數(shù)據(jù)模型設(shè)計要點

1、數(shù)據(jù)模型設(shè)計要點15目錄1 數(shù)4據(jù)模型設(shè)計的輸入2.數(shù)據(jù)模型設(shè)ii-必須的幾個階段42.1.概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(Conceptual Data Model) 52.2.邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(Logical Data Model) 62.2.1設(shè)計范式要求72.2.1.1第一范式72.2.1.2第二范式72213第三范式82214逆第三范式9222其他要求102221數(shù)據(jù)類型定義102222實體名稱義102223主鍵定義102224實體關(guān)系義102225數(shù)據(jù)量估算112226索引義112.3.物理數(shù)據(jù)模型(Physical Data Model) 122.3.1物理庫設(shè)計122311數(shù)據(jù)庫Server

2、設(shè)計1223丄2表空間設(shè)計1223丄3 用戶及權(quán)限設(shè)計13232 物理表設(shè)計2.3.2.1 數(shù)據(jù)類型設(shè)計132322 存儲設(shè)計132323 主外鍵設(shè)計132.324索引設(shè)計142325 生成建表語句143.數(shù)據(jù)模型設(shè)計相關(guān)工具軟件144.數(shù)據(jù)模 型 設(shè)計的產(chǎn)出及規(guī)格要求144.1. 概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計階段144.2. 邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計階段154.3. 物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計階段151數(shù)據(jù)模型設(shè)計的輸入傳統(tǒng)的瀑布型的開發(fā)模型下，其特點是需求驅(qū)動。相應(yīng)的，數(shù)據(jù)模型設(shè)計的必要輸入為 需求分析階段的產(chǎn)岀，包括需求規(guī)格說明書(需求分析說明書)、數(shù)據(jù)字典。分析型應(yīng)用由于苴需求不易迅速全而予以明確，所以適合用螺旋式

3、開發(fā)模型，逐步迭代。 但由于分析型應(yīng)用是數(shù)據(jù)驅(qū)動，所以數(shù)據(jù)模型的設(shè)汁要求更髙，需要根據(jù)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的實際 情況，進行快速全而分析，并有充分的管理思維，才能設(shè)計岀比較理想的數(shù)據(jù)模型。其輸入 就不僅限于傳統(tǒng)的瀑布開發(fā)模型下的需求規(guī)格說明書和數(shù)據(jù)字典，而是要從業(yè)務(wù)層而分析各 個現(xiàn)有業(yè)務(wù)實體，以管理思維的角度，進行必要的抽象、歸納和挖掘，結(jié)合未來管理需要， 明確潛在業(yè)務(wù)實體，以及各業(yè)務(wù)實體之間的關(guān)系，最終予以設(shè)計實現(xiàn)。2. 數(shù)據(jù)模型設(shè)計必須的幾個階段無論是瀑布模型還是螺旋模型，數(shù)據(jù)模型的設(shè)計都必須經(jīng)歷概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計、邏借數(shù) 據(jù)模型設(shè)汁和物理數(shù)據(jù)模型設(shè)訃三個階段。其中，概念數(shù)拯模型設(shè)計的主要工作是提取概

4、念實體并分析其關(guān)系，這是最關(guān)鍵的工作, 直接影響后續(xù)工作的質(zhì)量；邏借數(shù)據(jù)模型設(shè)計的主要工作是設(shè)計各邏輯實體的屬性、主鍵、 索引以及各實體之間的關(guān)系，此部分與物理數(shù)據(jù)庫無關(guān)：物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計的主要工作是結(jié) 合具體的物理數(shù)據(jù)庫平臺進行存儲設(shè)計。這三個階段并不是完全單向的，而是可以反向調(diào)整。假設(shè)后而的階段發(fā)現(xiàn)有問題，可以 轉(zhuǎn)到上一階段進行必要的修改后繼續(xù)進行。但一過不能不管前一階段的結(jié)果，放任自流地進 行后而階段的工作。2.1. 概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計(Conceptual Data Model)本階段的任務(wù)是對業(yè)務(wù)領(lǐng)域的各概念實體進行歸納和總結(jié)的過程。該過程以分析槪念實 體以及它們之間的關(guān)系為目標(biāo)，而不

5、是以細化概念實體的項屬性為目標(biāo)。該階段工作非常重要，是進行其他階段工作的基礎(chǔ)。15各概念實體的提取一般以業(yè)務(wù)領(lǐng)域或者需求中提到的"業(yè)務(wù)名詞”為線索，但不應(yīng)該需 求中提到什么需詞就在模型中設(shè)計什么實體，更不應(yīng)該需求中沒有提到某些劃詞之間的關(guān) 系，模型中就根本不考慮對應(yīng)實體之間的關(guān)系。概念模型設(shè)計過程，實際上是以槪念實體為 線索，對需求分析結(jié)果進行測試的過程。需求分析工作的質(zhì)量好不好，在此工作中基本能得 到初步驗證。概念模型設(shè)訃過程中提取的概念實體，可能比業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的多，也可能比業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的少，關(guān)鍵看歸納和抽象的粒度。并且，這些槪念實體最終不一左都需要以物理表的方式體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫設(shè)訃中。完

6、全是為了能夠從“概念”層面把實體以及苴關(guān)系看淸楚為目的。比如一個OCRM系統(tǒng)中提到“營銷方案”、“營銷團隊”、“營銷任務(wù)”、"年度營銷任務(wù)”、 '日常營銷任務(wù)”等名詞，據(jù)此可以提取出以下業(yè)務(wù)實體和實體間的關(guān)系：雖然用戶可能沒有提出日常營銷任務(wù)是否需要營銷方案，但通過分析，這種情況是有可 能的，所以可以在設(shè)計概念模型時，可以將日常營銷任務(wù)與營銷方案的關(guān)系設(shè)置為1-0,1 這樣，即便是未來發(fā)生需求的變化，數(shù)據(jù)模型也可以迅速提供支持。2.2. 邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計(Logical Data Model)此階段開始關(guān)注概念實體的各項屬性。該階段還不必更多考慮實現(xiàn)時的物理數(shù)據(jù)庫方而的要求。

7、設(shè)計邏輯數(shù)據(jù)模型時，需注意參考必要的設(shè)汁范式要求。常用的設(shè)計范式簡單列舉其要 點并舉例如下(以學(xué)生選課為例)：2.2.1.設(shè)計范式要求2.2丄1.第一范式目的：實現(xiàn)屬性的原子性屬性不可再分，屬性不能重復(fù):不符合第一范式的設(shè)計：SNSNACNCNACADDTTNTSLSCONCAT0ME0MERNOAMETilecoreevel學(xué)生聯(lián)系方式學(xué)姓名課課程上課教教成等號程號名地址室號師名稱績級so張三C01語201教T0老髙9優(yōu)TEL: 12345： Email： abc1室1師1級5so李四C02語文202教TO老巾9優(yōu)TEL: 12346： Email： abc2室2師2級8SO王五C03數(shù)學(xué)2

8、03教TO老初7TEL： 12347； Email： abc3室3師3級0符合第一范式的設(shè)計:SSNACCNACADDTTNTScLeSTSEMAILNOMENOMERNOAMETileorevelELS張三C語文201教T老95優(yōu)12abc123.c0101室01師1級345oms李四C語文202教T老中98優(yōu)12abc124.c0202室02師2級346omS王五C數(shù)學(xué)203教T老初70良12abc125.c0303室03師3級347om2.2.1.2.第二范式目的：實現(xiàn)屬性的完全依賴一一屬性唯一依賴于主鍵，不能依賴于主鍵的一部分。 基于第一范式結(jié)果進行修改，使其符合第二范式：1)定義SN

9、O+CN0為主鍵：2) 將不完全依賴這個主鍵的屬性剝離到獨立的表中：SNO(PK-1)CNO (PK-2)ScoreLevelSOIC0195優(yōu)S02C0298優(yōu)S03C0370良新創(chuàng)建學(xué)生表:SNSNAMSTESEMAIL0ELSO張三123abc123.c145omso李四123abc124.c246omSO王五123abc125.c347om新創(chuàng)建教師表:TTNTTNOAMEileTO老1師1級TO老中2師2級TO老初新創(chuàng)建課程表:2.2.1.3.第三范式3師3級CCNACADDTNOMERNOC語文201教T01室01C語文202教T02室02C數(shù)學(xué)203教T03室03目的：消除傳遞依

10、賴。屬性不依賴于其他非主屬性?；诘诙妒浇Y(jié)果進行修改，將涉及傳遞依賴的屬性也剝離岀去，使其符合第三范式:學(xué)生表:SNO (PK-1)CNO (PK-1)ScoreN0SOIC01ScorelS02C01Score2S03C02Score3SNSNAMSTESEMAILOELSO張三123abc123.c145omso李四123abc124.c246omSO王五123abc125.c347om教師表:15課程表:新創(chuàng)建成績表:TTNTTNOAMEileTO老1師1級TO老中2師2級TO老初3師3級CCNACADDTNOMERNOC語文201教T01室01C語文202教T02室02C數(shù)學(xué)203教

11、T03室03ScoSLreNOcoreevelSco9rel5Sco9re28Sco7re30由上例子可以看出，為使設(shè)計成本和收益達到平衡，具體使用時不可能全部符合第三 范式，一般大部分表能夠符合第二范式就可以。152.2.1.4.逆第三范式特別在統(tǒng)汁分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型設(shè)計過程中，還會有針對性的特別進行大量的“逆第 三范式”的處理。在傳統(tǒng)的OLTP系統(tǒng)中，同樣也也會存在逆第三范式的處理。典型的例子是核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的交易流水表。之前該表一般設(shè)計為只記錄經(jīng)辦柜員的 柜員號，但后來隨著交易量大幅增加，為提高查詢效率，后來在新的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計中, 一般把柜員名稱冗余在此表中。在數(shù)據(jù)分析應(yīng)用中，這種情

12、況就更多了，只要設(shè)計比較淸晰，并購清楚知道哪些字段 是冗余過來的，并且與來源表的數(shù)據(jù)類型嚴格保持一致即可。2 2.2.其他要求2.2.2.1. 數(shù)據(jù)類型定義邏輯數(shù)據(jù)模型中需明確數(shù)據(jù)類型和精度，對使用較多的數(shù)據(jù)類型，必要時可左義 Domain來進行元數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。2.2.2.1. 實體名稱定義需明確邏借實體的中文名稱和英文乞稱，需建立必要的命需規(guī)范。2.2.23主鍵定義需明確定義各邏輯實體的主鍵和唯一索引。從之前各范式的目的和使用描述來看，泄義主鍵和唯一索引是必須的過程，否則談不 上進行第二、第三范式處理。盡量采用屬性或?qū)傩缘慕M合做為主鍵，至少為其指左唯一索引。物理設(shè)汁時，很據(jù)效率等齊方而要求進行

13、取舍，決左到底是用有業(yè)務(wù)含義的屬性做為 主鍵還是用無業(yè)務(wù)含義的序列號字段做主鍵。22.2.4.實體關(guān)系定義邏輯數(shù)拯模型中需明確各邏輯實體之間的關(guān)系。該工作是概念數(shù)據(jù)模型設(shè)汁工作的延 續(xù)，還是以業(yè)務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)實體間的關(guān)系為線索對關(guān)聯(lián)關(guān)系進行細化左義，而不是無原則 地亂去分析，或者從程序査詢角度分析，甚至僅從數(shù)據(jù)加工處理角度分析。該工作包括兩層含義：1) 定義邏輯實體之間的關(guān)聯(lián)類型明確定義各表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系：1-1、1-多，多多-多。假設(shè)存在孤立，亳無關(guān)聯(lián)的表，則需仔細分析其存在的必要性。2) 泄義邏輯實體之間的主外鍵對照關(guān)系具體進行物理設(shè)il時可斟酌是否真正以外鍵的范式實現(xiàn)，但此階段必須先處義，

14、否 則極易出現(xiàn)該關(guān)聯(lián)的字段數(shù)據(jù)類型不一致，至少會造成關(guān)聯(lián)查詢的問題。2.2.2.S.數(shù)據(jù)量估算分析各邏輯實體的存儲量和每日記錄增長量。2.2.2.G.索引定義設(shè)計邏輯實體的目的就是為了查詢，所以為提髙查詢效率，為邏輯實體指定索引是必須 的設(shè)計步驟。在此階段，可基于各表的使用特點為英指左索引，指左的索引如果是組合索引，需 明確其字段順序。由于索引的設(shè)置方法與最終物理數(shù)據(jù)庫的設(shè)訃方法有關(guān)，所以也可將索引左義的工 作移到物理設(shè)計時再進行。2.3. 物理數(shù)據(jù)模型(Physical Data Model)物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計是在邏輯數(shù)據(jù)模型設(shè)計的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體使用的物理數(shù)據(jù)庫平臺， 對物理實體的存儲特性進

15、行特別設(shè)計，同時包括對索引的優(yōu)化工作。物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計需進行的工作分別描述如下。2.3.1. 物理庫設(shè)計2.3.1.1. 數(shù)據(jù)庫Server設(shè)計數(shù)摒庫server的標(biāo)識。是獨立server還是共用server,是獨立instance還是共用instance0數(shù)據(jù)庫必須進行哪些特殊設(shè)琵需修改哪些數(shù)據(jù)庫級參數(shù)，哪些instance級參數(shù)，哪些 session級參數(shù)?？赡艿膮?shù)包括：査詢堆參數(shù)、共享內(nèi)存參數(shù)、優(yōu)化級別、鎖個數(shù)、buffer size、buffer number.等等。如果手工修改，需給岀操作手冊：如果程序修改，需提供程序。2.3.1.2. 表空間設(shè)計數(shù)據(jù)庫涉及哪些表空間(tables

16、pace/dbs),苴用途如何？每個表空間由哪些物理文件(Datafile/Chunk)組成？英大小，所屬用戶/用戶組，權(quán)限， 操作系統(tǒng)絕對路徑如何？系統(tǒng)默認臨時表空間為哪個？索引表空間應(yīng)該與數(shù)據(jù)表空間分別使用不同的硬盤。如何創(chuàng)建表空間，手工方式下需提供操作手冊：程序方式下需提供程序。2.3.1.3. 用戶及權(quán)限設(shè)計數(shù)據(jù)庫中設(shè)訃哪些用戶？其權(quán)限如何，密碼如何，密碼是否存在左期修改的要求？ 如何創(chuàng)建用戶，手工方式下需提供操作手冊；程序方式下需提供程序。2.3.2.物理表設(shè)計2.3.2.1.數(shù)據(jù)類型設(shè)計明確左義各物理實體屬性字段的數(shù)據(jù)類型，同類的數(shù)據(jù)類型可考慮在數(shù)據(jù)庫平臺中建立 必要的Domain

17、或別名，以進行統(tǒng)一。將數(shù)據(jù)類型固左在幾個有限的取值范國內(nèi)，避免隨便左義新的類型或新的精度。23.2.2.存儲設(shè)計設(shè)訃物理表存儲在哪個表空間內(nèi)。設(shè)汁物理表的初始化塊和后續(xù)塊大小。根據(jù)需要，對物理表進行分區(qū)設(shè)汁。根據(jù)修改動作的多少，為物理表設(shè)計適合的水位線(WaterMark),以減少存儲碎片的產(chǎn) 生。2.3.23.主外鍵設(shè)計泄義物理表的主鍵，若是組合主鍵，定義字段的先后順序。泄義表的外鍵。2.324.索引設(shè)計設(shè)計需要的索引，若是組合索引，泄義字段的先后順序。若設(shè)計了索引數(shù)據(jù)表空間，將索引左義到該空間內(nèi)。為提高查詢效率，可為單個表設(shè)計多個索引。2.3.2.5.生成建表語句物理設(shè)計完成，需生成建表語句。3. 數(shù)據(jù)模型設(shè)計相關(guān)工具軟件數(shù)據(jù)模型設(shè)計相關(guān)的工具軟件很多，選擇余地很大，但工具再強大，也需要人去用，工 具本身并不能幫助進行數(shù)據(jù)模型設(shè)計，甚至在方法不當(dāng)?shù)那闆r下還會起反作用。需明確工具的使用規(guī)范，以最終統(tǒng)一和提高產(chǎn)岀工件的標(biāo)準化和質(zhì)量。工具需要與文檔描述相結(jié)合。可充分使用工具軟件的文檔生成功能以生成必要的文檔， 并在此基礎(chǔ)上進行必要的修訂，以集中對設(shè)計進行說明。4. 數(shù)據(jù)模型設(shè)計的產(chǎn)出及規(guī)格要求4.1.概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計階段概念數(shù)拯模型設(shè)汁說明書：說明提取岀的實體，并解釋其含義。概念數(shù)據(jù)模型設(shè)計文件：著重說明實體間關(guān)系。建議以文字為主