關系資料庫設計

① 好友關系資料庫怎麼設計的

好友關系是雙向的：user1 > user2與 user2 > user1是重復的。目前業務很簡單就是好友關系。預想4個欄位解決：id(自增)to_user(添加用戶)
form_user(被添加用戶)relation(用戶關系)0:好友 1:拉黑但是還是想來問問看，想多了解一下相關的思路。

② 請大夥給我解釋一下資料庫設計的基本原則！

資料庫設計的三範式所謂範式，是關系型資料庫關系模式規范化的標准，從規范化的寬松到嚴格，分別為不同的範式，通常使用的有第一範式、第二範式、第三範式及BC範式等。範式是建立在函數依賴基礎上的。

函數依賴

定義：設有關系模式R(U)，X和Y是屬性集U的子集，函數依賴是形為X→Y的一個命題，對任意R中兩個元組t和s，都有t[X]=s[X]蘊涵t[Y]=s[Y]，那麼FD X→Y在關系模式R(U)中成立。X→Y讀作『X函數決定Y』，或『Y函數依賴於X』。通俗的講，如果一個表中某一個欄位Y的值是由另外一個欄位或一組欄位X的值來確定的，就稱為Y函數依賴於X。函數依賴應該是通過理解數據項和企業的規則來決定的，根據表的內容得出的函數依賴可能是不正確的。

第一範式（1NF）

定義：如果關系模式R的每個關系r的屬性都是不可分的數據項，那麼就稱R是第一範式的模式。
簡單的說，每一個屬性都是原子項，不可分割。1NF是關系模式應具備的最起碼的條件，如果資料庫設計不能滿足第一範式，就不稱為關系型資料庫。關系資料庫設計研究的關系規范化是在1NF之上進行的。

第二範式（2NF）

定義：如果關系模式R是1NF，且每個非主屬性完全函數依賴於候選鍵，那麼就稱R是第二範式。
簡單的說，第二範式要滿足以下的條件：首先要滿足第一範式，其次每個非主屬性要完全函數依賴與候選鍵，或者是主鍵。也就是說，每個非主屬性是由整個主鍵函數決定的，而不能由主鍵的一部分來決定。舉個例子：
有股票日行情表的主鍵是股 票代碼和交易日期組成。非主屬性中有收盤價和成交量等，都是由主鍵，即股票代碼和交易日期函數決定的，單獨的股票代碼或者交易日期都不能函數決定這些非主 屬性。如果這個表中有非主屬性股票簡稱，則股票簡稱是可以由股票代碼來函數決定的，這樣股票簡稱這個非主屬性就不是完全函數依賴於候選鍵，這樣的設計就不 滿足第二範式。

第三範式（3NF）
定義：如果關系模式R是2NF，且關系模式R（U，F）中的所有非主屬性對任何候選關鍵字都不存在傳遞依賴，則稱關系R是屬於第三範式。
簡單的說，第三範式要滿足以下的條件：首先要滿足第二範式，其次非主屬性之間不存在函數依賴。由於滿足了第二範式，表示每個非主屬性都函數依賴於主鍵。如果非主屬性之間存在了函數依賴，就會存在傳遞依賴，這樣就不滿足第三範式。
舉 個例子：在股票基本情況表中，主鍵是股票代碼，有非主屬性所屬一級行業和所屬二級行業。根據業務規則，所屬二級行業能夠函數決定所屬一級行業，這就表示存 在這樣一種關系：股票代碼函數決定所屬二級行業，所屬二級行業函數決定所屬一級行業，這就形成了傳遞依賴，這樣的設計就不符合第三範式。不過在實際運用 中，為查詢和使用的方便，有時也會違反第三範式。如上例，如果沒有所屬一級行業的屬性，需要查詢所屬一級行業的相關股票，需要查詢時使用函數來從二級行業 中函數生成所屬一級行業，使用性能上會受影響。所以通常會加上所屬一級行業的屬性。

BC範式（BCNF）

BC範式是第三範式的增強版，不過也有人說是直接從1NF發展過來的，即每個屬性，包括主屬性或非主屬性，都完全依賴於候選鍵，並且不存在傳遞依賴情況。

③ 在關系資料庫設計理論中,起核心作用的是什麼

資料庫 data base 為滿足某一部門中多個用戶多種應用的需要，按照一定的數據模型在計算機系統中組織、存儲和使用的互相聯系的數據集合。 帶有資料庫的計算機系統，除具備一般的硬體、軟體外，必須有用以存儲大量數據的直接存取存儲設備、管理並控制資料庫的軟體——資料庫管理系統(DBMS)、管理資料庫的人員——資料庫管理員 (DBA)。這樣的數據、硬體、軟體和管理人員的總體構成資料庫系統。資料庫僅是資料庫系統的一個組成部分。 資料庫系統的功能和特徵 資料庫系統由文卷系統發展而來。與文卷系統相比，這種系統具有數據、體系和控制三個方面的主要特徵。 數據特徵 在文卷系統中雖然程序與數據之間可用存取方法進行轉換,但文卷還是與應用程序對應的,即數據仍面向應用。每一應用各自建立自己的一組文卷。不同的應用若涉及相同的數據，則這些數據分別納入各自的文卷之中。文卷的各種記錄之間沒有建立聯系，因而數據冗餘度大。增加新的應用，必須同時增加新的文卷。因此，文卷系統中的文卷是無結構的、不易擴充的信息集合。資料庫則不僅描述數據本身，而且描述數據之間的聯系。它的數據結構反映了某一部門的整體信息結構，數據冗餘度小、易於擴充新的應用，因而是面向數據總體結構的信息集合，可為多個用戶共享。 體系特徵 一切數據都有邏輯和物理兩個側面。在資料庫系統中，數據邏輯結構的描述稱為邏輯模式。邏輯模式又分為描述全局邏輯結構的全局模式(簡稱模式)和描述某些應用所涉及的局部邏輯結構的子模式。數據物理結構的描述稱為存儲模式。這兩種模式總稱為資料庫模式。 資料庫系統中，用戶根據子模式編製程序。子模式與模式模式與存儲模式之間有軟體進行映射。因此,程序與數據之間具有兩級獨立性：物理獨立性和邏輯獨立性。數據的存儲模式改變，而模式可以不改變，因而不必改寫應用程序,這稱為物理獨立性。模式改變時,子模式可能不改變，也就不必改寫應用程序，這稱為邏輯獨立性。由於資料庫系統具備比較高的程序與數據的獨立性，可以使程序員在編制應用程序時集中精力考慮演算法邏輯，不必過問物理細節，而且可以大大減少應用程序維護的工作量。 控制特徵 資料庫數據數量龐大，結構復雜，又為多個用戶所共享。因此，必須由資料庫管理系統在定義、建立、運行以及維護時進行統一管理和控制，以保證資料庫數據的安全性、完整性和並發操作的一致性。此外，還必須有資料庫管理員專門負責對資料庫的管理、控制監督和改進。 由於資料庫系統具有上述特徵，它的出現使信息系統的研製從圍繞加工數據的程序為中心，轉變到圍繞共享的資料庫來進行。這便於數據的集中管理，有利於應用程序的研製和維護。數據減少了冗餘度和提高了相容性，從而提高了作出決策的相容性。因此，大型復雜的信息系統大多以資料庫為核心，資料庫系統在計算機應用中起著越來越重要的作用。 研究課題 資料庫研究的課題，主要涉及三個領域。 資料庫管理系統軟體的研製 DBMS是資料庫系統的基礎。研製DBMS的基本目標，是擴大功能，提高性能和可用性，從而提高用戶的生產率。70年代以來，研製的重點是探索關系資料庫管理系統的設計，內容包括關系數據語言、查詢優化、並發控制和系統性能等。另一類課題是對DBMS標准化的研究，即研究一個統一的DBMS體系結構的規范。 資料庫設計 這是在計算機系統具有的資料庫管理系統的基礎上，按照應用要求以及計算機系統所提供的數據模型和功能，設計一個結構良好、使用方便、效率較高的，以資料庫為核心的應用信息系統。這一領域主要的研究課題，是資料庫設計方法學和設計工具的探索。例如，運用軟體工程的方法和工具指導資料庫設計；研究資料庫設計各個階段中完備的方法和工具；以關系資料庫的規范化理論為指南進行資料庫邏輯設計等。 資料庫理論 主要研究關系資料庫理論。關系資料庫理論研究的意義，一方面在於它為資料庫學科奠定了理論基礎;另一方面它為資料庫設計提供了判別標准,從而成為資料庫設計的有力指南。研究的主要內容是關系的規范化理論。關系規范化理論已應用於資料庫設計的各個階段。 發展 資料庫技術是計算機科學中發展最快的領域之一，新的領域越來越多。 分布式資料庫系統 隨著70年代後期分布計算機系統的發展，相應地研究成功分布式資料庫系統。分布式資料庫系統是一個在邏輯上完整，而在物理上分散在若乾颱互相連接的結點機上的資料庫系統。它既具有分布性又具有資料庫

④ 多層從屬關系資料庫如何設計

在實際開發過程中，經常存在多個層級結構的設計，而且多個層級結構還需要排序。
這里通過將多級結構的數據在同一張表中（無需多張表進行關聯），並通過level的巧妙設計來實現單表查詢。

⑤ 如何進行資料庫的設計

資料庫設計(Database Design)是指對於一個給定的應用環境，構造最優的資料庫模式，建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）。

在資料庫領域內，常常把使用資料庫的各類系統統稱為資料庫應用系統。

一、資料庫和信息系統
(1)資料庫是信息系統的核心和基礎，把信息系統中大量的數據按一定的模型組織起來，提供存儲、維護、檢索數據的
功能，使信息系統可以方便、及時、准確地從資料庫中獲得所需的信息。
(2)資料庫是信息系統的各個部分能否緊密地結合在一起以及如何結合的關鍵所在。
(3)資料庫設計是信息系統開發和建設的重要組成部分。
(4)資料庫設計人員應該具備的技術和知識：
資料庫的基本知識和資料庫設計技術
計算機科學的基礎知識和程序設計的方法和技巧
軟體工程的原理和方法
應用領域的知識

二、資料庫設計的特點
資料庫建設是硬體、軟體和干件的結合
三分技術，七分管理，十二分基礎數據
技術與管理的界面稱之為「干件」
資料庫設計應該與應用系統設計相結合
結構（數據）設計：設計資料庫框架或資料庫結構
行為（處理）設計：設計應用程序、事務處理等
結構和行為分離的設計
傳統的軟體工程忽視對應用中數據語義的分析和抽象，只要有可能就盡量推遲數據結構設計的決策早期的資料庫設計致力於數據模型和建模方法研究，忽視了對行為的設計
如圖：

三、資料庫設計方法簡述
手工試湊法
設計質量與設計人員的經驗和水平有直接關系
缺乏科學理論和工程方法的支持，工程的質量難以保證
資料庫運行一段時間後常常又不同程度地發現各種問題，增加了維護代價
規范設計法
手工設計方
基本思想
過程迭代和逐步求精
規范設計法(續)
典型方法：
(1)新奧爾良（New Orleans）方法：將資料庫設計分為四個階段
S.B.Yao方法：將資料庫設計分為五個步驟
I.R.Palmer方法：把資料庫設計當成一步接一步的過程
(2)計算機輔助設計
ORACLE Designer 2000
SYBASE PowerDesigner

四、資料庫設計的基本步驟
資料庫設計的過程(六個階段)
1.需求分析階段
准確了解與分析用戶需求（包括數據與處理）
是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗費時間的一步
2.概念結構設計階段
是整個資料庫設計的關鍵
通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念模型
3.邏輯結構設計階段
將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型
對其進行優化
4.資料庫物理設計階段
為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）
5.資料庫實施階段
運用DBMS提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果
建立資料庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行
6.資料庫運行和維護階段
資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行。
在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價、調整與修改
設計特點:
在設計過程中把資料庫的設計和對資料庫中數據處理的設計緊密結合起來將這兩個方面的需求分析、抽象、設計、實現在各個階段同時進行，相互參照，相互補充，以完善兩方面的設計

設計過程各個階段的設計描述：
如圖：

五、資料庫各級模式的形成過程
1.需求分析階段：綜合各個用戶的應用需求
2.概念設計階段：形成獨立於機器特點，獨立於各個DBMS產品的概念模式(E-R圖)
3.邏輯設計階段：首先將E-R圖轉換成具體的資料庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成資料庫邏輯模式；然後根據用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎上再建立必要的視圖(View)，形成數據的外模式
4.物理設計階段：根據DBMS特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成資料庫內模式

六、資料庫設計技巧

1. 設計資料庫之前（需求分析階段）
1) 理解客戶需求，詢問用戶如何看待未來需求變化。讓客戶解釋其需求，而且隨著開發的繼續，還要經常詢問客戶保證其需求仍然在開發的目的之中。
2) 了解企業業務可以在以後的開發階段節約大量的時間。
3) 重視輸入輸出。
在定義資料庫表和欄位需求（輸入）時，首先應檢查現有的或者已經設計出的報表、查詢和視圖（輸出）以決定為了支持這些輸出哪些是必要的表和欄位。
舉例：假如客戶需要一個報表按照郵政編碼排序、分段和求和，你要保證其中包括了單獨的郵政編碼欄位而不要把郵政編碼糅進地址欄位里。
4) 創建數據字典和ER 圖表
ER 圖表和數據字典可以讓任何了解資料庫的人都明確如何從資料庫中獲得數據。ER圖對表明表之間關系很有用，而數據字典則說明了每個欄位的用途以及任何可能存在的別名。對SQL 表達式的文檔化來說這是完全必要的。
5) 定義標準的對象命名規范
資料庫各種對象的命名必須規范。

2. 表和欄位的設計（資料庫邏輯設計）
表設計原則
1) 標准化和規范化
數據的標准化有助於消除資料庫中的數據冗餘。標准化有好幾種形式，但Third Normal Form（3NF）通常被認為在性能、擴展性和數據完整性方面達到了最好平衡。簡單來說，遵守3NF 標準的資料庫的表設計原則是：「One Fact in One Place」即某個表只包括其本身基本的屬性，當不是它們本身所具有的屬性時需進行分解。表之間的關系通過外鍵相連接。它具有以下特點：有一組表專門存放通過鍵連接起來的關聯數據。
舉例：某個存放客戶及其有關定單的3NF 資料庫就可能有兩個表：Customer 和Order。Order 表不包含定單關聯客戶的任何信息，但表內會存放一個鍵值，該鍵指向Customer 表裡包含該客戶信息的那一行。
事實上，為了效率的緣故，對表不進行標准化有時也是必要的。
2) 數據驅動
採用數據驅動而非硬編碼的方式，許多策略變更和維護都會方便得多，大大增強系統的靈活性和擴展性。
舉例，假如用戶界面要訪問外部數據源（文件、XML 文檔、其他資料庫等），不妨把相應的連接和路徑信息存儲在用戶界面支持表裡。還有，如果用戶界面執行工作流之類的任務（發送郵件、列印信箋、修改記錄狀態等），那麼產生工作流的數據也可以存放在資料庫里。角色許可權管理也可以通過數據驅動來完成。事實上，如果過程是數據驅動的，你就可以把相當大的責任推給用戶，由用戶來維護自己的工作流過程。
3) 考慮各種變化
在設計資料庫的時候考慮到哪些數據欄位將來可能會發生變更。
舉例，姓氏就是如此（注意是西方人的姓氏，比如女性結婚後從夫姓等）。所以，在建立系統存儲客戶信息時，在單獨的一個數據表裡存儲姓氏欄位，而且還附加起始日和終止日等欄位，這樣就可以跟蹤這一數據條目的變化。

欄位設計原則
4) 每個表中都應該添加的3 個有用的欄位
dRecordCreationDate，在VB 下默認是Now()，而在SQL Server • 下默認為GETDATE()
sRecordCreator，在SQL Server 下默認為NOT NULL DEFAULT • USER
nRecordVersion，記錄的版本標記；有助於准確說明記錄中出現null 數據或者丟失數據的原因 •
5) 對地址和電話採用多個欄位
描述街道地址就短短一行記錄是不夠的。Address_Line1、Address_Line2 和Address_Line3 可以提供更大的靈活性。還有，電話號碼和郵件地址最好擁有自己的數據表，其間具有自身的類型和標記類別。
6) 使用角色實體定義屬於某類別的列
在需要對屬於特定類別或者具有特定角色的事物做定義時，可以用角色實體來創建特定的時間關聯關系，從而可以實現自我文檔化。
舉例：用PERSON 實體和PERSON_TYPE 實體來描述人員。比方說，當John Smith, Engineer 提升為John Smith, Director 乃至最後爬到John Smith, CIO 的高位，而所有你要做的不過是改變兩個表PERSON 和PERSON_TYPE 之間關系的鍵值，同時增加一個日期/時間欄位來知道變化是何時發生的。這樣，你的PERSON_TYPE 表就包含了所有PERSON 的可能類型，比如Associate、Engineer、Director、CIO 或者CEO 等。還有個替代辦法就是改變PERSON 記錄來反映新頭銜的變化，不過這樣一來在時間上無法跟蹤個人所處位置的具體時間。
7) 選擇數字類型和文本類型盡量充足
在SQL 中使用smallint 和tinyint 類型要特別小心。比如，假如想看看月銷售總額，總額欄位類型是smallint，那麼，如果總額超過了$32,767 就不能進行計算操作了。
而ID 類型的文本欄位，比如客戶ID 或定單號等等都應該設置得比一般想像更大。假設客戶ID 為10 位數長。那你應該把資料庫表欄位的長度設為12 或者13 個字元長。但這額外占據的空間卻無需將來重構整個資料庫就可以實現資料庫規模的增長了。
8) 增加刪除標記欄位
在表中包含一個「刪除標記」欄位，這樣就可以把行標記為刪除。在關系資料庫里不要單獨刪除某一行；最好採用清除數據程序而且要仔細維護索引整體性。

3. 選擇鍵和索引（資料庫邏輯設計）
鍵選擇原則：
1) 鍵設計4 原則
為關聯欄位創建外鍵。 •
所有的鍵都必須唯一。 •
避免使用復合鍵。 •
外鍵總是關聯唯一的鍵欄位。 •
2) 使用系統生成的主鍵
設計資料庫的時候採用系統生成的鍵作為主鍵，那麼實際控制了資料庫的索引完整性。這樣，資料庫和非人工機制就有效地控制了對存儲數據中每一行的訪問。採用系統生成鍵作為主鍵還有一個優點：當擁有一致的鍵結構時，找到邏輯缺陷很容易。
3) 不要用用戶的鍵(不讓主鍵具有可更新性)
在確定採用什麼欄位作為表的鍵的時候，可一定要小心用戶將要編輯的欄位。通常的情況下不要選擇用戶可編輯的欄位作為鍵。
4) 可選鍵有時可做主鍵
把可選鍵進一步用做主鍵，可以擁有建立強大索引的能力。

索引使用原則：
索引是從資料庫中獲取數據的最高效方式之一。95%的資料庫性能問題都可以採用索引技術得到解決。
1) 邏輯主鍵使用唯一的成組索引，對系統鍵（作為存儲過程）採用唯一的非成組索引，對任何外鍵列採用非成組索引。考慮資料庫的空間有多大，表如何進行訪問，還有這些訪問是否主要用作讀寫。
2) 大多數資料庫都索引自動創建的主鍵欄位，但是可別忘了索引外鍵，它們也是經常使用的鍵，比如運行查詢顯示主表和所有關聯表的某條記錄就用得上。
3) 不要索引memo/note 欄位，不要索引大型欄位（有很多字元），這樣作會讓索引佔用太多的存儲空間。
4) 不要索引常用的小型表
不要為小型數據表設置任何鍵，假如它們經常有插入和刪除操作就更別這樣作了。對這些插入和刪除操作的索引維護可能比掃描表空間消耗更多的時間。

4. 數據完整性設計（資料庫邏輯設計）
1) 完整性實現機制：
實體完整性：主鍵
參照完整性：
父表中刪除數據：級聯刪除；受限刪除；置空值
父表中插入數據：受限插入；遞歸插入
父表中更新數據：級聯更新；受限更新；置空值
DBMS對參照完整性可以有兩種方法實現：外鍵實現機制（約束規則）和觸發器實現機制
用戶定義完整性：
NOT NULL；CHECK；觸發器
2) 用約束而非商務規則強制數據完整性
採用資料庫系統實現數據的完整性。這不但包括通過標准化實現的完整性而且還包括數據的功能性。在寫數據的時候還可以增加觸發器來保證數據的正確性。不要依賴於商務層保證數據完整性；它不能保證表之間（外鍵）的完整性所以不能強加於其他完整性規則之上。
3) 強制指示完整性
在有害數據進入資料庫之前將其剔除。激活資料庫系統的指示完整性特性。這樣可以保持數據的清潔而能迫使開發人員投入更多的時間處理錯誤條件。
4) 使用查找控制數據完整性
控制數據完整性的最佳方式就是限制用戶的選擇。只要有可能都應該提供給用戶一個清晰的價值列表供其選擇。這樣將減少鍵入代碼的錯誤和誤解同時提供數據的一致性。某些公共數據特別適合查找：國家代碼、狀態代碼等。
5) 採用視圖
為了在資料庫和應用程序代碼之間提供另一層抽象，可以為應用程序建立專門的視圖而不必非要應用程序直接訪問數據表。這樣做還等於在處理資料庫變更時給你提供了更多的自由。

5. 其他設計技巧
1) 避免使用觸發器
觸發器的功能通常可以用其他方式實現。在調試程序時觸發器可能成為干擾。假如你確實需要採用觸發器，你最好集中對它文檔化。
2) 使用常用英語（或者其他任何語言）而不要使用編碼
在創建下拉菜單、列表、報表時最好按照英語名排序。假如需要編碼，可以在編碼旁附上用戶知道的英語。
3) 保存常用信息
讓一個表專門存放一般資料庫信息非常有用。在這個表裡存放資料庫當前版本、最近檢查/修復（對Access）、關聯設計文檔的名稱、客戶等信息。這樣可以實現一種簡單機制跟蹤資料庫，當客戶抱怨他們的資料庫沒有達到希望的要求而與你聯系時，這樣做對非客戶機/伺服器環境特別有用。
4) 包含版本機制
在資料庫中引入版本控制機制來確定使用中的資料庫的版本。時間一長，用戶的需求總是會改變的。最終可能會要求修改資料庫結構。把版本信息直接存放到資料庫中更為方便。
5) 編制文檔
對所有的快捷方式、命名規范、限制和函數都要編制文檔。
採用給表、列、觸發器等加註釋的資料庫工具。對開發、支持和跟蹤修改非常有用。
對資料庫文檔化，或者在資料庫自身的內部或者單獨建立文檔。這樣，當過了一年多時間後再回過頭來做第2 個版本，犯錯的機會將大大減少。
6) 測試、測試、反復測試
建立或者修訂資料庫之後，必須用用戶新輸入的數據測試數據欄位。最重要的是，讓用戶進行測試並且同用戶一道保證選擇的數據類型滿足商業要求。測試需要在把新資料庫投入實際服務之前完成。
7) 檢查設計
在開發期間檢查資料庫設計的常用技術是通過其所支持的應用程序原型檢查資料庫。換句話說，針對每一種最終表達數據的原型應用，保證你檢查了數據模型並且查看如何取出數據。

⑥ 關系資料庫設計過程的步驟有哪些

資料庫設計包括六個主要步驟： 1、需求分析：了解用戶的數據需求、處理需求、安全性及完整性要求； 2、概念設計：通過數據抽象，設計系統概念模型，一般為E-R模型； 3、邏輯結構設計：設計系統的模式和外模式，對於關系模型主要是基本表和視圖； 4、物理結構設計：設計數據的存儲結構和存取方法，如索引的設計； 5、系統實施：組織數據入庫、編制應用程序、試運行； 6、運行維護：系統投入運行，長期的維護工作。