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數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是企業(yè)信息化建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其合理性和科學(xué)性對企業(yè)的信息化建設(shè)和業(yè)務(wù)運(yùn)營起著至關(guān)重要的作用。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，三大原則是不可或缺的關(guān)鍵要素，這三大原則是：數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)安全性。接下來，我們將詳細(xì)解析這三大原則的意義和實(shí)現(xiàn)方法。
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一、數(shù)據(jù)規(guī)范化
數(shù)據(jù)規(guī)范化是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中最基本的原則之一，它指的是將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照一定的格式規(guī)范化存儲，以便于數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)和使用。數(shù)據(jù)規(guī)范化的目的是為了避免數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)不一致、數(shù)據(jù)難以維護(hù)和數(shù)據(jù)浪費(fèi)等問題的發(fā)生。
具體來說，數(shù)據(jù)規(guī)范化可以分為以下幾個(gè)層次：
1、之一范式（1NF）：確保數(shù)據(jù)的原子性，即數(shù)據(jù)表中的每個(gè)字段都不可再分。
2、第二范式（2NF）：確保數(shù)據(jù)的唯一性，即數(shù)據(jù)表中的每個(gè)字段都能被唯一標(biāo)識，且不存在部分依賴關(guān)系。
3、第三范式（3NF）：消除冗余數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)表中的字段不依賴于其他數(shù)據(jù)表中的字段。
通過數(shù)據(jù)規(guī)范化，可以使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加清晰、簡單和易于維護(hù)，并且可以提高數(shù)據(jù)的存取效率。此外，還可以大幅度提高數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，減少了數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、重復(fù)和數(shù)據(jù)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
二、數(shù)據(jù)完整性
數(shù)據(jù)完整性是指數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)必須是正確、完整和符合實(shí)際需求的。在實(shí)際生產(chǎn)中，許多企業(yè)的數(shù)據(jù)庫中存在著重要數(shù)據(jù)丟失、不合理數(shù)據(jù)錄入、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)匯總等情況，這些情況可能會對業(yè)務(wù)運(yùn)營產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。
因此，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)完整性也必須重點(diǎn)考慮，確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性和一致性。具體實(shí)現(xiàn)方法有以下幾種：
1、定義合適的數(shù)據(jù)類型和格式，限制用戶輸入內(nèi)容，防止數(shù)據(jù)錄入錯(cuò)誤。
2、設(shè)立合適的數(shù)據(jù)檢查和約束，確保數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)滿足一定的條件和規(guī)范。
3、設(shè)置適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)審核和管控，確保數(shù)據(jù)的合法性和完整性，避免數(shù)據(jù)的篡改和誤操作。
通過強(qiáng)化數(shù)據(jù)完整性的實(shí)現(xiàn)，可以有效地防止各種數(shù)據(jù)異常和錯(cuò)誤，保證企業(yè)數(shù)據(jù)的持續(xù)可用性和業(yè)務(wù)需求的滿足。
三、數(shù)據(jù)安全性
數(shù)據(jù)安全性是企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分，也是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的重要原則之一。數(shù)據(jù)安全性指的是確保數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不被獲取、篡改、刪除或破壞，并保證其保密性、完整性和可用性。
在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)安全性的實(shí)現(xiàn)主要包括以下幾個(gè)方面：
1、設(shè)立合適的權(quán)限、角色和安全策略，控制用戶訪問和操作數(shù)據(jù)庫的權(quán)限。
2、加密敏感數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)隱私和機(jī)密性。
3、備份數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失和災(zāi)害發(fā)生。
4、設(shè)置有效的網(wǎng)絡(luò)防火墻和數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)庫不被黑客攻擊和病毒感染。
通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全性的策略和措施，可以更大限度地保障企業(yè)數(shù)據(jù)庫的健康和穩(wěn)定運(yùn)行，確保業(yè)務(wù)運(yùn)營的安全和可持續(xù)性。
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在企業(yè)信息化建設(shè)中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一環(huán)。為了確保數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行效率、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和安全性，必須遵循三大原則：數(shù)據(jù)規(guī)范化、數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)安全性。只有綜合考慮這三大原則，才能構(gòu)建出更加健康、穩(wěn)定和高效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為企業(yè)信息化建設(shè)和業(yè)務(wù)運(yùn)營提供有力的支持和保障。
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為了建立冗余較小、結(jié)構(gòu)合理的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫時(shí)必須遵循一定的規(guī)則。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中這種規(guī)則就稱為范式。范式是符合某一種設(shè)計(jì)要求的總結(jié)。要想設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，必須滿足一定的范式。
真斗扒拆正要明白”范式（NF）”是什么意思，首先看下教材中的定義，范式是“符合某一種級別的關(guān)系模式的，表示一個(gè)關(guān)系內(nèi)部各屬性之間的聯(lián)系的合理化程度”。實(shí)際上可以把它粗略地理解為一張數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)所符合的某種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的級別。就像家里裝修買建材，最環(huán)保的是E0級，其次是E1級，還有E2級等等。數(shù)據(jù)庫范式也分為1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF，5NF。一般在我們設(shè)計(jì)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，最多考慮到BCNF就夠。符合高一級范式的設(shè)計(jì)，必定符合低一級范式，例如符合2NF的關(guān)系模式，必定符合1NF。
在實(shí)際開發(fā)中最為常見的設(shè)計(jì)范式有三個(gè)：
首先是之一范式（1NF）。
符合1NF的關(guān)系（你可以理解為數(shù)據(jù)表。“關(guān)系”和“關(guān)系模式”的區(qū)別，類似于面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中”類“與”對象“的區(qū)別?！标P(guān)系“是”關(guān)系模式“的一個(gè)實(shí)例，你可以把”關(guān)系”理解為此和一張帶數(shù)據(jù)的表，而“關(guān)系模式”是這張數(shù)據(jù)表的表結(jié)構(gòu)。1NF的定義為：符合1NF的關(guān)系中的每個(gè)屬性都不可再分。表1所示的情況，就不符合1NF的要求。
表1
實(shí)際上，1NF是所有關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的最基本要求，你在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS），例如SQL Server，Oracle，MySQL中創(chuàng)建數(shù)據(jù)表的時(shí)候，如果數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)不符合這個(gè)最基本的要求，那么操作一定是不能成功的。也就是說，只要在RDBMS中已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)表，一定是符合1NF的。如果我們要在RDBMS中表現(xiàn)表中的數(shù)據(jù)，就得設(shè)計(jì)為表2的形式：表2
表2
但是僅僅符合1NF的設(shè)計(jì)，仍然會存在數(shù)據(jù)冗余過大，插入異常，刪除異常，修改異常的問題，例如對于表3中的設(shè)計(jì)：
每一名學(xué)生的學(xué)號、姓名、系名、系主任這些數(shù)據(jù)重復(fù)多次。每個(gè)系與對應(yīng)的系主任的數(shù)據(jù)也重復(fù)多次——數(shù)據(jù)冗余過大
假如學(xué)校新建了一個(gè)系，但是暫時(shí)還沒有招收任何學(xué)生（比如3月份就新建了，但要等到8月份才招生），那么是無法將系名與系主任的數(shù)據(jù)單獨(dú)地添加到數(shù)據(jù)表中去的 —-—插入異常
假如將某個(gè)系中所有學(xué)生相關(guān)的記錄都刪除，那么所有系與系主任的數(shù)據(jù)也就隨之消失了（一個(gè)系所有學(xué)生都沒有了，并不表示這個(gè)系就沒有了）。——刪除異常
假如李小明轉(zhuǎn)系到法律系，那么為了保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性，需要修改三條記錄中系與系主任的數(shù)據(jù)。——修改異常。
正因?yàn)閮H符合1NF的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)存在著這樣空棗那樣的問題，我們需要提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，去掉導(dǎo)致上述四種問題的因素，使其符合更高一級的范式（2NF），這就是所謂的“規(guī)范化”。
第二范式
第二范式在之一范式的基礎(chǔ)之上更進(jìn)一層。是指2NF在1NF的基礎(chǔ)之上，消除了非主屬性對于碼的部分函數(shù)依賴。
函數(shù)依賴：若在一張表中，在屬性（或?qū)傩越M）X的值確定的情況下，必定能確定屬性Y的值，那么就可以說Y函數(shù)依賴于X，寫作 X → Y。
表中的函數(shù)依賴關(guān)系例如：
系名 → 系主任
學(xué)號 → 系主任
（學(xué)號，課名） → 分?jǐn)?shù)
但以下函數(shù)依賴關(guān)系則不成立：
學(xué)號 → 課名
學(xué)號 → 分?jǐn)?shù)
課名 → 系主任
（學(xué)號，課名） → 姓名
碼:假如當(dāng) K 確定的情況下，該表除 K 之外的所有屬性的值也就隨之確定，那么 K 就是碼。碼也可以理解為主鍵。
第二范式需要確保數(shù)據(jù)庫表中的每一列都和主鍵相關(guān)，而不能只與主鍵的某一部分相關(guān)（主要針對聯(lián)合主鍵而言）。也就是說在一個(gè)數(shù)據(jù)庫表中，一個(gè)表中只能保存一種數(shù)據(jù)，不可以把多種數(shù)據(jù)保存在同一張數(shù)據(jù)庫表中。
比如要設(shè)計(jì)一個(gè)訂單信息表，因?yàn)橛唵沃锌赡軙卸喾N商品，所以要將訂單編號和商品編號作為數(shù)據(jù)庫表的聯(lián)合主鍵，如下表所示。
訂單信息表
這樣就產(chǎn)生一個(gè)問題：這個(gè)表中是以訂單編號和商品編號作為聯(lián)合主鍵。這樣在該表中商品名稱、單位、商品價(jià)格等信息不與該表的主鍵相關(guān)，而僅僅是與商品編號相關(guān)。所以在這里違反了第二范式的設(shè)計(jì)原則。
而如果把這個(gè)訂單信息表進(jìn)行拆分，把商品信息分離到另一個(gè)表中，把訂單項(xiàng)目表也分離到另一個(gè)表中，就非常完美了。如下所示。
訂單信息表
訂單項(xiàng)目表
商品信息表
這樣設(shè)計(jì)，在很大程度上減小了數(shù)據(jù)庫的冗余。如果要獲取訂單的商品信息，使用商品編號到商品信息表中查詢即可。
因此可以總結(jié)判斷的方法是：
之一步：找出數(shù)據(jù)表中所有的碼。
第二步：根據(jù)之一步所得到的碼，找出所有的主屬性。
第三步：數(shù)據(jù)表中，除去所有的主屬性，剩下的就都是非主屬性了。
第四步：查看是否存在非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴。
第三范式
3NF在2NF的基礎(chǔ)之上，消除了非主屬性對于碼的傳遞函數(shù)依賴。也就是說， 如果存在非主屬性對于碼的傳遞函數(shù)依賴，則不符合3NF的要求。
則就是第三范式需要確保數(shù)據(jù)表中的每一列數(shù)據(jù)都和主鍵直接相關(guān)，而不能間接相關(guān)。
比如在設(shè)計(jì)一個(gè)訂單數(shù)據(jù)表的時(shí)候，可以將客戶編號作為一個(gè)外鍵和訂單表建立相應(yīng)的關(guān)系。而不可以在訂單表中添加關(guān)于客戶其它信息（比如姓名、所屬公司等）的字段。如下面這兩個(gè)表所示的設(shè)計(jì)就是一個(gè)滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫表。
訂單信息表
客戶信息表
這樣在查詢訂單信息的時(shí)候，就可以使用客戶編號來引用客戶信息表中的記錄，也不必在訂單信息表中多次輸入客戶信息的內(nèi)容，減小了數(shù)據(jù)冗余。
由此可見，符合3NF要求的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，基本上解決了數(shù)據(jù)冗余過大，插入異常，修改異常，刪除異常的問題。當(dāng)然，在實(shí)際中，往往為了性能上或者應(yīng)對擴(kuò)展的需要，經(jīng)常 做到2NF或者1NF，但是作為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)人員，至少應(yīng)該知道，3NF的要求是怎樣的。
數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的三大原則的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的三大原則,三大原則：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵！,關(guān)于數(shù)據(jù)庫三大設(shè)計(jì)范式淺析的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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文章標(biāo)題：三大原則：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵！(數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的三大原則)
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