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程序员应该知道的数据库设计

时间:2023-03-22 01:56:17 科技观察

对于很多应用系统来说,数据库结构是应用运行的基础,就像房子的地基一样。地基不牢,地动摇。应用程序建立后,改变数据库表结构会造成很多不必要的冗余工作量。但是很多开发团队很少关注这个过程,数据库和接口的设计也极其随意。甚至有一些高手认为,数据库和接口的改动是不可避免的,做一个项目就是做完了再试,不行再改。可以说方法论上有问题,就像修路一样。修、挖、挖、修,周而复始,来来回回,开发者和用户都苦不堪言。说了这么多,下面正式介绍一下数据库设计的整个过程。数据库设计的基本步骤包括以下几个方面:1.需求分析阶段需求分析是整个数据库设计的基础和核心。需求分析的结果能否准确反映用户的实际需求,将直接影响后续阶段的设计,影响设计结果是否合理、实用。在这个阶段,需要收集和分析用户对系统的信息需求和处理需求,以及未来可能存在的扩展功能,从而获得系统设计所必需的信息,并建立系统需求描述文档。在很多项目中,最大的问题是开发团队没有站在日常用户的角度考虑项目,不熟悉项目涉及的业务流程,完全按照用户的描述被动设计。然而,往往不懂技术的用户描述不完整,最终导致用户在尝试一个完整的项目后发现很多问题,导致工作量大幅增加。因此,在做一个项目之前,充分了解项目用户的业务流程,是对开发团队素质的重要考验。2.概念设计阶段概念设计是数据库设计的关键。在这个阶段,通过综合、归纳和抽象用户需求,形成独立于具体DBMS的概念模型,并用E-R图表示。概念模型,又称信息模型,用于对信息世界进行建模,实现从现实世界到信息世界的第一级抽象。信息世界涉及的主要概念有:1.实体:现实世界中可以相互区分的事物或概念,比如一个学生2.实体集:同类型实体的集合,比如所有students3、属性(Attribute):实体的特征,如学名、性别4、code/key(键):唯一标识实体的属性集,如学生的学号5、Relationship:关系实体集之间的对应关系,比如一个老师教多个学生,多个学生上多门课程概念模型最常用的表示方法是P.P.S提出的实体-关系(Entity-Relationship)模型。Chen于1976年,简称E-R模型或E-R图31.逻辑结构设计阶段在这个阶段,在概念模型的基础上,根据转换规则推导出一个DBMS支持的逻辑数据库模型,例如目前最常用的关系型数据库。该模型应满足数据库访问、一致性和操作等用户需求,并在一定程度上优化这些模型。例如,一对一的E-R模型可以创建单个表。比如一个班级和班主任是一对一的关系,那么只需要一张表。对于一对多关系,需要两个表。比如一个班级给一个学生,班级需要设置为一张表,班级号作为学生表的外键。对于多对多的关系,需要设计三张表。比如学生和课程,需要学生、课程、学生选择的课程三张表来体现三者的关系。4.在物理结构设计阶段,为逻辑数据模型选择最适合应用环境的物理结构,利用确定的逻辑结构结果和DBMS提供的方法和技术,设计出高效的和可实现的数据库结构。但一般来说,在关系型数据库中,数据访问对用户是透明的,所以在物理设计上的考虑会相对较少。特别是现在有了SpringDataJpa这样的持久层框架,开发者可以把精力放在实体之间的关系上。5、数据库实施阶段根据逻辑设计和物理设计的结果建立数据库,编写调试应用程序,将数据录入数据库,同时进行数据库系统的试运行。以上就是数据库设计的几个重要步骤。在实际操作中,最重要的是正确划分实体与实体之间的对应关系,这也是优秀开发者与普通开发者最大的区别之一。往往优秀的开发人员能够看穿一个项目之间存在的实体以及实体之间的对应关系,从而快速方便地确定项目的数据库基础。普通或者低级的开发者很可能把实体关系搞乱,最后在实际应用中发现表设计存在重大缺陷,最后不得不花费大量的工作来解决这个问题。就像在地心说时代,天文学家利用本轮均轮和等齿轮啮合模拟的方法推导出太阳、月亮和行星的轨道。当初只有地球、太阳、月亮的时候,拟合还好,但随着多颗行星的发现,在哥白尼时代,需要模拟成百上千个齿轮,让人苦不堪言。但是,如果改为以太阳为中心,那么一切都会清爽直观。数据库设计也是如此。如果不理顺实体之间的关系,将严重影响项目的开发质量。读者,您是否曾被设计不当的实体关系数据库结构所欺骗?如果你被骗了,欢迎说出你的故事。