目錄

一、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則

二、表設(shè)計(jì)原則

三、其他設(shè)計(jì)規(guī)范

四、最佳實(shí)踐

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（Database Design）是指對(duì)于一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用系統(tǒng)，使之能夠有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求（信息要求和處理要求）。以下是一些關(guān)鍵的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范：

一、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的原則

1. 數(shù)據(jù)獨(dú)立性：數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序相互獨(dú)立，改變數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)或訪問(wèn)方法不影響應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)獨(dú)立性分為邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性和物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性。邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性指數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變不影響應(yīng)用程序，物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性指數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)介質(zhì)上的變化不影響數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性的方法包括使用抽象層次、數(shù)據(jù)模型和視圖。
2. 數(shù)據(jù)完整性：數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。它包括實(shí)體完整性、參照完整性和域完整性。實(shí)體完整性要求每個(gè)表中的每一行都必須是唯一的，通常通過(guò)主鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。參照完整性要求外鍵值必須在參考表中存在，以確保數(shù)據(jù)的一致性。域完整性確保每列的數(shù)據(jù)類型、格式和范圍的一致性。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的方法有使用約束（如主鍵、外鍵、唯一性約束）、觸發(fā)器和存儲(chǔ)過(guò)程。
3. 數(shù)據(jù)一致性：多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)和修改數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，數(shù)據(jù)保持一致的狀態(tài)。數(shù)據(jù)一致性通常通過(guò)事務(wù)管理來(lái)實(shí)現(xiàn)。事務(wù)是一個(gè)邏輯操作單元，包含一個(gè)或多個(gè)SQL語(yǔ)句，具有原子性、一致性、隔離性和持久性（ACID屬性）。
4. 數(shù)據(jù)冗余最小化：在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中盡量減少數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ)。過(guò)多的冗余數(shù)據(jù)不僅浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，還容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。減少數(shù)據(jù)冗余的方法有規(guī)范化和數(shù)據(jù)庫(kù)分區(qū)。
5. 數(shù)據(jù)安全性：通過(guò)身份驗(yàn)證、訪問(wèn)控制和數(shù)據(jù)加密等方法保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露和篡改。
6. 性能優(yōu)化：提高數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)速度和處理能力。常見(jiàn)的性能優(yōu)化方法有索引優(yōu)化、查詢優(yōu)化和存儲(chǔ)優(yōu)化。

二、表設(shè)計(jì)原則

1. 規(guī)范化與反規(guī)范化：

   • 規(guī)范化：優(yōu)點(diǎn)是減少了數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約了存儲(chǔ)空間，相應(yīng)邏輯和物理的I/O次數(shù)減少，同時(shí)加快了增、刪、改的速度。但是一個(gè)完全規(guī)范化的設(shè)計(jì)并不總能生成最優(yōu)的性能，因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢通常需要更多的連接操作，從而影響到查詢的速度，而且范式越高性能就會(huì)越差。
   • 反規(guī)范化：為了提高某些查詢或應(yīng)用的性能，可以破壞規(guī)范規(guī)則。數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)按兩種類別進(jìn)行組織，即頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)和頻繁修改的數(shù)據(jù)。對(duì)于頻繁訪問(wèn)但是不頻繁修改的數(shù)據(jù)，內(nèi)部設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)物理不規(guī)范化。對(duì)于頻繁修改但并不頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，內(nèi)部設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)物理規(guī)范化。

2. 數(shù)據(jù)表分類：

   • 基本數(shù)據(jù)表：描述業(yè)務(wù)實(shí)體的基本信息，如人員基本信息、單位基本信息等。
   • 標(biāo)準(zhǔn)編碼表：描述屬性的列表值，如職稱、民族、狀態(tài)等。
   • 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表：記錄業(yè)務(wù)發(fā)生的過(guò)程和結(jié)果，如人員調(diào)動(dòng)登記、變更通知單等。
   • 系統(tǒng)信息表：存放與系統(tǒng)操作、業(yè)務(wù)控制有關(guān)的參數(shù)，如用戶信息、權(quán)限、用戶配置信息等。
   • 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表：存放業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)值，如通知單統(tǒng)計(jì)、人員類別統(tǒng)計(jì)等。
   • 臨時(shí)處理表：存放業(yè)務(wù)處理過(guò)程中的中間結(jié)果。
   • 其他類型表：存放應(yīng)用層的日志、消息記錄等。

3. 字段設(shè)計(jì)：

   • 應(yīng)該使用能正確存儲(chǔ)和表示數(shù)據(jù)的最小類型。如果不確定需要什么數(shù)據(jù)類型，則選擇不會(huì)超出范圍的最小類型。
   • 選擇更簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類型，例如比較整數(shù)的代價(jià)小于比較字符，因?yàn)樽址团判蛞?guī)則使字符比較更復(fù)雜。
   • 盡可能把字段定義為NOT NULL。對(duì)于字段能否為NULL，應(yīng)該在SQL建表腳本中明確指明，不應(yīng)使用缺省。
   • 一個(gè)表中的字段不要太多，理論上不要超過(guò)80個(gè)。
   • 數(shù)據(jù)庫(kù)中所有布爾型中數(shù)值0表示為假，數(shù)值1表示為真。
   • 當(dāng)字段定義為字符串類型時(shí)使用VARCHAR2而不用NVARCHAR。
   • 字段盡可能有默認(rèn)值，字符型的默認(rèn)值為一個(gè)空字符值串，數(shù)字型的默認(rèn)值為數(shù)值0。

4. 鍵和索引設(shè)計(jì)：

   • 為關(guān)聯(lián)字段創(chuàng)建外鍵。
   • 所有的鍵都必須唯一。
   • 盡可能避免使用復(fù)合鍵。
   • 外鍵總是關(guān)聯(lián)唯一的鍵字段。
   • 盡可能使用系統(tǒng)生成（如序列SEQUENCE產(chǎn)生）的主鍵。
   • 可選鍵有時(shí)可做主鍵。
   • 一個(gè)表中組合主鍵的字段個(gè)數(shù)盡可能少。
   • 如果一列出現(xiàn)在表達(dá)式或函數(shù)中，不會(huì)使用該列上的索引。
   • 要索引外鍵。
   • 對(duì)于索引選擇性高的列使用B-Tree索引。
   • 對(duì)于索引選擇性低的列使用位圖索引。
   • HASH索引只適用于相等比較。
   • 不要索引大型字段（有很多字符的字段）。
   • 不要索引常用的小型表。如無(wú)特別需要，避免使用大字段（BLOB、CLOB、LONG等）。如使用時(shí)必須使用BLOB或CLOB類型。

三、其他設(shè)計(jì)規(guī)范

1. 采用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性：這不但包括通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)的完整性，而且還包括數(shù)據(jù)的功能性。在寫數(shù)據(jù)的時(shí)候還可以增加觸發(fā)器來(lái)保證數(shù)據(jù)的正確性。不要依賴于應(yīng)用程序保證數(shù)據(jù)完整性，它不能保證表之間（外鍵）的完整性。每個(gè)表要求有主鍵，主鍵字段或組合字段必須滿足非空屬性和唯一性要求。

2. 視圖設(shè)計(jì)：為了在數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序之間提供另一層抽象，可以為應(yīng)用程序建立專門的視圖而不必非要應(yīng)用程序直接訪問(wèn)表。這樣做還在處理數(shù)據(jù)庫(kù)變更時(shí)提供了更多的自由。

   • 為簡(jiǎn)化查詢，將復(fù)雜的檢索或子查詢通過(guò)視圖實(shí)現(xiàn)。
   • 提高數(shù)據(jù)的安全性，只將需要查看的數(shù)據(jù)信息顯示給權(quán)限有限的人員。
   • 視圖中如果嵌套使用視圖，級(jí)數(shù)不要超過(guò)3級(jí)。
   • 對(duì)于數(shù)據(jù)量較大或隨時(shí)間的推移逐漸增多的表，不宜使用視圖，可以采用實(shí)體化視圖代替。
   • 除特殊需要，避免類似“SELECT * FROM [TableName]”而沒(méi)有檢索條件的視圖。
   • 視圖中盡量避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)排序的SQL語(yǔ)句。

3. 命名規(guī)范：

   • 所有命名采用26個(gè)英文大小寫字母和0~9這十個(gè)自然數(shù)，加上下劃線_組成，不能出現(xiàn)其他字符（注釋除外）。
   • 長(zhǎng)度不超過(guò)30個(gè)字符。
   • 實(shí)際名字盡量描述實(shí)體的內(nèi)容，由英文單詞、單詞組合或單詞縮寫組成，不以數(shù)字和_開(kāi)頭。
   • 命名中禁止使用SQL關(guān)鍵字。
   • 對(duì)象名盡量短。表以單數(shù)形式名詞或名詞短語(yǔ)命名。如果表名僅有一個(gè)單詞，那么建議不使用縮寫，而是用完整的單詞。數(shù)據(jù)表t_inf_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<表標(biāo)識(shí)>，編碼表t_cod_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<表標(biāo)識(shí)>，系統(tǒng)表t_sys_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<表標(biāo)識(shí)>，統(tǒng)計(jì)表t_sta_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<表標(biāo)識(shí)>，臨時(shí)表t_tmp_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<表標(biāo)識(shí)>，日志表t_log_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<表標(biāo)識(shí)>。
   • 采用有意義的字段名，應(yīng)該是易于理解、能表達(dá)字段功能的英文單詞或單詞縮寫，一般不超過(guò)三個(gè)英文單詞。
   • 系統(tǒng)中所有屬于內(nèi)碼的字段（僅用于表示唯一性和程序內(nèi)部用到的標(biāo)識(shí)性字段），名稱取為ID。
   • 系統(tǒng)中屬于業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的編號(hào)的字段，其代表一定的業(yè)務(wù)信息，這樣的字段建議命名為CODE，其數(shù)據(jù)類型為VARCHAR，該字段需加唯一索引。
   • 不要在列的名稱中包含數(shù)據(jù)類型。主鍵PK_<表名>，外鍵FK_<表名>_<主表名>_<外鍵字段名>。如果復(fù)合索引的構(gòu)成字段較多，則只包含第一個(gè)字段，并添加序號(hào)。視圖V_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<視圖標(biāo)識(shí)>，存儲(chǔ)過(guò)程SP_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<存儲(chǔ)過(guò)程標(biāo)識(shí)>，函數(shù)F_<系統(tǒng)標(biāo)識(shí)>_<函數(shù)標(biāo)識(shí)>，觸發(fā)器TR_<表名>_<i、u、d的任意組合>，用戶定義數(shù)據(jù)類型UD_<自定義數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)>，序列SEQ_<序列標(biāo)識(shí)>，局部變量L_<變量標(biāo)識(shí)>，全局變量G_<變量標(biāo)識(shí)>，游標(biāo)變量L_CUR_<變量標(biāo)識(shí)>或G_CUR_<變量標(biāo)識(shí)>，存儲(chǔ)過(guò)程或函數(shù)定義中的參數(shù)（IN型參數(shù)P_<參數(shù)標(biāo)識(shí)>，OUT型參數(shù)R_<參數(shù)標(biāo)識(shí)>，函數(shù)返回值R_<變量標(biāo)識(shí)>）。

4. 安全性設(shè)計(jì)：在生產(chǎn)環(huán)境中，必須嚴(yán)格管理SYS和SYSTEM用戶，必須修改其默認(rèn)密碼，禁止用該用戶建立應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象。刪除或鎖定SCOTT等默認(rèn)安裝但不使用的用戶。

四、最佳實(shí)踐

1. 考量所有相關(guān)利益者：在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)之前，先去收集信息，了解他們對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的期望以及對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作熟練度。這樣就能得出數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)采用的技術(shù)水平，以及是否要就數(shù)據(jù)庫(kù)的功能來(lái)訓(xùn)練用戶。
2. 選擇正確的數(shù)據(jù)庫(kù)類型：數(shù)據(jù)庫(kù)有多種類型，選擇正確類型則是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。可以將數(shù)據(jù)庫(kù)以兩種方式分類，一是基于數(shù)據(jù)庫(kù)用以定義和操作數(shù)據(jù)的查詢語(yǔ)言，二是基于數(shù)據(jù)模型。研究數(shù)據(jù)庫(kù)的不同類型，并針對(duì)應(yīng)用需求作出選擇，是必要的初始步驟。
3. 文檔化：文檔化對(duì)于良好的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，可以追蹤所有的小細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)附有指示說(shuō)明、ER圖、存儲(chǔ)過(guò)程及所有其他相關(guān)的信息。文檔還應(yīng)當(dāng)為編程者和終端用戶提供足夠信息量，確保他們能夠理解并使用。
4. 考慮隱私和安全性：為了獲得最大程度的安全性，應(yīng)當(dāng)對(duì)密碼加密，使用身份驗(yàn)證來(lái)限制數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，