數(shù)據(jù)庫完整的設計原則與技巧

1、數(shù)據(jù)庫寶典概要：數(shù)據(jù)庫是企業(yè)信息的核心，其應用水平的高低直接影響到企業(yè)管理水平。選擇了一個 高性能的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品不等于就有一個好的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)，如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計不合理，不僅會增加客戶端和服務器端程序的編程和維護的難度，而且還會影響系統(tǒng)實際運行的性能。 主要涉及數(shù)據(jù)庫各種性能優(yōu)化技術(shù)，從而避免磁盤I/O瓶頸、減少CPU利用率、大內(nèi)存的設置和減少資源競爭。大型數(shù)據(jù)庫的設計與開發(fā)要復雜得多，因此在設計、開發(fā)過程中，除了要遵循數(shù)據(jù)庫 范式理論、增加系統(tǒng)的一致性和完整性外，還要在總體上根據(jù)具體情況進行分布式設計，緊緊把握集中控制、統(tǒng)一審核的基本原則，保證數(shù)據(jù)庫設計結(jié)構(gòu)緊湊、分布平衡、定位迅速。數(shù)據(jù)庫設

2、計考慮工作一、成立數(shù)據(jù)小組大型數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)元素多， 在設計上有必要成立專門的數(shù)據(jù)小組。 由于數(shù)據(jù)庫設計者不一 定是使用者，對系統(tǒng)設計中的數(shù)據(jù)元素不可能考慮周全， 數(shù)據(jù)庫設計出來后， 往往難以找到 所需的庫表，因此數(shù)據(jù)小組最好由熟悉業(yè)務的項目骨干組成。數(shù)據(jù)小組的職能并非是設計數(shù)據(jù)庫， 而是通過需求分析，在參考其他相似系統(tǒng)的基礎上， 提取系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)元素，擔負對數(shù)據(jù)庫的審核。審核內(nèi)容包括審核新的數(shù)據(jù)庫元素是否完 全、能否實現(xiàn)全部業(yè)務需求；對舊數(shù)據(jù)庫（如果存在舊系統(tǒng)）的分析及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)庫設 計的審核、控制及必要調(diào)整。二、設計原則1規(guī)范命名。所有的庫名、表名、域名必須遵循統(tǒng)一的命名規(guī)則，并進行必要

3、說明，以方 便設計、維護、查詢。2 控制字段的引用。在設計時，可以選擇適當?shù)臄?shù)據(jù)庫設計管理工具，以方便開發(fā)人員的 分布式設計和數(shù)據(jù)小組的集中審核管理。采用統(tǒng)一的命名規(guī)則，如果設計的字段已經(jīng)存在， 可直接引用；否則，應重新設計。3 庫表重復控制。 在設計過程中，如果發(fā)現(xiàn)大部分字段都已存在，開發(fā)人員應懷疑所設計的庫表是否已存在。 通過對字段所在庫表及相應設計人員的查詢，可以確認庫表是否確實重復。4.并發(fā)控制。設計中應進行并發(fā)控制，即對于同一個庫表，在同一時間只有一個人有控制 權(quán)，其他人只能進行查詢。5 必要的討論。數(shù)據(jù)庫設計完成后，數(shù)據(jù)小組應與相關(guān)人員進行討論，通過討論來熟悉數(shù) 據(jù)庫，從而對設計中

4、存在的問題進行控制或從中獲取數(shù)據(jù)庫設計的必要信息。6數(shù)據(jù)小組的審核。庫表的定版、修改最終都要通過數(shù)據(jù)小組的審核，以保證符合必要的要求。7頭文件處理。每次數(shù)據(jù)修改后，數(shù)據(jù)小組要對相應的頭文件進行修改（可由管理軟件自動完成），并通知相關(guān)的開發(fā)人員，以便進行相應的程序修改。三、設計技巧（注：以下例如都是從網(wǎng)絡上查到的例子，有可能不恰當，請指出改正）1 分類拆分數(shù)據(jù)量大的表。對于經(jīng)常使用的表（如某些參數(shù)表或代碼對照表），由于其使用頻率很高，要盡量減少表中的記錄數(shù)量。（分好主從關(guān)系表的關(guān)系） 例如，銀行的戶主賬表原來設計成一張表，雖然可以方便程序的設計與維護， 但經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，由于數(shù)據(jù)量太大， 會影響數(shù)

5、據(jù)的迅速定位。 如果將戶主賬表分別設計為活期戶主賬、 定期戶主賬及對公戶主賬 等，則可以大大提高查詢效率。2 .索引設計。對于大的數(shù)據(jù)庫表，合理的索引能夠提高整個數(shù)據(jù)庫的操作效率。在索引設計中，索引字段應挑選重復值較少的字段；在對建有復合索引的字段進行檢索時，應注意按照復合索引字段建立的順序進行。例如，如果對一個5萬多條記錄的流水表以日期和流水號為序建立復合索引，由于在該表中日期的重復值接近整個表的記錄數(shù)，用流水號進行查詢所用的時間接近3秒；而如果以流水號為索引字段建立索引進行相同的查詢，所用時間不到1秒。因此在大型數(shù)據(jù)庫設計中，只有進行合理的索引字段選擇，才能有效提高整個數(shù)據(jù)庫的操作效率。3

6、 數(shù)據(jù)操作的優(yōu)化。在大型數(shù)據(jù)庫中，如何提高數(shù)據(jù)操作效率值得關(guān)注。將單元業(yè)務盡量一次提交執(zhí)行，減少提交次數(shù)，這樣減少了I/O操作。建議用 ORM框架，個人建議用微軟的 EF4.1 （linq to entity ）。4 必要的工具。在整個數(shù)據(jù)庫的開發(fā)與設計過程中，可以先開發(fā)一些小的應用工具，如自 動生成庫表的頭文件、插入數(shù)據(jù)的初始化、數(shù)據(jù)插入的函數(shù)封裝、錯誤跟蹤或自動顯示等， 以此提高數(shù)據(jù)庫的設計與開發(fā)效率。（自己開發(fā)了一部分工具）5 .避免長事務。對單個大表的刪除或插入操作會帶來大事務，較好的解決方法是，把整個事務分解成幾個較小的事務，再由應用程序控制整個系統(tǒng)的流程。這樣，如果其中某個事務不成

7、功，則只需重做該事務，因而既可節(jié)約時間，又可避免長事務。6 適當超前。計算機技術(shù)發(fā)展日新月異，數(shù)據(jù)庫的設計必須具有一定前瞻性，不但要滿足當前的應用要求，還要考慮未來的業(yè)務發(fā)展，同時必須有利于擴展或增加應用系統(tǒng)的處理功數(shù)據(jù)庫設計概要：基于第三范式的數(shù)據(jù)庫表的基本設計，建立主鍵和索引的策略和方案，然后 從數(shù)據(jù)庫表的擴展設計和庫表對象的放置等角度概述了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的優(yōu)化1. 基本表的設計規(guī)范是第三范式（3NF）。第三范式的基本特征是非主鍵屬性只依賴于主鍵屬性?；诘谌妒降臄?shù)據(jù)庫表設計具有很多優(yōu)點：一是消除了冗余數(shù)據(jù)，節(jié)省了磁盤 存儲空間；二是有良好的數(shù)據(jù)完整性限制，即基于主外鍵的參照完整限制和基

8、于主鍵的實體完整性限制，這使得數(shù)據(jù)容易維護，也容易移植和更新；三是數(shù)據(jù)的可逆性好，在 做連接（Join）查詢或者合并表時不遺漏、也不重復；四是因消除了冗余數(shù)據(jù)（冗余列），在查詢（Select）時每個數(shù)據(jù)頁存的數(shù)據(jù)行就多，這樣就有效地減少了邏輯I/O,每個Cash存的頁面就多，也減少物理 I/O;五是對大多數(shù)事務（Tra nsactio n）而言，運行性能好；六 是物理設計（Physical Design）的機動性較大，能滿足日益增長的用戶需求。2. 主鍵（Primary Key）:主鍵被用于復雜的 SQL語句時，頻繁地在數(shù)據(jù)訪問中被用到。一個表只有一個主鍵。主鍵應該有固定值（不能為Null或缺

9、省值，要有相對穩(wěn)定性），不含代碼信息，易訪問。把常用的列作為主鍵才有意義。短主鍵最佳（小于25bytes），主鍵的長短影響索引的大小，索引的大小影響索引頁的大小，從而影響磁盤I/O。主鍵分為自然主鍵和人為主鍵。自然主鍵由實體的屬性構(gòu)成，自然主鍵可以是復合性的，在形成 復合主鍵時，主鍵列不能太多，復合主鍵使得Joi n*作復雜化、也增加了外鍵表的大小。人為主鍵是，在沒有合適的自然屬性鍵、或自然屬性復雜或靈敏度高時，人為形成的。 人為主鍵一般是整型值（滿足最小化要求），沒有實際意義，也略微增加了表的大?。坏珳p少了把它作為外鍵的表的大小。3. 外鍵（Foreign Key）:外鍵的作用是建立關(guān)系型數(shù)

10、據(jù)庫中表之間的關(guān)系（參照完整性），主鍵只能從獨立的實體遷移到非獨立的實體，成為后者的一個屬性，被稱為外鍵。4. 索引（Index）:利用索引優(yōu)化系統(tǒng)性能是顯而易見的，對所有常用于查詢中的Where子句的列和所有用于排序的列創(chuàng)建索引，可以避免整表掃描或訪問，在不改變表的物理結(jié)構(gòu)的情況下，直接訪問特定的數(shù)據(jù)列，這樣減少數(shù) 據(jù)存取時間；禾I用索引可以優(yōu)化或排除耗時的分類*作；把數(shù)據(jù)分散到不同的 頁面上，就分散了插入的數(shù)據(jù)；主鍵自動建立了唯一索引，因此唯一索引也 能確保數(shù)據(jù)的唯一性（即實體完整性）；索引碼越小，定位就越直接；新建 的索引效能最好，因此定期更新索引非常必要。索引也有代價：有空間開銷， 建立它也要花費時間，在進行Insert、Delete和Update*作時，也有維護代 價。索引有兩種：聚族索引和非聚族索引。一個表只能有一個聚族索引，可 有多個非聚族索引。使用聚族索引查詢數(shù)據(jù)要比使用非聚族索引快。在建索 引前，應利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)函數(shù)估算索引的大小。5. 鎖：鎖是并行處理的重要機制，能保持數(shù)據(jù)并發(fā)的一致性，即按事務進行處理；系統(tǒng)利用鎖，保證數(shù)據(jù)完整性。因此，我們避免不了死鎖，但在設 計時可以充分考慮如何避免長事務，減少排它鎖時間，減少在事務中與用戶 的交互，杜絕讓用戶控制事務的長短；要避免批量數(shù)據(jù)同時執(zhí)行，尤其是耗 時并用到相同的數(shù)據(jù)表。鎖的征用：一個表同時