本文參考：https://gitbook.cn/gitchat/column/undefined/topic/5db92c12a9c3a53bc3800f0c

1. 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)流程

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和結(jié)構(gòu)化的過(guò)程，關(guān)鍵問(wèn)題是數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)。一個(gè)良好的設(shè)計(jì)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)至關(guān)重要，它可以減少系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)冗余、確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性，同時(shí)易于維護(hù)和擴(kuò)展。

常見的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)流程主要包括以下幾個(gè)步驟：

• 需求分析，收集和分析用戶對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理需求，記錄需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)象。
• 概念設(shè)計(jì)，根據(jù)需求創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型。也就是找出其中的實(shí)體、實(shí)體的屬性以及實(shí)體之間的關(guān)系，結(jié)果通常是實(shí)體關(guān)系圖（Entity-Relationship Diagram）。
• 邏輯設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模式，包括定義表的主鍵和外鍵。另外，還需要通過(guò)規(guī)范化的流程對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行優(yōu)化，減少數(shù)據(jù)的冗余，維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性和完整性。
• 物理設(shè)計(jì)，結(jié)合具體使用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，確定物理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括索引的優(yōu)化等。
• 實(shí)施運(yùn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果建立實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，進(jìn)行測(cè)試和上線運(yùn)行。同時(shí)，還包含運(yùn)行環(huán)境的維護(hù)、調(diào)整和優(yōu)化。

以上流程之間并不是簡(jiǎn)單的順序關(guān)系，有可能需要反復(fù)迭代；但對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)，也有可能跳過(guò)一些步驟進(jìn)行快速設(shè)計(jì)。

2. 實(shí)體關(guān)系圖

實(shí)體關(guān)系圖（Entity-Relationship Diagram）是一種用于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，它描述了數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)體以及這些實(shí)體之間的關(guān)系。 ERD 包括實(shí)體、屬性以及關(guān)系三個(gè)部分。

• 實(shí)體 ，代表了一種對(duì)象或者概念。例如，員工、部門和職位都可以稱為實(shí)體。實(shí)體在 ERD 中通常使用長(zhǎng)方體來(lái)表示。
• 屬性，表示實(shí)體的某種特性，例如員工擁有姓名、性別、工資、所在部門等屬性。屬性在 ERD 中通常使用橢圓來(lái)表示。
• 關(guān)系，則用于表示兩個(gè)實(shí)體之間的相互聯(lián)系，在 ERD 中通常使用菱形來(lái)表示。三種主要的關(guān)系類型是一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多關(guān)系。例如，一夫一妻制是一種典型的一對(duì)一的關(guān)系；一個(gè)員工只能屬于一個(gè)部門，一個(gè)部門可以有多個(gè)員工，部門和員工是一對(duì)多的關(guān)系；一個(gè)學(xué)生可以選修多門課程，一門課程可以被多個(gè)學(xué)生選擇，學(xué)生和課程是多對(duì)多的關(guān)系。

實(shí)體關(guān)系示例圖：

3. 規(guī)范化設(shè)計(jì)

規(guī)范化（ Normalization ）是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一系列原理和技術(shù)，主要用于減少表中數(shù)據(jù)的冗余，增加完整性和一致性。

關(guān)系模式的創(chuàng)始人 Edgar Codd 最早提出了第一范式（ 1NF ）、第二范式（ 2NF ）以及第三范式（ 3NF ）。隨后又出現(xiàn)了更高級(jí)別的范式，包括 BC 范式（ BCNF ）、第四范式（ 4NF ）等。每個(gè)范式都基于前面的范式，例如第二范式需要先滿足第一范式。

3.1 第一范式

第一范式要求滿足以下條件：

• 表中的字段都是不可再分的單一屬性；
• 表需要定義主鍵（ PRIMARY KEY ）；

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，首先就是每個(gè)屬性要有單獨(dú)的字段。另外，還需要為表定義一個(gè)主鍵，用于唯一識(shí)別表中的每一行數(shù)據(jù)。

3.2 第二范式

第二范式要求滿足以下條件：

• 滿足第一范式；
• 非主鍵字段必須完全依賴于主鍵，不能只依賴于主鍵的一部分；

3.3 第三范式

第三范式要求滿足以下條件：

• 滿足第二范式；
• 屬性不依賴于其它的非主屬性；

當(dāng)主鍵決定字段 A，字段 A 又決定字段 B 時(shí)，稱為傳遞函數(shù)依賴。也就是說(shuō)表中的每個(gè)屬性只僅僅依賴于主鍵，與表中其它的屬性沒(méi)有任何關(guān)系。

對(duì)于前三個(gè)范式而言，只需要將不同的實(shí)體/對(duì)象單獨(dú)存儲(chǔ)到一張表中，并且通過(guò)外鍵建立它們之間的聯(lián)系即可滿足。

4. 反規(guī)范化

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，規(guī)范化就是將大表拆分成多個(gè)小表，并且通過(guò)外鍵建立它們之間的聯(lián)系。但是，規(guī)范化可能導(dǎo)致連接查詢（ JOIN ）過(guò)多，從而降低數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。因此，有時(shí)候?yàn)榱颂岣吣承┎樵兓蛘邞?yīng)用的性能而故意降低規(guī)范反的程度，也就是**反規(guī)范化（ denormalization ）。

常用的反規(guī)范化方法包括增加冗余字段、增加計(jì)算列、將小表合成大表等。

5. 外鍵使用

外鍵（ FOREIGN KEY ）是數(shù)據(jù)庫(kù)用于實(shí)現(xiàn)參照完整型的約束。利用數(shù)據(jù)庫(kù)的外鍵可以保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

數(shù)據(jù)庫(kù)為了維護(hù)外鍵需要犧牲一定的性能，尤其是在大數(shù)據(jù)量高并發(fā)的情況下。因此出現(xiàn)了另一種解決方案，就是將完整性檢查放到應(yīng)用層去實(shí)現(xiàn)，而應(yīng)用程序相對(duì)比較容易擴(kuò)展。

總之，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之初應(yīng)該盡量使用外鍵確保完整性。如果隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng)出現(xiàn)性能問(wèn)題，可以考慮在應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)約束。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的MySQL 学习笔记（14）— 数据库设计流程、实体关系图、第一范式、第二范式、第三范式、外键使用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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