DBMS 教程中的数据库设计：学习数据建模
马库斯·艾伦
什么是数据库设计？
数据库设计是一系列流程的集合，旨在促进企业数据管理系统的设计、开发、实施和维护。设计良好的数据库易于维护，能够提高数据一致性，并且在磁盘存储空间方面具有成本效益。数据库设计者决定数据元素之间的关联方式以及需要存储哪些数据。
数据库管理系统中数据库设计的主要目标是生成所提出的数据库系统的逻辑和物理设计模型。
逻辑模型专注于数据需求和要存储的数据，而不考虑物理因素。它不关心数据将如何存储或物理存储在何处。
物理数据设计模型涉及使用硬件资源和软件系统（例如数据库管理系统 (DBMS)）将数据库的逻辑设计转换到物理介质上。
为什么数据库设计很重要？
它有助于构建以下数据库系统：
- 满足用户需求
- 具有高性能
在数据库管理系统中，数据库设计过程对于构建高性能数据库系统至关重要。
注意，数据库的精妙之处在于其设计。使用 SQL 进行数据操作相对简单。
数据库设计类型：概念模型、逻辑模型和物理模型
在数据库管理系统（DBMS）中，数据库设计通常分为三个数据模型层级，每个层级都随着设计从构思到实现而增加更多细节。理解这些层级有助于明确上述逻辑模型和物理模型在整个流程中的位置。
- 概念数据模型 – 这是一张概括性的主要实体及其相互关系的高级映射图。它捕捉了业务所需的数据，但并未列出属性、键或任何数据库管理系统细节，因此它独立于软件和硬件。
- 逻辑数据模型 – 对定义每个实体的属性、数据类型和键的概念模型进行改进。它应用规范化来消除冗余，但保持独立于任何特定的数据库引擎。
- 物理数据模型 – 数据库管理系统（DBMS）特有的逻辑模型实现，定义了表、列、索引和约束。性能、存储和访问模式指导着这一层面的决策。
从概念到逻辑再到物理，按顺序逐层进行设计，可以保持设计条理清晰，并减少后期代价高昂的返工。
数据库开发生命周期
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数据库开发生命周期包含多个阶段，这些阶段在开发过程中会依次进行。ping 数据库系统。
开发生命周期中的各个步骤不一定必须严格按照顺序进行。
在小型数据库系统上，数据库设计过程通常非常简单，不涉及很多步骤。
为了充分理解上图，让我们看一下每个步骤中列出的各个组成部分，以便对设计过程有一个概览。 DBMS.
需求分析
- 计划 数据库设计的这一阶段主要关注整个数据库开发生命周期的规划，并充分考虑组织的信息系统战略。
- 系统定义 – 此阶段定义了拟议数据库系统的范围和边界。
数据库设计
- 逻辑模型 – 此阶段主要关注开发ping 基于需求的数据库模型。整个设计仅停留在纸面上，没有任何物理实现或针对特定数据库管理系统的考虑。
- 物理模型 – 此阶段实现数据库的逻辑模型，同时考虑数据库管理系统和物理实现因素。
技术实施
- 数据转换与加载 – 关系数据库设计的这一阶段主要涉及将数据从旧系统导入并转换到新数据库中。
- 测试与验证 此阶段主要关注新实施系统中的错误识别。它会将数据库与需求规范进行比对。
两种数据库技术
- 正常化
- ER 建模
让我们逐一研究它们。
数据库设计最佳实践
随着需求的增长，应用一些成熟的最佳实践可以保持数据库设计的高效性、一致性和易于维护性。
- 首先明确目的 – 在创建任何表之前，先收集明确的需求并确定每个实体和关系。
- 规范化以减少冗余 – 整理相关数据，使每个事实只存储一次，这样可以防止更新异常，并保持数据库的一致性。
- 使用稳定的主键 – 给每个表一个永不改变的主键，例如自增整数，而不是像电子邮件地址这样的业务值。
- 强制执行与外键的关系 – 定义外键以保护相关表之间的引用完整性。
- 采用一致的命名方式 – 选择一种命名约定，例如 snake_case，并将其应用于每个表、列和键。
- 增长与安全规划 – 为频繁查询添加索引，并在设计初期考虑可扩展性和访问控制。
从一开始就遵循这些指导原则，可以减少数据库投入生产后代价高昂的重组。
