如何在数据库设计中找到冗余和速度之间的平衡点

（一）数据库设计原则

1.原始单据与实体之间的关系

可以是一对一、一对多、多对多的关系。在一般情况下，它们是一对一的关系：即一张原始单据对应且只对应一个实体。在特殊情况下，它们可能是一对多或多对一的关系，即一张原始单据对应多个实体，或多张原始单据对应一个实体。明确这种对应关系后，对我们设计录入界面大有好处。

2.主键与外键

一般而言，一个实体不能既无主键又无外键。在E-R图中，处于叶子部位的实体，可以定义主键，也可以不定义主键（因为它无子孙），但必须要有外键（因为它有父亲）。

主键与外键的设计，在全局数据库的设计中，占有重要地位。当全局数据库的设计完成以后，有个美国数据库设计专家说：“键，到处都是键，除了键之外，什么也没有。”这就是他的数据库设计经验之谈，也反映了他对信息系统核心（数据模型）的高度抽象思想。因为：主键是实体的高度抽象，主键与外键的配对，表示实体之间的连接。

3.基本表的性质

基本表与中间表、临时表不同，因为它具有如下四个特性：①原子性。基本表中的字段是不可再分解的。②原始性。基本表中的记录是原始数据（基础数据）的记录。③演绎性。由基本表与代码表中的数据，可以派生出所有的输出数据。④稳定性。基本表的结构是相对稳定的，表中的记录是要长期保存的。理解基本表的性质后，在设计数据库时，就能将基本表与中间表、临时表区分开来。

4.范式标准

基本表及其字段之间的关系，应尽量满足第三范式。但是，满足第三范式的数据库设计，通常不是最好的设计。为了提高数据库的运行效率，通常需要降低范式标准：适当增加冗余，达到以空间换时间的目的。

5.通俗地理解三个范式

通俗地理解三个范式，对于数据库设计大有好处。在数据库设计中，为了更好地应用三个范式，就必须通俗地理解三个范式（通俗地理解是够用的理解，并不是最科学最准确的理解）：第一范式：1NF是对属性的原子性约束，要求属性具有原子性，不可再分解；第二范式：2NF是对记录的唯一性约束，要求记录有唯一标识，即实体的唯一性；第三范式：3NF是对字段冗余性的约束，即任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余。

没有冗余的数据库设计可以做到。但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法是：在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余。

6.要善于识别与正确处理多对多的关系

若两个实体之间存在多对多的关系，则应消除这种关系。消除的办法是，在两者之间增加第三个实体。这样，原来一个多对多的关系，现在变为两个一对多的关系。要将原来两个实体的属性合理地分配到三个实体中去。这里的第三个实体，实质上是一个较复杂的关系，它对应一张基本表。一般来讲，数据库设计工具不能识别多对多的关系，但能处理多对多的关系。

7.主键PK的取值方法

PK是供程序员使用的表间连接工具，可以是无物理意义的数字串，由程序自动加1来实现。也可以是有物理意义的字段名或字段名的组合。不过前者比后者好。当PK是字段名的组合时，建议字段的个数不要太多，多了不但索引占用空间大，而且速度也慢。(www.xing528.com)

8.正确认识数据冗余

主键与外键在多表中的重复出现，不属于数据冗余，这个概念必须清楚，事实上有许多人还不清楚。非键字段的重复出现，才是数据冗余！而且是一种低级冗余，即重复性的冗余。高级冗余不是字段的重复出现，而是字段的派生出现。

9.E-R图没有标准答案

信息系统的E-R图没有标准答案，因为它的设计与画法不是唯一的，只要它覆盖了系统需求的业务范围和功能内容，就是可行的。反之要修改E-R图。尽管它没有唯一的标准答案，并不意味着可以随意设计。好的E-R图的标准是：结构清晰、关联简洁、实体个数适中、属性分配合理、没有低级冗余。

10.视图技术在数据库设计中很有用

与基本表、代码表、中间表不同，视图是一种虚表，它依赖数据源的实表而存在。视图是供程序员使用数据库的一个窗口，是基表数据综合的一种形式，是数据处理的一种方法，是用户数据保密的一种手段。为了进行复杂处理、提高运算速度和节省存储空间，视图的定义深度一般不得超过三层。若三层视图仍不够用，则应在视图上定义临时表，在临时表上再定义视图。这样反复交叠定义，视图的深度就不受限制了。

11.中间表、报表和临时表

中间表是存放统计数据的表，它是为数据仓库、输出报表或查询结果而设计的，有时它没有主键与外键（数据仓库除外）。临时表是程序员个人设计的，存放临时记录，为个人所用。基表和中间表由DBA维护，临时表由程序员自己用程序自动维护。

12.完整性约束表现在三个方面

域的完整性：用Check来实现约束，在数据库设计工具中，对字段的取值范围进行定义时，有一个Check按钮，通过它定义字段的值域。参照完整性：用PK、FK、表级触发器来实现。用户定义完整性：它是一些业务规则，用存储过程和触发器来实现。

13.防止数据库设计打补丁的方法是“三少原则”

一个数据库中表的个数越少越好。只有表的个数少了，才能说明系统的E-R图少而精，去掉了重复的多余的实体，形成了对客观世界的高度抽象，进行了系统的数据集成，防止了打补丁式的设计。

一个表中组合主键的字段个数越少越好。因为主键的作用，一是建主键索引，二是作为子表的外键，所以组合主键的字段个数少了，不仅节省了运行时间，而且节省了索引存储空间；

一个表中的字段个数越少越好。只有字段的个数少了，才能说明在系统中不存在数据重复，且很少有数据冗余，更重要的是督促读者学会“列变行”，这样就防止了将子表中的字段拉入到主表中去，在主表中留下许多空余的字段。所谓“列变行”就是将主表中的一部分内容拉出去，另外单独建一个子表。这个方法很简单，有的人就是不习惯、不采纳、不执行。

数据库设计的实用原则是：在数据冗余和处理速度之间找到合适的平衡点。“三少”是一个整体概念，综合观点，不能孤立某一个原则。该原则是相对的，不是绝对的。“三多”原则肯定是错误的。试想：若覆盖系统同样的功能，一百个实体（共一千个属性）的E-R图，肯定比二百个实体（共二千个属性）的E-R图，要好得多。