数据库设计：从数据模型到数据库的构建

### 数据库设计：从数据模型到数据库的构建 #### 1. 默认值 默认值是在创建新行时数据库管理系统（DBMS）提供的值。它可以是一个常量，例如在`EMPLOYEE`表的`EmpCode`列中使用字符串`'New Hire'`作为默认值；也可以是一个函数的结果，比如在`HireDate`列中使用计算机时钟的日期值。 在某些情况下，默认值的计算逻辑更为复杂。例如，价格的默认值可能是通过对默认成本进行加价，然后再根据客户的折扣进行调整得到的。在这种情况下，需要编写应用程序组件或触发器来提供这样的值。 可以使用数据建模工具来记录默认值，但这些值通常会在单独的设计文档中显示。以下是一个默认值文档示例： | 表 | 列 | 默认值 | | --- | --- | --- | | ITEM | ItemNumber | 代理键 | | ITEM | Category | 无 | | ITEM | ItemPrefix | 如果 Category = 'Perishable' 则为 'P'；如果 Category = 'Imported' 则为 'I'；如果 Category = 'One-of' 则为 'O'；否则为 'N' | | ITEM | ApprovingDept | 如果 ItemPrefix = 'I' 则为 'SHIPPING/PURCHASING'；否则为 'PURCHASING' | | ITEM | ShippingMethod | 如果 ItemPrefix = 'P' 则为 'Next Day'；否则为 'Ground' | #### 2. 数据约束 数据约束是对数据值的限制，主要有以下几种类型： - **域约束**：将列值限制在特定的值集合中。例如，`EMPLOYEE.EmpCode`可以限制为`'New Hire'`、`'Hourly'`、`'Salary'`或`'Part Time'`。 - **范围约束**：将值限制在特定的区间内。例如，`EMPLOYEE.HireDate`可以限制在 1990 年 1 月 1 日到 2025 年 12 月 31 日之间。 - **关系内约束**：限制同一表中某一列的值与其他列的值的关系。例如，`EMPLOYEE.ReviewDate`必须至少在`EMPLOYEE.HireDate`之后三个月，这就是一个关系内约束。 - **关系间约束**：限制某一列的值与其他表中列的值的关系。例如，`CUSTOMER.Name`不能等于`BAD_CUSTOMER.Name`，其中`BAD_CUSTOMER`是一个包含有信用和余额问题的客户列表的表。 - **引用完整性约束**：这是一种关系间约束，在某些情况下，为了节省工作，设计团队可能会假设每个外键都有一个引用完整性约束指向它所引用的表，只有违反此规则的情况才会被记录。 #### 3. 验证规范化 在设计过程中，最后一项任务是验证表的规范化。当使用表单和报表作为指导来开发数据模型时，通常会得到规范化的实体。这是因为表单和报表的结构通常反映了用户对数据的思考方式。 需要检查生成的表是否符合 Boyce - Codd 范式（BCNF），以及是否所有的多值依赖都已被消除。如果不符合，可能需要对表进行规范化。但有时规范化并不理想，因此还需要检查是否有已规范化的表需要进行反规范化。 #### 4. 创建关系 在完成第一步得到一组完整但独立的表后，下一步是创建关系。通常通过在表中放置外键来创建关系，具体的操作方式和外键列的属性取决于关系的类型。以下是不同类型关系的创建方法： ##### 4.1 强实体之间的关系 强实体之间的非标识关系由其最大基数来表征，主要有三种类型：1:1、1:N 和 N:M。 - **1:1 关系** 在设计好对应强实体的表后，1:1 关系可以通过两种方式表示：将第一个表的主键作为外键放在第二个表中，或者将第二个表的主键作为外键放在第一个表中。例如，`CLUB_MEMBER`和`LOCKER`之间的 1:1 非标识关系，可以将`MemberNumber`作为外键放在`LOCKER`表中，也可以将`LockerNumber`作为外键放在`CLUB_MEMBER`表中。 由于是 1:1 关系，外键的值在表中必须唯一。可以直接在列定义中定义外键为唯一，或者将外键定义为备用键。 ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px; classDef p ```