数据库设计标准规范.doc

1 概述
1.1 目标
软件研发数据库设计规范作为数据库设计操作规范，具体描述了数据库设计过程及结果，用于指导系统设计人员正确了解和开展数据库设计。
1.2 适用范围
1.3 术语定义
DBMS：数据库管理系统，常见商业DBMS有Oracle, SQL Server, DB2等。
数据库设计：数据库设计是在给定应用场景下，结构适用数据库模式，建立数据库及其应用系统，有效存放数据，满足用户信息要求和处理要求。
概念数据模型：概念数据模型以实体-关系(Entity-RelationShip,简称E-R)理论为基础，并对这一理论进行了扩充。它从用户见解出发对信息进行建模，关键用于数据库概念等级设计，独立于机器和各DBMS产品。能够用Sybase PowerDesigner工具来建立概念数据模型（CDM）。
逻辑数据模型：将概念数据模型转换成具体数据库产品支持数据模型，如关系模型，形成数据库逻辑模式。能够用Sybase PowerDesigner工具直接建立逻辑数据模型（LDM），或经过CDM转换得到。
物理数据模型：在逻辑数据模型基础上，依据DBMS特点和处理需要，进行物理存放安排，设计索引，形成数据库内模式。能够用Sybase PowerDesigner工具直接建立物理数据模型（PDM），或经过CDM / LDM转换得到。
2 数据库设计标准
按阶段实施并形成该阶段结果物
通常符合3NF范式要求；兼顾规范和效率
使用企业要求数据库设计软件工具
命名符合企业标准和项目标准
3 数据库设计目标
规范性：通常符合3NF范式要求，降低冗余数据。
高效率：兼顾规范和效率，合适进行反范式化，满足应用系统性能要求。
紧凑性：比如能用char(10)就不要用char(20)，提升存放利用率和系统性能，但同时也要兼顾扩展性和可移植性。
易用性：数据库设计清楚易用，用户和开发人员均能轻易地了解。
4 设计过程规范
数据库设计过程包含以下阶段：数据分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实施和运行维护。以下图：

4.1 数据分析阶段
在数据分析阶段（通常在项目标需求分析或系统设计阶段进行），应注意搜集和分析数据相关内容，并形成相关结果物，包含数据流图和数据字典等，以此作为数据库设计基础和依据。数据流图从数据传输和加工角度，以图形方法刻画数据流从输入到输出移动变换过程。数据字典则对数据流图中多种成份进行具体说明，作为数据流图细节补充。数据字典通常应包含对数据项，数据结构、数据存放和数据处理说明。
数据流图示例：

数据字典示例：
1. 数据项条目
数据项编号：D01-001
数据项名称：凭证编号
别 名：凭证流水号
符 号 名：PZBH
数 据类 型：数值型
长 度：4
取 值范 围：1~9999
其它略。

2. 数据结构条目
数据结构编号：DS01-003
数据结构名称：会计分录
别 名：分录
简 述：记帐凭证基础组成成份
组 成：科目代码+借贷方向+金额
其它略。

3. 数据存放条目
数据存放编号：F01
数据存放名称：记账凭证
来 源：由凭证处理产生
组 成：凭证日期+凭证类别+凭证编号+附件张数+
{会计分录}+制证+主管+审核

4.2 概念设计阶段
4.2.1 目标
在数据分析基础上，使用E-R模型技术，将现实世界中客观对象抽象为实体和关系，形成概念数据模型（CDM）。CDM能够从更高层次地了解系统、和技术人员可用于和用户交流，和用户达成共识，所以必需完成这一阶段工作。
CDM示例：

4.2.2 方法和过程
使用Sybase PowerDesigner来编写CDM文档。
1、小型系统设计
可采取集中式模式设计法。依据需求由一个统一机构或人员设计一个综合全局模式，形成模型单一视图。它强调统一和一致，所以适合于小型或并不复杂系统。
2、大型系统设计
可采取视图集成法（局部-集成方法）。将一个单位分解成若干个局部应用，先对每个局部作局部模式设计，建立各个部分视图即分E-R图，然后以各视图为基础进行集成。集成过程需对视图作修正，然后合并成全局概念模式，这种方法能很好地反应需求，适适用于大型系统设计。
4.3 逻辑设计阶段
4.3.1 目标
将E-R模型转换DBMS支持数据模型，包含关系模型、网状模型、层次模型、对象模型等等。常见DBMS是关系数据库，所以要转换为关系模型。
4.3.2 方法和过程
能够用Sybase PowerDesigner直接将CDM转换为LDM。
从理论上来说，转换过程通常有7个步骤：
Ø 转换强实体
Ø 转换弱实体
Ø 转换1：1关系
Ø 转换1：N关系
Ø 转换M：N关系
Ø 转换多值属性（Multi-Valued Attribute）
Ø 转换n元关系（n-ary Relation）
E-R模型和关系模型映射以下：
E-R模型
关系模型
实体类型
关系
1：1或1：N关系类型
外键
M：N关系类型
两个外键
n元关系类型
n个外键
简单属性
属性
复合属性
简单属性集合
多值属性
关系和外键
关键属性
主键/唯一键

4.4 物理设计阶段
4.4.1 目标
基于给定DBMS建立面向计算机物理表示模型，描述了数据在储存介质上组织结构，它不仅和具体DBMS相关，而且还和操作系统和硬件相关。
4.4.2 方法和过程
能够用Sybase PowerDesigner直接将CDM/LDM转换为PDM。对于关系模型来说，进行物理数据库设计关键包含：
Ø 使用逻辑模型建立一系列表（假如在CDM和LDM中使用汉字，应在转换后使用英文）；
Ø 使用索引以提升性能；
Ø 实施约束和安全限制；
Ø 对数据进行分区和分布式处理等。
5 概念数据模型规范
5.1 设计标准
5.1.1 易于了解
1、实体、属性命名要求汉字名简明清楚，英文代码统一用大写，中间用下划线分隔。
2、对于同含义实体或属性名，英文缩写要求一致。
3、命名应遵照企业标准或项目最好实践，以增强大家对系统间信息交换和共享了解。
4、需要在实体名中明确提醒信息能够在汉字名后用括号标出。
5、各个实体类属性排列次序尽可能遵照统一规则，比如最前面是标识号，最终面是人员或日期等。
6、对于属性值在业务需求中有明确要求范围、列举值，要经过约束给予反应。
7、实体间关系命名也要遵照实体命名规则，因为这些关系可能在后续设计中转化为一个实体。
8、对于含有强制校验关系，要在设计工具中明确标出，复杂关系应配以文字叙述说明。
9、在多个表中冗余字段应保持命名一致性。不一样名称之间应有较显著区分，避免混淆和误操作。
10、对于实体本身存在相互依靠属性，需要建立递归联络。
11、合适使用扩展依靠来补充说明实体间联络。
5.1.2 完整性
概念数据模型应包含实体、属性、关系三部分内容。概念模型阶段完整性标准关键是对这三要素充足识别：
实体：包含能够被清楚辨识事物,如保险协议，被保人，操作员等；或需要固化步骤类信息，如任务流（需要统计一次任务完成时点和出入口）；或等候人工或系统处理操作类信息，如保全申请、理赔申请等；或计算类信息，比如针对一个理赔责任（实体1）每个费用明细（实体2）一次计算，此时计算结果需要作为一个实体保留下来。
关系：是实体之间关联。有一对一，一对多，多对一，多对多这多个。对于需求中明确需要固化联络多个实体复杂关系，或含有一定属性数据关系，能够作为一个实体来处理，比如映射表和路由表。当然，这种设计也能够放到物理数据模型设计步骤来做。
属性：实体含有属性。一个实体能够由若干个属性描述。比如投保人实体有一个用户号、用户姓名、出生日期等特征。
5.2 CASE工具使用要求
1、应使用Sybase PowerDesigner工具进行概念数据模型设计（CDM模型）。
常见多个关联以下图所表示：

2、因为PowerDesigner本身限制（如命名字段长度限制），不要求能够从CDM直接导出PDM，但应尽可能细化填写工具中提供输入域，以利于后续设计时对概念模型了解。
3、层次布局清楚，线条间隔显著，尽可能使用上下分层模式，避免网状图。
4、没相关系相联坚固体集尽可能分到不一样设计页面或项目，对于复杂设计图，能够将其中相对集中一部分抽离到单独页面（ＣＤＭ），原页面中用椭圆形图示代表。
例以下图，其中自动、人工核保有相对集中一组实体和关系，能够单独抽离出来。

6 物理数据模型规范
本章实际上包含逻辑数据模型和物理数据模型设计两部分内容。逻辑模型设计关键是将概念模型向关系型数据库转换并对其进行优化。数据库物理模型设计关键指确定数据存放位置和存放结构，包含确定字段（数据类型、长度、精度）、关系、索引、日志、备份等数据存放分配合存放结构，确定系统配置等工作。
6.1 设计标准
叙述从逻辑模型和物理模型设计时需要遵照规则。
6.1.1 范式化
在针对CDM图进行细化和模式分解时，通常需符合遵照3NF，消除数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
但为了满足部分查询效率，通常能够将常见字段属性在部分表中作冗余，比如销售职员号和姓名通常需要在保单信息查询中同时显示到前台，那么姓名这个字段就能够在保单表中做冗余，但应用层应在更新这些信息实体表同时，也将含有这些信息关联表对应字段同时更新，以确保这些冗余信息正确性。
另外，数据库结构特征是静态，应留有扩充余地，使系统轻易改变。
6.1.2 数据驱动
这个标准通常和系统应用层设计结合考虑。采取数据驱动而非硬编码方法，很多策略变更和维护全部会方便得多，大大增强系统灵活性和扩展性。这在保险系统中通常表现为多种参数表。
比如业务系统和外部系统对账逻辑要访问外部数据源(文件、XML 文档、其它数据库等)，不妨把对应连接和路径信息存放在参数配置表里。假如用户界面实施工作流之类任务(发送通知书、打印发票、修改统计状态等)，那么产生工作流数据也能够存放在数据库里。角色权限管理也能够经过数据驱动来完成。实际上，假如过程是数据驱动，将很方便步骤类需求变更修改和实现。
6.1.3 完整性
1.使用主键实现实体完整性。主键尽可能不要使用用户录入值，而是系统生成值，因为一旦录错，既影响新值进入数据库，也不方便修改旧值，通常只能删除整条统计，影响了用户响应效率和增加数据库维护负担。
2.使用外键实现参考完整性。对于固有规则，从数据库层面来确保数据完整性愈加严谨，但要注意对于违反外键约束而不能进入数据库数据要在系统实现时考虑怎样返回具体错误信息。另外，需给必需常见外键建立索引。
3.使用约束和触发器实现用户定义完整性。如非空、限定范围或机构号等数据集检索。
4.使用查找控制数据完整性
控制数据完整性最好方法就是限制用户选择。只要有可能全部应该提供给用户一个清楚键值列表供其选择。这么将降低键入代码错误和误解同时提供数据一致性。一些公共数据尤其适合查找：国家代码、状态代码等。
6.1.4 灵活性和效率
1.合适建立视图，视图名称应以“v_”开头。
2.假如两个实体之间存在多对一关系，而且还有可能转化为多对多关系，那么最好一开始就设置成多对多关系。不然从现有多对一关系转变为多对多关系相对复杂。
3.对地址和电话考虑采取多个字段。
4.选择数字类型和文本类型字段长度应尽可能充足。
5.物理模型考虑对于大数据量表，增加机构、日期等字段方便后续做数据分片或集群。
6.假如业务数据采取分库存放，不一样库中表名尽可能不要反复，方便需要时建立跨库数据连接，方便访问SQL编写和移植。
7.控制每张表字段数量，假如字段数量过多，考虑将常见字段抽取出来单独建表，以提升访问效率。
8.小数据量表和参数表能够不建索引，不然索引维护对效率影响可能高于全表扫描。
9.接口用数据表增加是否处理完成状态标示和日期，方便必需时手工运维。
6.2 CASE工具使用要求
应使用Sybase PowerDesigner工具进行物理数据模型设计（PDM模型）。
层次布局和命名等要求参考概念数据模型。
示例：

7 附则
本规范由负责解释和修订。
本规范自公布之日起施行。