数据库设计规范
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概述目的
软件研发数据库设计规范作为数据库设计的操作规范,详细描述了数据库设计过程及结果,用于指导系统设计人员正确理解和开展数据库设计。
适用范围
术语定义
DBMS:数据库管理系统,常用的商业DBMS有Oracle, SQL Server, DB2等。
数据库设计:数据库设计是在给定的应用场景下,构造适用的数据库模式,建立数据库及其应用系统,有效存储数据,满足用户信息要求和处理要求。
概念数据模型:概念数据模型以实体-关系(Entity-RelationShip,简称E-R)理论为基础,并对这一理论进行了扩充。它从用户的观点出发对信息进行建模,主要用于数据库概念级别的设计,独立于机器和各DBMS产品。可以用Sybase PowerDesigner工具来建立概念数据模型(CDM)。
逻辑数据模型:将概念数据模型转换成具体的数据库产品支持的数据模型,如关系模型,形成数据库逻辑模式。可以用Sybase PowerDesigner工具直接建立逻辑数据模型(LDM),
或者通过CDM转换得到。
物理数据模型:在逻辑数据模型基础上,根据DBMS特点和处理的需要,进行物理存储安排,设计索引,形成数据库内模式。可以用Sybase PowerDesigner工具直接建立物理数据模型(PDM),或者通过CDM / LDM转换得到。
数据库设计原则
按阶段实施并形成该阶段的成果物
一般符合3NF范式要求;兼顾规范与效率
使用公司规定的数据库设计软件工具
命名符合公司标准和项目标准
数据库设计目标
规范性:一般符合3NF范式要求,减少冗余数据。
高效率:兼顾规范与效率,适当进行反范式化,满足应用系统的性能要求。
紧凑性:例如能用char(10)的就不要用char(20),提高存储的利用率和系统性能,但同时也要兼顾扩展性和可移植性。
易用性:数据库设计清晰易用,用户和开发人员均能容易地理解。
设计过程规范
数据库设计过程包括如下阶段:数据分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实施与运行维护。如下图:
数据分析阶段
在数据分析阶段(一般在项目的需求分析或者系统设计阶段进行),应注意搜集和分析数据相关的内容,并形成相关成果物,包括数据流图和数据字典等,以此作为数据库设计的基础和依据。数据流图从数据传递和加工的角度,以图形的方式刻画数据流从输入到输出的移动变换过程。数据字典则对数据流图中的各种成分进行详细说明,作为数据流图的细节补充。数据字典一般应包括对数据项,数据结构、数据存储和数据处理的说明。
数据流图示例:
数据字典示例:
1. 数据项条目
数据项编号:D01-001
数据项名称:凭证编号
别名:凭证流水号
符号名:PZBH
数据类型:数值型
长度:4
取值范围:1~9999
其余略。
2. 数据结构条目
数据结构编号:DS01-003
数据结构名称:会计分录
别名:分录
简述:记帐凭证的基本组成成分
组成:科目代码+借贷方向+金额
其余略。
3. 数据存储条目
数据存储编号:F01
数据存储名称:记账凭证
来源:由凭证处理产生
组成:凭证日期+凭证类别+凭证编号+附件张数+
{会计分录}+制证+主管+审核
概念设计阶段
1.1.1目的
在数据分析的基础上,使用E-R模型技术,将现实世界中的客观对象抽象为实体和关系,形成概念数据模型(CDM)。CDM 可以从更高层次地理解系统、以及技术人员可用于和用户交流,和用户达成共识,所以必须完成这一阶段的工作。
CDM示例:
1.1.2方法和过程
使用Sybase PowerDesigner来编写CDM文档。
1、小型系统的设计
可采取集中式模式设计法。根据需求由一个统一机构或人员设计一个综合的全局模式,形成模型的单一视图。它强调统一与一致,因此适合于小型或并不复杂的系统。
2、大型系统的设计
可采取视图集成法(局部-集成方法)。将一个单位分解成若干个局部应用,先对每个局部作局部模式设计,建立各个部分的视图即分E-R图,然后以各视图为基础进行集成。集成过程需对视图作修正,然后合并成全局概念模式,这种方法能较好地反映需求,适用于大型系统的设计。
逻辑设计阶段
1.1.3目的
将E-R模型转换DBMS支持的数据模型,包括关系模型、网状模型、层次模型、对象模型等等。常用的DBMS是关系数据库,因此要转换为关系模型。
1.1.4方法和过程
可以用Sybase PowerDesigner直接将CDM转换为LDM。
从理论上来说,转换过程一般有7个步骤:
转换强实体
转换弱实体
转换1:1关系
转换1:N关系
转换M:N关系
转换多值属性(Multi-Valued Attribute)
转换n元关系(n-ary Relation)
E-R模型和关系模型的映射如下:
E-R模型关系模型
实体类型关系
1:1或1:N关系类型外键
M:N关系类型两个外键
n元关系类型n个外键
简单属性属性
复合属性简单属性的集合
多值属性关系和外键
关键属性主键/唯一键
物理设计阶段
1.1.5目的
基于给定的DBMS建立面向计算机物理表示的模型,描述了数据在储存介质上的组织结构,它不但与具体的DBMS有关,而且还与操作系统和硬件有关。
1.1.6方法和过程
可以用Sybase PowerDesigner直接将CDM/LDM转换为PDM。对于关系模型来说,进行物理数据库设计主要包括: 使用逻辑模型建立一系列的表(如果在CDM和LDM中使用中文,应在转换后使用英文);
使用索引以提升性能;
实施约束和安全限制;
对数据进行分区和分布式处理等。
概念数据模型规范
设计原则