写给开发者看的关系型数据库设计(1)
数据库设计,一个软件项目成功的基石。很多从业人员都认为,数据库设计其实不那么重要。现实中的情景也相当雷同,开发人员的数量是数据库设计人员的数倍。多数人使用数据库中的一部分,所以也会把数据库设计想的如此简单。其实不然,数据库设计也是门学问。
从笔者的经历看来,笔者更赞成在项目早期由开发者进行数据库设计后期调优需要DBA)。根据笔者的项目经验,一个精通OOP和ORM的开发者,设计的数据库往往更为合理,更能适应需求的变化,如果追其原因,笔者个人猜测是因为数据库的规范化,与OO的部分思想雷同如内聚)。而DBA,设计的数据库的优势是能将DBMS的能力发挥到极致,能够使用SQL和DBMS实现很多程序实现的逻辑,与开发者相比,DBA优化过的数据库更为高效和稳定。如标题所示,本文旨在分享一名开发者的数据库设计经验,并不涉及复杂的SQL语句或 DBMS使用,因此也不会局限到某种DBMS产品上。真切地希望这篇文章对开发者能有所帮助,也希望读者能帮助笔者查漏补缺。
一 Codd的RDBMS12法则——RDBMS的起源
Edgar Frank Codd埃德加·弗兰克·科德)被誉为“关系数据库之父”,并因为在数据库管理系统的理论和实践方面的杰出贡献于1981年获图灵奖。在1985 年,Codd 博士发布了12条规则,这些规则简明的定义出一个关系型数据库的理念,它们被作为所有关系数据库系统的设计指导性方针。
二 关系型数据库设计阶段
一)规划阶段
规划阶段的主要工作是对数据库的必要性和可行性进行分析。确定是否需要使用数据库,使用哪种类型的数据库,使用哪个数据库产品。
二)概念阶段
概念阶段的主要工作是收集并分析需求。识别需求,主要是识别数据实体和业务规则。对于一个系统来说,数据库的主要包括业务数据和非业务数据,而业务数据的定义,则依赖于在此阶段对用户需求的分析。需要尽量识别业务实体和业务规则,对系统的整体有初步的认识,并理解数据的流动过程。理论上,该阶段将参考或产出多种文档,比如“用例图”,“数据流图”以及其他一些项目文档。如果能够在该阶段产出这些成果,无疑将会对后期进行莫大的帮助。当然,很多文档已超出数据库设计者的考虑范围。而且,如果你并不精通该领域以及用户的业务,那么请放弃自己独立完成用户需求分析的想法。用户并不是技术专家,而当你自身不能扮演“业务顾问”的角色时,请你选择与项目组的相关人员合作,或者将其视为风险呈报给PM。再次强调,大多数情况,用户只是行业从业者,而非职业技术人员,我们仅仅从用户那里收集需求,而非依赖于用户的知识。
记录用户需求时,可以使用一些技巧,当然这部分内容有些可能会超出数据库设计人员的职责:
- 努力维护一系列包含了系统设计和规格说明信息的文档,如会议记录、访谈记录、关键用户期望、功能规格、技术规格、测试规格等。
- 频繁与干系人沟通并收集反馈。
- 标记出你自己添加的,不属于客户要求的,未决内容。
- 与所有关键干系人尽快确认项目范围,并力求冻结需求。
此外,必须严谨处理业务规则,并详细记录。在之后的阶段,将会根据这些业务规则进行设计。
当该阶段结束时,你应该能够回答以下问题:
- 需要哪些数据?
- 数据该被怎样使用?
- 哪些规则控制着数据的使用?
- 谁会使用何种数据?
- 客户想在核心功能界面或者报表上看到哪些内容?
- 数据现在在哪里?
- 数据是否与其他系统有交互、集成或同步?
- 主题数据有哪些?
- 核心数据价值几何,对可靠性的要求程度?
并且得到如下信息:
- 实体和关系
- 属性和域
- 可以在数据库中强制执行的业务规则
- 需要使用数据库的业务过程
三)逻辑阶段
逻辑阶段的主要工作是绘制E-R图,或者说是建模。建模工具很多,有不同的图形表示方法和软件。这些工具和软件的使用并非关键,笔者也不建议读者花大量时间在建模方法的选择上。对于大多数应用来说,E-R图足以描述实体间的关系。建模关键是思想而不是工具,软件只是起到辅助作用,识别实体关系才是本阶段的重点。
除了实体关系,我们还应该考虑属性的域值类型、范围、约束)
四)实现阶段
实现阶段主要针对选择的RDBMS定义E-R图对应的表,考虑属性类型和范围以及约束。
五)物理阶段
物理阶段是一个验证并调优的阶段,是在实际物理设备上部署数据库,并进行测试和调优。