目錄

一、前言

二、應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本流程

三、數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)

1、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

2、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

3、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

四、小結(jié)

一、前言

GaussDB數(shù)據(jù)庫是一款企業(yè)級(jí)分布式數(shù)據(jù)庫，支持集中式和分布式兩種部署形態(tài)。它面向金融互聯(lián)網(wǎng)交易和政企OA/辦公等場(chǎng)景，具有安全可靠、超高性能、簡(jiǎn)單易用等優(yōu)勢(shì)。

在GaussDB中，數(shù)據(jù)建模是非常重要的一部分。數(shù)據(jù)建模是指根據(jù)業(yè)務(wù)需求和數(shù)據(jù)特點(diǎn)，將現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體、屬性、關(guān)系等概念抽象出來，并用一定的方式表示成計(jì)算機(jī)可以理解的形式。數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)的目的是為了建立一個(gè)能夠滿足業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，使得數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、更新等操作更加高效、可靠、安全。

在GaussDB中，可以使用E-R圖來進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，E-R圖也稱實(shí)體-聯(lián)系圖(Entity Relationship Diagram)，提供了表示實(shí)體類型、屬性和聯(lián)系的方法，用來描述現(xiàn)實(shí)世界的概念模型，它可以幫助您更好地理解您的業(yè)務(wù)邏輯并將其轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。

二、應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本流程

應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基本流程簡(jiǎn)圖：

第一步：需求分析：主要包括數(shù)據(jù)、功能、性能等

第二步：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：主要包括概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等

第三步：數(shù)據(jù)庫實(shí)施：選擇數(shù)據(jù)庫軟件，并進(jìn)行落地。

第四步：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)和優(yōu)化。

其中數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)(Database Design)是E-R設(shè)計(jì)模型中的主要環(huán)節(jié)。

三、數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)

本節(jié)結(jié)合GaussDB數(shù)據(jù)庫的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，以簡(jiǎn)單的訂單模型舉例來演示數(shù)據(jù)庫模型的設(shè)計(jì)過程。

數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)主要分以下3個(gè)階段：

1、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

概念數(shù)據(jù)模型（CDM）是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模，其目標(biāo)是統(tǒng)一業(yè)務(wù)概念，作為業(yè)務(wù)人員和技術(shù)人員之間溝通的橋梁，確定不同實(shí)體之間的最高層次的關(guān)系。其特征包括:

• 面向用戶，反映用戶的業(yè)務(wù)需求
• 抽象性強(qiáng)，不涉及具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)
• 層次結(jié)構(gòu)清晰，各層之間有一定的關(guān)系
• 可擴(kuò)展性好，可以方便地添加新的實(shí)體和關(guān)系等。

所以這個(gè)階段，我們主要完成從需求中抽象出示實(shí)體集和關(guān)系集。

示例系統(tǒng)：訂單系統(tǒng)，實(shí)體（訂單、客戶、供應(yīng)商、商品、地址）。

實(shí)體集之間關(guān)系集梳理：

1）客戶與訂單是一對(duì)多

2）客戶與地址是一對(duì)一

3）供應(yīng)商與地址是一對(duì)一

4）供應(yīng)商與商品是一對(duì)多

5）訂單與商品是一對(duì)多

如圖, 確定不同實(shí)體之間的最高層次的關(guān)系：

2、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

邏輯數(shù)據(jù)模型(LDM)盡可能詳細(xì)地描述數(shù)據(jù)， 邏輯數(shù)據(jù)模型的特征包括：

• 包括所有實(shí)體和它們之間的關(guān)系
• 指定了每個(gè)實(shí)體的所有屬性
• 指定外鍵(標(biāo)識(shí)不同實(shí)體之間關(guān)系的鍵)
• 關(guān)系表規(guī)范化等。

如圖, 完善每個(gè)實(shí)體的屬性：???????

3、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段

物理數(shù)據(jù)模型(PDM)表示如何在數(shù)據(jù)庫中構(gòu)建模型。 物理數(shù)據(jù)庫模型顯示所有表結(jié)構(gòu)，包括列名，列數(shù)據(jù)類型，列約束，主鍵，外鍵以及表之間的關(guān)系。物理數(shù)據(jù)模型的功能包括：

• 規(guī)范所有表和列
• 外鍵用于標(biāo)識(shí)表之間的關(guān)系。
• 物理上的考慮可能導(dǎo)致物理數(shù)據(jù)模型與邏輯數(shù)據(jù)模型有差異
• 不同的RDBMS的物理數(shù)據(jù)模型將有所不同，例如MySQL和GaussDB之間列的數(shù)據(jù)類型可能有所不同。
• 目標(biāo)是指定如何用數(shù)據(jù)庫模式來實(shí)現(xiàn)邏輯數(shù)據(jù)模型，以及真正的保存數(shù)據(jù)。

如圖，完成所有實(shí)體轉(zhuǎn)換為表，轉(zhuǎn)換所有關(guān)系集為相關(guān)表的外鍵，轉(zhuǎn)換所有屬性為列。

?

針對(duì)上面的物理數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)時(shí)，GaussDB數(shù)據(jù)庫有如下字段設(shè)置規(guī)范建議：

1. 合理選用字符串?dāng)?shù)據(jù)類型。優(yōu)先使用變長(zhǎng)字符類VARCHAR。只有該字段輸入確定為固定字符則使用定長(zhǎng)字符類型，或需要自動(dòng)補(bǔ)充空格，才使用CHAR(n)。
2. 字符類型字段不應(yīng)存儲(chǔ)數(shù)字類型的數(shù)據(jù)。如果對(duì)存儲(chǔ)在字符類型字段中的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，或者與數(shù)值進(jìn)行比較操作（如置于過濾條件中），會(huì)帶來不必要的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的開銷，同時(shí)該字段上的索引可能失效，影響查詢性能。
3. 字符類型字段不應(yīng)存儲(chǔ)時(shí)間或日期類數(shù)據(jù)。如果對(duì)存儲(chǔ)在字符類型字段中的數(shù)據(jù)與日期類數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算或比較操作（如置于過濾條件中），會(huì)帶來不必要的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的開銷，同時(shí)該字段上的索引可能失效，影響查詢性能。
4. 對(duì)于明確不存在NULL值的字段加上NOT NULL約束。對(duì)于NOT NULL字段，優(yōu)化器在某些場(chǎng)景下會(huì)進(jìn)行特殊優(yōu)化，可較大提升查詢性能。
5. 相關(guān)聯(lián)字段的數(shù)據(jù)類型應(yīng)保持一致。在進(jìn)行關(guān)聯(lián)操作時(shí)，如果字段類型不一致，會(huì)帶來數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換開銷。
6. 大字段（例如varchar（1000）、varchar(4000)）不建議超過8個(gè)。
7. 字段定義時(shí)建議同時(shí)創(chuàng)建COMMENT注釋信息，以便于未來維護(hù)。
8. 不建議對(duì)表預(yù)留字段。大部分場(chǎng)景下可支持快速新增、刪除表字段，或者修改字段的DEFAULT值。
9. 盡量使用高效的數(shù)值類數(shù)據(jù)類型。在滿足業(yè)務(wù)精度的情況下，選擇的優(yōu)先級(jí)從高到低依次為整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、NUMERIC。
10. 合理設(shè)置數(shù)值字段的數(shù)據(jù)類型，根據(jù)取值范圍選擇合適的數(shù)值類型，盡量少用NUMERIC/DECIMAL類型。NUMERIC和DECIMAL等價(jià)，NUMERIC(或DECIMAL）數(shù)據(jù)類型操作對(duì)CPU消耗較高。

數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)的三個(gè)主要階段匯總?cè)缦拢?/strong>