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      11 個重要的數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)則
      
                    
                    
                    
                    
      
                         Babylly
                        
                        
                        2012-04-16
                        
                            
                        
                    
      
                    
      
                        
                        
      
                    
      
                    
                    
      
                        
      
                            
                        
      
                        
      
                            
                                
      
                                    
                                        
      

                                        
                                        

                                        
        

      • 簡介

        在您開始閱讀這篇文章之前，我得明確地告訴您，我并不是一個數(shù)據(jù)庫設(shè)計領(lǐng)域的大師。以下列出的11點是我對自己在平時項目實踐和閱讀中學習到的經(jīng)驗總結(jié)出來的個人見解。我個人認為它們對我的數(shù)據(jù)庫設(shè)計提供了很大的幫助。實屬一家之言，歡迎拍磚 : )

        我之所以寫下這篇這么完整的文章是因為，很多開發(fā)者一參與到數(shù)據(jù)庫設(shè)計，就會很自然地把 “三范式” 當作銀彈一樣來使用。他們往往認為遵循這個規(guī)范就是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的唯一標準。由于這種心態(tài)，他們往往盡管一路碰壁也會堅持把項目做下去。

        如果你對 “三范式” 不清楚，請點擊這里（FQ）一步一步的了解什么是“三范式”。

        大家都說標準規(guī)范是重要的指導方針并且也這么做著，但是把它當作石頭上的一塊標記來記著（死記硬背）還是會帶來麻煩的。以下11點是我在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時最優(yōu)先考慮的規(guī)則。

        

      • 規(guī)則 1：弄清楚將要開發(fā)的應(yīng)用程序是什么性質(zhì)的（OLTP 還是 OPAP）？

        當你要開始設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫的時候，你應(yīng)該首先要分析出你為之設(shè)計的應(yīng)用程序是什么類型的，它是 “事務(wù)處理型”（Transactional） 的還是 “分析型” （Analytical）的？你會發(fā)現(xiàn)許多開發(fā)人員采用標準化做法去設(shè)計數(shù)據(jù)庫，而不考慮目標程序是什么類型的，這樣做出來的程序很快就會陷入性能、客戶定制化的問題當中。正如前面所說的，這里有兩種應(yīng)用程序類型， “基于事務(wù)處理” 和 “基于分析”，下面讓我們來了解一下這兩種類型究竟說的是什么意思。

        事務(wù)處理型：這種類型的應(yīng)用程序，你的最終用戶更關(guān)注數(shù)據(jù)的增查改刪（CRUD，Creating/Reading/Updating/Deleting）。這種類型更加官方的叫法是 “OLTP” 。
        分析型：這種類型的應(yīng)用程序，你的最終用戶更關(guān)注數(shù)據(jù)分析、報表、趨勢預測等等功能。這一類的數(shù)據(jù)庫的 “插入” 和 “更新” 操作相對來說是比較少的。它們主要的目的是更加快速地查詢、分析數(shù)據(jù)。這種類型更加官方的叫法是 “OLAP” 。

        

         

        

        那么換句話說，如果你認為插入、更新、刪除數(shù)據(jù)這些操作在你的程序中更為突出的話，那就設(shè)計一個規(guī)范化的表否則的話就去創(chuàng)建一個扁平的、不規(guī)范化的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。 

        以下這個簡單的圖表顯示了像左邊Names和Address這樣的簡單規(guī)范化的表，怎么通過應(yīng)用不規(guī)范化結(jié)構(gòu)來創(chuàng)建一個扁平的表結(jié)構(gòu)。 

        

         


        

      • 規(guī)則 2：將你的數(shù)據(jù)按照邏輯意義分成不同的塊，讓事情做起來更簡單

        這個規(guī)則其實就是 “三范式” 中的第一范式。違反這條規(guī)則的一個標志就是，你的查詢使用了很多字符串解析函數(shù)
        例如 substring、charindex等等。若真如此，那就需要應(yīng)用這條規(guī)則了。

        比如你看到的下面圖片上有一個有學生名字的表，如果你想要查詢學生名字中包含“Koirala”，但不包含“Harisingh”的記錄，你可以想象一下你將會得到什么樣的結(jié)果。

        所以更好的做法是將這個字段拆分為更深層次的邏輯分塊，以便我們的表數(shù)據(jù)寫起來更干凈，以及優(yōu)化查詢。


        

         


        

      • 規(guī)則 3：不要過度使用 “規(guī)則 2”

        開發(fā)者都是一群很可愛的生物。如果你告訴他們這是一條解決問題的正路，他們就會一直這么做下去，做到過了頭導致了一些不必要的后果。這也可以應(yīng)用于我們剛剛在前面提到的規(guī)則2。當你考慮字段分解時，先暫停一下，并且問問你自己是否真的需要這么做。正如所說的，分解應(yīng)該是要符合邏輯的。

        例如，你可以看到電話號碼這個字段，你很少會把電話號碼的ISD代碼單獨分開來操作（除非你的應(yīng)用程序要求這么做）。所以一個很明智的決定就是讓它保持原樣，否則這會帶來更多的問題。

        

         

        

      • 規(guī)則 4：把重復、不統(tǒng)一的數(shù)據(jù)當成你最大的敵人來對待

        集中那些重復的數(shù)據(jù)然后重構(gòu)它們。我個人更加擔心的是這些重復數(shù)據(jù)帶來的混亂而不是它們占用了多少磁盤空間。

        例如下面這個圖表，你可以看到 "5th Standard" 和 "Fifth standard" 是一樣的意思，它們是重復數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在你可能會說是由于那些錄入者錄入了這些重復的數(shù)據(jù)或者是差勁的驗證程序沒有攔住，讓這些重復的數(shù)據(jù)進入到了你的系統(tǒng)?，F(xiàn)在，如果你想導出一份將原本在用戶眼里十分困惑的數(shù)據(jù)顯示為不同實體數(shù)據(jù)的報告，該怎么做呢？



        解決方法之一是將這些數(shù)據(jù)完整地移到另外一個主表，然后通過外鍵引用過來。在下面這個圖表中你可以看到我們是如何創(chuàng)建一個名為 “Standards”（課程級別） 的主表，然后同樣地使用簡單的外鍵連接過去。



        

      • 規(guī)則 5：當心被分隔符分割的數(shù)據(jù)，它們違反了“字段不可再分”

        前面的規(guī)則2即“第一范式”說的是避免 “重復組” 。下面這個圖表作為其中的一個例子解釋了 “重復組”是什么樣子的。如果你仔細的觀察 syllabus（課程） 這個字段，會發(fā)現(xiàn)在這一個字段里實在是填充了太多的數(shù)據(jù)了。像這些字段就被稱為 “重復組” 了。如果我們又得必須使用這些數(shù)據(jù)，那么這些查詢將會十分復雜并且我也懷疑這些查詢會有性能問題。


        這些被塞滿了分隔符的數(shù)據(jù)列需要特別注意，并且一個較好的辦法是將這些字段移到另外一個表中，使用外鍵連接過去，同樣地以便于更好的管理。



        那么，讓我們現(xiàn)在就應(yīng)用規(guī)則2（第一范式） “避免重復組” 吧。你可以看到上面這個圖表，我創(chuàng)建了一個單獨的 syllabus（課程） 表，然后使用 “多對多” 關(guān)系將它與 subject（科目） 表關(guān)聯(lián)起來。

        通過這個方法，主表（student表）的 syllabus（課程） 字段就不再有重復數(shù)據(jù)和分隔符了。

        

      • 規(guī)則 6：當心那些僅僅部分依賴主鍵的列



        留心注意那些僅僅部分依賴主鍵的列。例如上面這個圖表，我們可以看到這個表的主鍵是 Roll No.+Standard
        。現(xiàn)在請仔細觀察 syllabus 字段，可以看到 syllabus（課程） 字段僅僅關(guān)聯(lián)（依賴） Standard（課程級別） 字段而不是直接地關(guān)聯(lián)（依賴）某個學生（Roll No. 字段）。

        Syllabus（課程） 字段關(guān)聯(lián)的是學生正在學習的哪個課程級別（Standard字段）而不是直接關(guān)聯(lián)到學生本身。那如果明天我們要更新教學大綱（課程）的話還要痛苦地為每個同學也修改一下，這明顯是不符合邏輯的（不正常的做法）。更有意義的做法是將這些字段從這個表移到另外一個表，然后將它們與 Standard（課程級別）表關(guān)聯(lián)起來。

        你可以看到我們是如何移動 syllabus（課程）字段并且同樣地附上 Standard 表。

        這條規(guī)則只不過是 “三范式” 里的 “第二范式”：“所有字段都必須完整地依賴主鍵而不是部分依賴”。

        

      • 規(guī)則 7：仔細地選擇派生列



        如果你正在開發(fā)一個 OLTP 型的應(yīng)用程序，那強制不去使用派生字段會是一個很好的思路，除非有迫切的性能要求，比如經(jīng)常需要求和、計算的 OLAP 程序，為了性能，這些派生字段就有必要存在了。

        通過上面的這個圖表，你可以看到 Average 字段是如何依賴 Marks 和 Subjects 字段的。這也是冗余的一種形式。因此對于這樣的由其他字段得到的字段，需要思考一下它們是否真的有必要存在。

        這個規(guī)則也被稱為 “三范式” 里的第三條：“不應(yīng)該有依賴于非主鍵的列” 。 我的個人看法是不要盲目地運用這條規(guī)則，應(yīng)該要看實際情況，冗余數(shù)據(jù)并不總是壞的。如果冗余數(shù)據(jù)是計算出來的，看看實際情況再來決定是否應(yīng)用這第三范式。

        

      • 規(guī)則 8：如果性能是關(guān)鍵，不要固執(zhí)地去避免冗余


        不要把 “避免冗余” 當作是一條絕對的規(guī)則去遵循。如果對性能有迫切的需求，考慮一下打破常規(guī)。常規(guī)情況下你需要做多個表的連接操作，而在非常規(guī)的情況下這樣的多表連接是會大大地降低性能的。

        

      • 規(guī)則 9：多維數(shù)據(jù)是各種不同數(shù)據(jù)的聚合

        OLAP         項目主要是解決多維數(shù)據(jù)問題。比如你可以看看下面這個圖表，你會想拿到每個國家、每個顧客、每段時期的銷售額情況。簡單的說你正在看的銷售額數(shù)據(jù)包含了三個維度的交叉。



        為這種情況做一個實際的設(shè)計是一個更好的辦法。簡單的說，你可以創(chuàng)建一個簡單的主要銷售表，它包含了銷售額字段，通過外鍵將其他所有不同維度的表連接起來。

         

         

        

      • 規(guī)則 10：將那些具有“名值表”特點的表統(tǒng)一起來設(shè)計

        很多次我都遇到過這種 “名值表” 。 “名值表” 意味著它有一些鍵，這些鍵被其他數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)著。比如下面這個圖表，你可以看到我們有 Currency（貨幣型）和 Country（國家）這兩張表。如果你仔細觀察你會發(fā)現(xiàn)實際上這些表都只有鍵和值。


        對于這種表，創(chuàng)建一個主要的表，通過一個 Type（類型）字段來區(qū)分不同的數(shù)據(jù)將會更有意義。

        

      • 規(guī)則 11：無限分級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，引用自己的主鍵作為外鍵

        我們會經(jīng)常碰到一些無限父子分級結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)（樹形結(jié)構(gòu)？）。例如考慮一個多級銷售方案的情況，一個銷售人員之下可以有多個銷售人員。注意到都是 “銷售人員” 。也就是說數(shù)據(jù)本身都是一種。但是層級不同。這時候我們可以引用自己的主鍵作為外鍵來表達這種層級關(guān)系，從而達成目的。


        這篇文章的用意不是叫大家不要遵循范式，而是叫大家不要盲目地遵循范式。根據(jù)你的項目性質(zhì)和需要處理的數(shù)據(jù)類型來做出正確的選擇。

         

      
                                          		
                                
      
                                  
                        
      
                    
      



                
      
                
      
                    
                    
                        
      
                            
                                
        
                                    		
                        
        
                            
                
        
                
        
                
                
                
        
                
        


                

                
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