架构师培训讲义5-数据库结构设计解析.docx

第五章详细设计阶段的数据库结构设计详细设计阶段包括：数据库设计、模块设计和界面设计。下面我们探讨一下数据库设计的有关问题。第一节关系数据库的结构设计一、面向过程的设计与实体关系图关系数据库的单元是表，在面向过程的设计中，建立一个关系数据库的第一步，需要仔细考虑实体-关系图（ERD），给每个实体建立一张表，每张表的数据域要与已经定义的实体相一致。然后，可以为每个表建立一个主键，如果没有合适的字段作为主键，可以自己创造一个，主键的数据必须是唯一的。1）实体实体指的是某些事物，企业需要存储有关这些事物的数据。实体实例表达的是实体的具体值。2）属性实体的描述特形称为属性，某些属性可以逻辑上被组合，称为组合属性，它在不同的数据建模语言中也被称作串联属性、合成属性或者数据结构。3）域于是属性的一个参数，定义了这个属性所能定义的合法值。事实上这个值和使用的数据库特点有关。4）标识符然后考虑实体之间的关系，关系基数符号如下：以此可以建立表与表之间的关系：实体之间的关系有三种，最简单的而且最有代表性的例子也就是学生、老师、锁柜和书的关系。也就是一对一（1：1）或一对多（1：N）或多对多（N：N）关系。比如：Student和Locker之间可以是一个一对一关系，因为每个学生都有一个相应的锁柜，而每个锁柜只给一个学生使用。Student和Book之间可以有一个一对多关系，因为每个学生可以有多本书，但每本书只归一个学生所有。Student和Teacher之间有一个多对多关系，每个学生可以有多个教师授课，而每个教师又可以为多个学生讲课。注意，一个实体可以参与多个关系，而每个关系可以有不同的对应关系。这里还有一个问题，就是多对多关系需要增加一个关联实体，比如如下的多对多关系：我们会发现，学生某门课的成绩应该放在什么地方呢？尽管模型中表达了学生选修了某门课程，但没有放置这门课程成绩的地方，所以需要增加一个关联实体。这样，我们就可以得到设计关系数据库的一般步骤：1，为每个实体类型建立一张表。2，为每张表选择一个主键（如果需要，可以定义一个）。3，增加外部码以建立一对多关系。4，建立几个新表来表示多对多关系。5，定义参照完整性约束。6，评价模式质量，并进行必要的改进。7，为每个字段选择适当的数据类型和取值范围。二、执行参照完整性建立关系主要需要建立主键和外键的关系，执行参照完整性表达了外键和主键间一致的状态。执行参照完整性表达的是：一个一致的关系数据库状态，每个外键的值必须有一个主键值与之对应。规则：1，当建立一个包含外键的记录的时候，应确保主表中相应的主键值要存在。2，当删除一条记录的时候，要确保所有相应外键的记录也被删除。3，当更改一个主键值的时候，要确保所有相应表外键值也跟随改变。三、评价模式质量一个高质量的数据模型应该具备以下特点，1，表中每行数据及主键是唯一的。2，冗余数据较少。3，容易实现将来数据模型的改变不过，提高数据库设计质量的方法有很多，但量化方法又很少，很大程度上依赖于设计师的经验和判断，下面提供几个注意点。1，行和关键字的唯一性主键是能够唯一定义一行数据的一列或者多列，主键中的列值不能为null，主键为数据库引擎提供了获取使据库表中某个特定行的方法，主键还用于保证引用的完整性。如果多个用户同时插入数据，则必须保证不会出现重复的主键。由于主键是必须存在的，而主键是不可重复的，显然表中的每一行也都是唯一的，这就是所有关系数据库模型都有一个基本要求，那就是主键和表中的行是唯一的。但我们应该如何来选择主键呢？智能键、常规建和代理键智能键是一种基于商业数据表示的键，例如SKU（Stock Keeping Unit 常用保存单元）就是智能键的例子。它定义一个10个字符的字段（Char(10)），它的可能分配如下，前4个字符为供应商代号，随后3个字符保存产品类型代号，最后3个字符保存一个序列号。常规键由现有商业数据中一个或多个列组成，比如社会保险号。尽管智能键和常规键不尽相同，但他们都是用商业相关数据组成，下面统一成为智能键。代理键是由系统生成的，与商业数据无关，比如自动增值列（Identity），GUID（globally unique identifier 全局唯一代码，16字符），这是通过取值算法得到的键值，后面将称之为GUID键。下面的例子包含三张表（作者Author，书籍Book，而AuthorBook是一张多对多的连接表，因为一个书籍可能由多个作者完成）。注意，在代理键完成的时候，需要多增加一个列值，这是因为代理键是系统自动生成，用户不可见的。数据大小使用智能键或代理键数据的大小是不一样的，因此一定要计算键的使用引起数据量的变化，显然，基于int的自动增加列数据量最小，但也要注意，int的最大值是有限的，而且不便于移动数据，这些都是考虑的因