種圖形化的表示方式最為直觀。

E-R圖中的實(shí)體、屬性和關(guān)系

上面的簡單E-R圖可以看出用戶和收支之間的關(guān)系。在上圖中可以看出：用矩形表示實(shí)體，實(shí)體是一般名詞；橢圓表示屬性，一般也是名詞；菱形表示關(guān)系，一般是動詞。

映射基數(shù)

映射基數(shù)表示可以通過關(guān)系與該實(shí)體的個數(shù)。對于實(shí)體集A和B之間的二元關(guān)系，可能的映射基數(shù)有：

1、 一對一：也就是A實(shí)體中最多只有一個B實(shí)體的關(guān)聯(lián)，而B實(shí)體的最多只有一個A實(shí)體的關(guān)聯(lián)。用E-R圖表示：

2、 一對多：A實(shí)體可以與B實(shí)體任意數(shù)量的進(jìn)行關(guān)聯(lián)，B中的實(shí)體最多與A中的一個實(shí)體關(guān)聯(lián)。E-R圖表示：

3、 多對一：A實(shí)體最多與一個B實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)，而B實(shí)體可以和任意多個A實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)。E-R圖表示：

4、 多對多：A實(shí)體可以有多個B實(shí)體，而B實(shí)體也可以有任意多個A實(shí)體。E-R圖表示：

E-R圖

E-R圖可以以圖形化的方式將數(shù)據(jù)庫的整個邏輯結(jié)構(gòu)表示出來，組成部分有：

1、 矩形表示實(shí)體集

2、 橢圓表示屬性

3、 菱形表示關(guān)系、

4、 直線用來連接實(shí)體集與屬性、實(shí)體集和關(guān)系

5、 直線箭頭表示實(shí)體集之間映射基數(shù)

詳細(xì)設(shè)計階段：將E-R圖轉(zhuǎn)換為表

步驟如下：

1、 將各個實(shí)體轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的表，將各屬性轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的列

2、 標(biāo)識每張表的主鍵

3、 將實(shí)體之間的關(guān)系轉(zhuǎn)換為表與表之間的主外鍵關(guān)系

六、數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)范化

數(shù)據(jù)庫設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題

1、 數(shù)據(jù)冗余大

2、 插入數(shù)據(jù)異常

3、 刪除異常

4、 更新異常

規(guī)范設(shè)計

一個較好的關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型，它的每個關(guān)系中的屬性一定要滿足某種內(nèi)在的語義條件，即要按一定的規(guī)范設(shè)計關(guān)系模型，這就是設(shè)計的規(guī)范化。

在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，有一些專門的規(guī)則，稱為數(shù)據(jù)庫的設(shè)計范式，遵循這些規(guī)則，就可以創(chuàng)建出良好的數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫著名的三大范式理論：

1、 第一范式（1NF）

第一范式是滿足關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型所要遵循的最基本的條件范式，幾關(guān)系中的每個屬性必須是不可再分的簡單項(xiàng)，不能是屬性組合，即屬性的取值是不可拆分的原子值。

2、 第二范式（2NF）

第二范式是在第一范式的基礎(chǔ)上，確保表中的每列都和主鍵相關(guān)。其定義是如果一個關(guān)系滿足1NF，并且除了主鍵關(guān)系外的其他列都依賴于該主鍵，則滿足第二范式。

3、 第三范式(3NF)

第三范式是在第二范式的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，第三范式的目標(biāo)是確保每列都和主鍵列直接相關(guān)，而不是間接相關(guān)的。其定義是：如果一個關(guān)系滿足2NF，并且除主鍵外的其他列都不傳遞依賴于該主鍵。

規(guī)范化和性能關(guān)系

為了滿足三大范式，數(shù)據(jù)庫的性能可能會有一定程度的降低。所以，在實(shí)際數(shù)據(jù)庫設(shè)計中，我們既要盡量滿足三大范式，從而避免數(shù)據(jù)冗余和各種數(shù)據(jù)庫的操作異常，同時也要考慮數(shù)據(jù)的訪問性能。有時候，為了提高數(shù)據(jù)庫的訪問效率，適當(dāng)?shù)脑试S少量數(shù)據(jù)冗余咧存在，才是最適合的數(shù)據(jù)庫設(shè)計方案。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注的更多內(nèi)容!