知识大全 数据库设计中的反规范技术探讨

Posted 数据库

篇首语：宿命论是那些缺乏意志力的弱者的借口。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了知识大全 数据库设计中的反规范技术探讨相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　 　 数据库设计简述　　　　数据库设计是把现实世界的商业模型与需求转换成数据库的模型的过程 它是建立数据库应用系统的核心问题 设计的关键是如何使设计的数据库能合理地存储用户的数据 方便用户进行数据处理 　　　　数据库设计完全是人的问题 而不是数据库管理系统的问题 系统不管设计是好是坏 照样运行 数据库设计应当由数据库管理员和系统分析员一起和用户一道工作 了解各个用户的要求 共同为整个数据库做出恰当的 完整的设计 　　　　数据库及其应用的性能和调优都是建立在良好的数据库设计的基础上 数据库的数据是一切操作的基础 如果数据库设计不好 则其它一切调优方法提高数据库性能的效果都是有限的 　　　　数据的规范化　　　　 　 范式概述　　　　规范化理论是研究如何将一个不好的关系模式转化为好的关系模式的理论 规范化理论是围绕范式而建立的 规范化理论认为 一个关系数据库中所有的关系 都应满足一定的规范(约束条件) 规范化理论把关系应满足的规范要求分为几级 满足最低要求的一级叫做第一范式( NF) 在第一范式的基础上提出了第二范式( NF) 在第二范式的基础上又提出了第三范式( NF) 以后又提出了BCNF范式 NF NF 范式的等级越高 应满足的约束集条件也越严格 规范的每一级别都依赖于它的前一级别 例如若一个关系模式满足 NF 则一定满足 NF 下面我们只介绍 NF NF NF范式 　　　　 　 NF　　　　 NF是关系模型的最低要求 它的规则是 　　　　每一列必须是原子的 不能分成多个子列 　　　　每一行和列的位置只能有一个值 　　　　不能具有多值列 　　　　例 如果要求一个学生一行 一个学生可选多门课 则下面的 学生 表就不满足 NF student(s－no s－name class－no)　　　　其中 s－no为学号 s－name为学生姓名 class－no为课程号 因为一个学生可选多门课 所以列class－no有多个值 所以空不符合 NF 　　　　规范化就是把它分成如下两个表 学生 表和 选课 表 则这两个表就都满足 NF了 　　　　student(s－no s－name)　　　　stu－class(s－no class－no)　　　　 　 NF　　　　对于满足 NF的表 除满足 NF外 非主码的列必须依赖于所有的主码 而不是组合主码的一部分 如果满足 NF的表的主码只有一列 则它自动满足 NF 　　例 下面的 选课 表 不符合 NF 　　　　stu－class(s－no class－no class－name)　　　　其中 class－name为课程名称 因为词表的主码是 (s－no class－no) 非主码列class－name依赖于组合主码的一部分class－no 所以它不符合 NF 　　　　对该表规范化也是把它分解成两个表 选课 表和 课程 表 则它们就都满足 NF了 　　　　stu－class(s－no class－no)　　　　class(class－no class－name)　　　　 　 NF　　　　 NF的规则是除满足 NF外 任一非主码列不能依赖于其它非主码列 　　例 下面的 课程 表 不符合 NF 　　　　class(class－no class－name teacher－no teacher－name)　　　　其中 teacher－no为任课教师号 teacher－name为任课教师姓名 因为非主码列teacher－name依赖于另一非主码列teacher－no 所以它不符合 NF 　　其解决办法也是把它分解成两个表 课程 表和 教师 表 则它们就都满足 NF了 　　　　class(class－no class－name teacher－no)　　　　teacher(teacher－no teacher－name)　　　　 　 小结　　　　当一个表是规范的 则其非主码列依赖于主码列 从关系模型的角度来看 表满足 NF最符合标准 这样的设计容易维护 一个完全规范化的设计并不总能生成最优的性能 因此通常是先按照 NF设计 如果有性能问题 再通过反规范来解决 　　　　数据库中的数据规范化的优点是减少了数据冗余 节约了存储空间 相应逻辑和物理的I/O次数减少 同时加快了增 删 改的速度 但是对完全规范的数据库查询 通常需要更多的连接操作 从而影响查询的速度 因此 有时为了提高某些查询或应用的性能而破坏规范规则 即反规范 　　　　 　 数据的反规范　　　　 　 反规范的好处　　　　是否规范化的程度越高越好?这要根据需要来决定 因为 分离 越深 产生的关系越多 关系过多 连接操作越频繁 而连接操作是最费时间的 特别对以查询为主的数据库应用来说 频繁的连接会影响查询速度 所以 关系有时故意保留成非规范化的 或者规范化以后又反规范了 这样做通常是为了改进性能 例如帐户系统中的 帐户 表B－TB 它的列busi－balance(企业帐户的总余额)就违反规范 其中的值可以通过下面的查询获得 　　　　select busi－code sum(acc－balance)　　　　from　 B－TB 　　　　group by busi－code　　　　如果B－TB 中没有该列 若想获得busi－name(企业名称)和企业帐户的总余额 则需要做连接操作 　　　　select busi－name sum(acc－balance)　　　　from B－TB B－TB 　　　　where B－TB busi－code=B－TB busi－code　　　　group by busi－code　　　　如果经常做这种查询 则就有必要在B－TB 中加入列busi－balance 相应的代价则是必须在表B－TB 上创建增 删 改的触发器来维护B－TB 表上busi－balance列的值 类似的情况在决策支持系统中经常发生 　　　　反规范的好处是降低连接操作的需求 降低外码和索引的数目 还可能减少表的数目 相应带来的问题是可能出现数据的完整性问题 加快查询速度 但会降低修改速度 因此决定做反规范时 一定要权衡利弊 仔细分析应用的数据存取需求和实际的性能特点 好的索引和其它方法经常能够解决性能问题 而不必采用反规范这种方法 　　　　 　 常用的反规范技术　　　　在进行反规范操作之前 要充分考虑数据的存取需求 常用表的大小 一些特殊的计算(例如合计) 数据的物理存储位置等 常用的反规范技术有增加冗余列 增加派生列 重新组表和分割表 　　　　 　　增加冗余列　　　　增加冗余列是指在多个表中具有相同的列 它常用来在查询时避免连接操作 例如前面例子中 如果经常检索一门课的任课教师姓名 则需要做class和teacher表的连接查询 　　　　select class－name teacher－name　　　　from　 class teacher　　　　where　class teacher－no=teacher teacher－no　　　　这样的话就可以在class表中增加一列teacher－name就不需要连接操作了 　　　　增加冗余列可以在查询时避免连接操作 但它需要更多的磁盘空间 同时增加表维护的工作量 　　　　 　　增加派生列　　　　增加派生列指增加的列来自其它表中的数据 由它们计算生成 它的作用是在查询时减少连接操作 避免使用集函数 例如前面所讲的账户系统中的表B－TB 的列busi－balance就是派生列 派生列也具有与冗余列同样的缺点 　　　　 　　重新组表　　　　重新组表指如果许多用户需要查看两个表连接出来的结果数据 则把这两个表重新组成一个表来减少连接而提高性能 例如 用户经常需要同时查看课程号 课程名称 任课教师号 任课教师姓名 则可把表class(class－no class－name teacher－no)和表teacher(teacher－no teacher－name)合并成一个表class(class－no class－name teacher－no teacher－name) 这样可提高性能 但需要更多的磁盘空间 同时也损失了数据在概念上的独立性 　　　　 　　分割表　　　　有时对表做分割可以提高性能 表分割有两种方式 　　　　 水平分割 根据一列或多列数据的值把数据行放到两个独立的表中 　　水平分割通常在下面的情况下使用:A 表很大 分割后可以降低在查询时需要读的数据和索引的页数 同时也降低了索引的层数 提高查询速度 B 表中的数据本来就有独立性 例如表中分别记录各个地区的数据或不同时期的数据 特别是有些数据常用 而另外一些数据不常用 C 需要把数据存放到多个介质上 　　例如法规表law就可以分成两个表active－law和inactive－law activea－authors表中的内容是正生效的法规 是经常使用的 而inactive－law表则使已经作废的法规 不常被查询 水平分割会给应用增加复杂度 它通常在查询时需要多个表名 查询所有数据需要union操作 在许多数据库应用中 这种复杂性会超过它带来的优点 因为只要索引关键字不大 则在索引用于查询时 表中增加两到三倍数据量 查询时也就增加读一个索引层的磁盘次数 　　　　 垂直分割 把主码和一些列放到一个表 然后把主码和另外的列放到另一个表中 如果一个表中某些列常用 而另外一些列不常用 则可以采用垂直分割 另外垂直分割可以使得数据行变小 一个数据页就能存放更多的数据 在查询时就会减少I/O次数 其缺点是需要管理冗余列 查询所有数据需要join操作 　　　　 　 反规范技术需要维护数据的完整性　　　　无论使用何种反规范技术 都需要一定的管理来维护数据的完整性 常用的方法是批处理维护 应用逻辑和触发器 批处理维护是指对复制列或派生列的修改积累一定的时间后 运行一批处理作业或存储过程对复制或派生列进行修改 这只能在对实时性要求不高的情况下使用 数据的完整性也可由应用逻辑来实现 这就要求必须在同一事务中对所有涉及的表进行增 删 改操作 用应用逻辑来实现数据的完整性风险较大 因为同一逻辑必须在所有的应用中使用和维护 容易遗漏 特别是在需求变化时 不易于维护 另一种方式就是使用触发器 对数据的任何修改立即触发对复制列或派生列的相应修改 触发器是实时的 而且相应的处理逻辑只在一个地方出现 易于维护 一般来说 是解决这类问题的最好的办法 　　　　 　 结束语　　　　数据库的反规范设计可以提高查询性能 常用的反规范技术有增加冗余列 增加派生列 重新组表和分割表 但反规范技术需要维护数据的完整性 因此在做反规范时 一定要权衡利弊 仔细分析应用的数据存取需求和实际的性能特点 cha138/Article/program/Oracle/201311/16946

相关参考

知识大全 数据库规范化与优化问题讲解

　　数据库设计是应用程序设计的基础其性能直接影响应用程序的性能数据库性能包括存储空间需求量的大小和查询响应时间的长短两个方面为了优化数据库性能需要对数据库中的表进行规范化规范化的范式可分为第一范式第二

知识大全 数据库设计三大范式应用实例剖析

　　引言　　数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范满足这些规范的数据库是简洁的结构明晰的同时不会发生插入（insert）删除（delete）和更新（update）操作异常反之则是乱七八糟不仅给数

电力工程计算机辅助设计中应用软件编制的基本技术?

（1）数学物理模型正确，算法、公式和系数应有论证；　　（2）应采用数据库作为支撑；　　（3）应采用成熟的计算程序作为支撑；　　（4）输入数据精练，输入方法简便，应符合语言规范和工程需要；　　（5）输出

电力工程计算机辅助设计中应用软件编制的基本技术?

（1）数学物理模型正确，算法、公式和系数应有论证；　　（2）应采用数据库作为支撑；　　（3）应采用成熟的计算程序作为支撑；　　（4）输入数据精练，输入方法简便，应符合语言规范和工程需要；　　（5）输出

知识大全 数据库开发规范详细介绍[2]

　　　　四其他设计　　避免使用触发器　　触发器的功能通常可以用其他方式实现在调试程序时触发器可能成为干扰假如确实需要采用触发器　　要集中对它文档化　　使用常用英语（或者其他任何语言）而不要使用编码　　

燃气工程设计、施工及验收有哪些常用规范？

1，《城镇燃气设计规范》GB50028-2006.　　2,?《城镇燃气技术规范》GB50494-2009.　　3，《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-95。　　4，《城镇燃气输配工程施工及验收规

知识大全 Java数据库程序中的存储过程设计

Java数据库程序中的存储过程设计  以下文字资料是由(全榜网网www.cha138.com)小编为大家搜集整理后发布的内容，让我们赶快一起来看一下吧！　　本文阐述了怎么

知识大全 java数据库设计中的14个技巧

　　下述十四个技巧是许多人在大量的数据库分析与设计实践中逐步总结出来的对于这些经验的运用读者不能生帮硬套死记硬背而要消化理解实事求是灵活掌握并逐步做到在应用中发展在发展中应用原始单据与实体之间的关系　

知识大全 新手浅谈数据库中的设计技巧(一)

　　说到数据库我认为不能不先谈数据结构年在我初入大学学习计算机编程时当时的老师就告诉我们说计算机程序＝数据结构＋算法尽管现在的程序开发已由面向过程为主逐步过渡到面向对象为主但我还是深深赞同年前老师的告

知识大全 数据结构与算法设计自学考试大纲[6]

第十章数据结构程序设计示例　　本章通过具体的实例介绍了数据结构的实验过程包括对问题的分析数据结构的确定与建立算法的设计与实现程序的编制与调试实验报告的编制等本章特别强调了程序的规范说明和建立数据结构模