Cómo diseñar una base de datos
Según el método de diseño estándar y teniendo en cuenta todo el proceso de desarrollo de la base de datos y su sistema de aplicación, el diseño de la base de datos se divide en las siguientes seis etapas.
1. Análisis de requisitos
2. Diseño de estructura conceptual
3. Diseño de estructura lógica
4. >
5. Implementación de la base de datos
6. Operación y mantenimiento de la base de datos
El diseño de la base de datos generalmente se divide en seis etapas: 1. Analizar las necesidades del usuario, incluidos los datos, las funciones y los requisitos de rendimiento. Diseño de estructura conceptual: utilice principalmente el modelo E-R para el diseño, incluido el dibujo del diagrama E-R. 3. Diseño de estructura lógica: la conversión del modelo E-R a modelo relacional se puede realizar mediante la conversión en tablas; Ruta de acceso; 5. Implementación de la base de datos: incluida la programación, prueba y operación de prueba; 6. Operación y mantenimiento de la base de datos: operación del sistema y mantenimiento diario de la base de datos. ), analiza principalmente la tercera etapa, es decir, el diseño lógico. ?
En el proceso de diseño de la base de datos, el análisis de requisitos y el diseño conceptual se pueden realizar independientemente de cualquier sistema de gestión de base de datos, y el diseño lógico y el diseño físico están estrechamente relacionados con la presa seleccionada.
1. Etapa de análisis de requisitos (generalmente de arriba hacia abajo)
Para diseñar una base de datos, primero debe comprender y analizar con precisión las necesidades del usuario (incluidos los datos y el procesamiento). El análisis de requisitos es la base de todo el proceso de diseño y también es el paso más difícil y que requiere más tiempo. Si el análisis de la demanda es suficiente y preciso determina la velocidad y la calidad de la creación de una base de datos sobre esta base. Si el análisis de requisitos no se realiza bien, se reelaborará todo el diseño de la base de datos.
La tarea del análisis de requisitos es comprender completamente la descripción general del sistema original y aclarar las diversas necesidades de los usuarios a través de una investigación detallada de los objetos a procesar en el mundo real, y luego determinar las funciones del nuevo sistema sobre esta base. Los nuevos sistemas deben considerar plenamente posibles ampliaciones y cambios futuros y no pueden diseñarse únicamente en función de los requisitos de las aplicaciones actuales.
La investigación se centra en los datos y el procesamiento. Cumplir con los requisitos de información, requisitos de procesamiento, requisitos de seguridad e integridad.
Los métodos de análisis más utilizados son los métodos estructurados SA (¿análisis estructurado?). El método SA comienza desde la estructura organizativa del sistema de nivel superior y analiza el sistema mediante una descomposición de arriba hacia abajo y capa por capa.
El diagrama de flujo de datos expresa la relación entre los datos y el procesamiento. En el método SA, la lógica de procesamiento del proceso generalmente se describe mediante una tabla de decisión o un árbol de decisión. Cuando las funciones de procesamiento se descomponen gradualmente, los datos del sistema también se descomponen gradualmente, formando varios niveles de diagramas de flujo de datos. Los datos del sistema se describen a través de un diccionario de datos (DD). El diccionario de datos es una colección de varias descripciones de datos en el sistema. El diccionario de datos suele incluir cinco etapas: elementos de datos, estructura de datos, flujo de datos, almacenamiento y procesamiento de datos.
2. Etapa de diseño de la estructura conceptual (generalmente de abajo hacia arriba)
El diseño de la estructura conceptual es la clave para todo el diseño de la base de datos. Forma un diseño de la estructura conceptual a través de la síntesis, la inducción y. abstracción de las necesidades del usuario. Un modelo conceptual que es independiente de un sistema de gestión de bases de datos específico.
Generalmente existen cuatro enfoques para diseñar una estructura conceptual:
De arriba a abajo. Es decir, primero definir el marco de la estructura conceptual global y luego refinarlo gradualmente.
De abajo hacia arriba. Es decir, primero se define la estructura conceptual de cada aplicación local y luego se integra para obtener la estructura conceptual global.
Ampliar gradualmente. Primero defina la estructura conceptual central más importante y luego expanda hacia afuera para generar gradualmente otras estructuras conceptuales en forma de bola de nieve hasta obtener la estructura conceptual general.
Estrategias mixtas. Esa es una combinación de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba.
3. Etapa de diseño de estructura lógica (diagrama E-R)
El diseño de estructura lógica consiste en convertir la estructura conceptual en un modelo de datos respaldado por el sistema de gestión de bases de datos y optimizarlo.
En esta etapa, el diagrama E-R es sumamente importante. Todos deberían aprender las propiedades definidas por cada entidad para dibujar el diagrama E-R general.
Existen tres tipos principales de conflictos entre cada diagrama E-R: conflictos de atributos, conflictos de nombres y conflictos estructurales.
La conversión del diagrama E-R al modelo relacional tiene como objetivo resolver el problema de cómo convertir entidades y las relaciones entre entidades en modelos relacionales, y cómo determinar los atributos y códigos de estos modelos relacionales.
4. Etapa de diseño físico
El diseño físico consiste en seleccionar la estructura física (incluida la estructura de almacenamiento y el método de acceso) que sea más adecuada para el entorno de aplicación del modelo de estructura de datos lógica.
Primero, las transacciones en ejecución deben analizarse en detalle para obtener los parámetros necesarios para seleccionar un diseño de base de datos física. En segundo lugar, debemos comprender completamente las características internas del RDBMS utilizado, especialmente los métodos de acceso y las estructuras de almacenamiento proporcionadas por el sistema.
Existen tres métodos de acceso comúnmente utilizados: 1. Actualmente, el método de índice es principalmente el método de índice de árbol B +. 2. Método de agrupación. 3. Este es un método de hash.
5. Etapa de implementación de la base de datos
En la etapa de implementación de la base de datos, los diseñadores operan el lenguaje de la base de datos (como sql) y su lenguaje host proporcionado por el DBMS, y lo establecen en función de los resultados. de diseño lógico y diseño físico de bases de datos, compilar y depurar aplicaciones, organizar el almacenamiento de datos y realizar ejecuciones de pruebas.
6. Etapa de operación y mantenimiento de la base de datos
Después de la operación de prueba, el sistema de aplicación de la base de datos se puede poner en operación formal. Durante la operación del sistema de la base de datos, se debe evaluar continuamente. , ajustado y modificado.
Cinco pasos en el diseño de bases de datos
Cinco pasos en el diseño de bases de datos
1. Determinar entidades y relaciones
a) Comportamiento claro de las macros. ¿Para qué se utiliza la base de datos? Por ejemplo, gestionar la información de los empleados.
b) Determinar la entidad. Para una serie de acciones, determine el alcance temático de la información que se gestiona. Esto se convertirá en una mesa. Por ejemplo, contratar empleados, designar departamentos específicos y determinar niveles de habilidades.
Determinar la relación. Analizar el comportamiento y determinar relaciones entre tablas. Por ejemplo, existe una relación entre departamentos y empleados. Dale un nombre a la relación.
Refinar el comportamiento. Comencemos con los macrocomportamientos y ahora examinemos estos comportamientos en detalle para ver qué comportamientos se pueden transformar en microcomportamientos. Por ejemplo, la gestión de la información de los empleados se puede dividir en:
Agregar nuevos empleados
Modificar la información de los empleados existentes
Eliminar empleados transferidos.
Determinar reglas de negocio. Analiza las reglas de negocio y decide cuál quieres adoptar. Por ejemplo, podría haber una regla según la cual un departamento tiene un solo líder de departamento. Estas reglas se diseñarán en la estructura de la base de datos.
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Ejemplo:
ACME es una pequeña empresa que opera en cinco hay oficinas locales. Actualmente hay 75 empleados. La empresa estaba preparada para crecer rápidamente y la dividió en nueve divisiones, cada una con su propio director.
Para ayudar a encontrar nuevos empleados, el Departamento de Recursos Humanos ha planificado 68 competencias para preparar la futura gestión de personal. Al contratar empleados, determine el nivel de experiencia para cada habilidad.
Definir comportamientos macro
Algunos comportamientos macro de las empresas ACME incluyen:
●Reclutar empleados
●Despedir empleados
●Administrar la información personal de los empleados.
●Información sobre las habilidades necesarias para gestionar la empresa.
●¿Qué empleado tiene las habilidades que deben gestionarse?
●Administrar información
●Administrar información de la oficina.
Identificar entidades y relaciones
Podemos identificar el área temática (tabla) donde se almacena la información y sus relaciones, y crear un diagrama basado en el comportamiento y descripción de la macro.
Usamos cuadros para representar tablas y diamantes para representar relaciones. Podemos determinar qué relaciones son uno a muchos, uno a uno y muchos a muchos.
Este es un boceto de E-R que se perfeccionará más adelante.
Optimizar los macrocomportamientos
Los siguientes microcomportamientos se forman en función de los macrocomportamientos anteriores:
●Agregar o eliminar empleados.
●Agregar o eliminar oficinas.
Enumera todos los empleados del departamento.
●Agregar una habilidad.
●Agregue una habilidad a los empleados.
Determinar las habilidades de los empleados.
●Determine el nivel de habilidades de cada empleado.
●Identifique a todos los empleados que tengan el mismo nivel de habilidad.
●Modificar los niveles de habilidad de los empleados.
Estos microcomportamientos se pueden utilizar para determinar qué tabla o relación se requiere.
Determinar reglas de negocio
Las reglas de negocio se utilizan normalmente para determinar relaciones de uno a muchos, uno a uno y muchos a muchos.
Las reglas de negocio relevantes podrían ser:
●Ahora hay cinco oficinas; la ampliación máxima permitida es 10.
●Los empleados pueden cambiar de departamento u oficina.
●Cada departamento tiene un líder de departamento.
●Cada oficina tiene un máximo de 3 números de teléfono.
●Cada número de teléfono tiene uno o más números de extensión.
●Al contratar empleados, determine el nivel de experiencia para cada habilidad.
●Cada empleado tiene de 3 a 20 habilidades.
●Los empleados pueden o no estar asignados a una oficina.
2. Determine los datos requeridos
Para determinar los datos requeridos:
a) Determine los datos de respaldo
b) Columnas Todas datos a seguir. Las tablas de descripción de datos responden a estas preguntas: quién, qué, dónde, cuándo y por qué.
c) Crear datos para cada tabla.
d) Enumere los datos disponibles para cada tabla que actualmente parezca apropiada.
e) Establecer datos para cada relación.
f) En caso afirmativo, indique los datos aplicables para cada relación.
Determine los datos de respaldo
Los datos de respaldo que determine se convertirán en los nombres de los campos en la tabla. Por ejemplo, los siguientes datos se aplicarán a la tabla Empleado, a la tabla Habilidad y a la tabla Experto en .
Empleado
Habilidades
Competente en...
Prueba de identidad
Prueba de identidad
Nivel
Apellido
Nombre
Fecha de adquisición
Primer carácter de un nombre occidental
Descripción
? ? Departamento
? ? ¿Oficina
? ? Dirección
? ? Si graficaras estos datos, se vería así:
?
Nota:
●Al determinar los datos admitidos, asegúrese de consultar los comportamientos macro que determinó previamente para comprender cómo utilizar los datos. ?
Por ejemplo, si sabe que necesita una lista de todos los empleados ordenados por apellido, asegúrese de dividir los datos de respaldo en nombre y apellido, en lugar de simplemente proporcionar nombres. ?
●Será mejor que mantengas el nombre que elijas coherente. Esto facilitará el mantenimiento de la base de datos y la lectura de los informes de salida. ?
Por ejemplo, si usas el nombre abreviado Emp_status en algunos lugares, no debes usar tu nombre completo (Empolyee_ID) en otro lugar. En cambio, los nombres deben ser estado de empleado e identificación de empleado. ?
No importa si los datos corresponden a la tabla correcta, tú puedes decidir según tu preferencia. En la siguiente sección, probará esto para determinarlo. 3. Estandarizar datos
La normalización es una serie de pruebas que se utilizan para eliminar la redundancia de datos y garantizar que los datos estén asociados con la tabla o relación correcta. * * *Hay cinco pruebas. En esta sección, analizaremos tres de uso común.
Para obtener más información sobre pruebas estandarizadas, consulte libros sobre diseño de bases de datos.
Formato estandarizado
El formato estandarizado es un método de prueba común para datos estandarizados. Después de que sus datos pasen la primera prueba, se considera que han alcanzado el primer formato estandarizado; después de pasar la segunda prueba, han alcanzado el segundo formato estandarizado; después de pasar la tercera prueba, han alcanzado el tercer formato estandarizado;
Cómo estandarizar el formato:
1. Listar datos
2. Identificar al menos una clave para cada tabla. Cada tabla debe tener una clave principal.
3. Determinar la clave de relación. La clave de una relación es la clave que une las dos tablas.
4. Verifique los datos calculados en la lista de datos admitidos. Los datos calculados normalmente no se almacenan en una base de datos.
5. Coloque los datos en un formato estándar en la primera pasada:
6. Elimine datos duplicados de tablas y relaciones.
7. Crea una o más tablas y relaciones con los datos que eliminaste.
8. Coloque los datos en un formato estándar en la segunda pasada:
9. Utilice múltiples claves para identificar tablas y relaciones.
10. Eliminar datos que sólo dependan de parte de la clave.
11. Crea una o más tablas y relaciones con los datos que eliminaste.
12. Convertir los datos al tercer formato estandarizado:
13. Eliminar datos que dependan de otros datos de la tabla o relación y que no sean una clave.
14. Crea una o más tablas y relaciones con los datos que eliminaste.
Datos y claves
Antes de comenzar la normalización (datos de prueba), simplemente enumere los datos y determine una clave principal única para cada tabla. La clave puede constar de un campo o de varios campos (llaves entrelazadas).
La clave principal es un conjunto de campos que distingue de forma única cada fila de una tabla. La clave principal de la tabla de empleados es el campo de identificación del empleado. Las claves principales en la relación laboral incluyen los campos de código de oficina y de identificación del empleado. Asigne una clave a cada relación en la base de datos y extraiga sus claves de cada tabla a la que esté conectada.
Relación
Clave
Oficina
*Código de oficina
? ? ¿Dirección de la oficina
? ? Número de teléfono
Trabajar en...
*Código de oficina
? ? *ID de empleado
Departamento
*ID de departamento
? ? Nombre del departamento
Encabezado
*ID del departamento
? ? *ID del empleado
VS. . . ¿Contacto
*ID de departamento
? ? *ID de empleado
Habilidad
*ID de habilidad
? ? ¿Nombre de la habilidad
? ? Descripción de la habilidad
Competente en...
*ID de habilidad
? ? *¿ID del empleado
? ? ¿Competencia
? ? ¿Fecha de adquisición
Empleado
*ID del empleado
? ? ¿Apellido
? ? ¿El primer carácter de un nombre occidental
? ? ¿Número de Seguro Social
? ? ¿Calle del empleado
? ? ¿Ciudad del empleado
? ? ¿Estado de empleado
? ? ¿Número de teléfono del empleado
? ? Fecha de nacimiento
Pone los datos en un formato estándar en la primera pasada.
●Eliminar grupos duplicados
●La primera vez que pruebe el formato estandarizado, elimine los grupos duplicados y colóquelos en sus propias tablas.
●En el siguiente ejemplo, el número de teléfono se puede repetir. Un empleado puede tener varios números de teléfono. ) elimine los grupos duplicados y cree una nueva tabla denominada Teléfono. Crea una asociación entre el teléfono y la oficina.
Coloque los datos en un formato estándar para la segunda pasada.
Eliminar datos que no dependan de la clave completa.
●Solo vea tablas y relaciones con múltiples claves. Para probar el segundo formato normalizado, elimine todos los datos que no dependan de la clave completa (todos los campos que componen la clave).
En este caso, la tabla Empleado original tiene una clave que consta de dos campos. Algunos datos no dependen de la clave completa; por ejemplo, el nombre del departamento solo depende de una de las claves (ID del departamento). Por lo tanto, el ID del departamento y otros datos del empleado no dependen de él y deben moverse a una nueva tabla llamada Departamento y crear una relación llamada Asignado a para el empleado y el departamento.
Pon los datos en el formato estándar del tercer pase.
Eliminar datos que no dependan directamente de la clave.
●Tercera prueba estandariza el formato y elimina datos que no dependen directamente de la clave sino de otros datos.
En este caso, los datos de la tabla Empleado original dependen de su clave (ID de empleado). Sin embargo, la ubicación de la oficina y el número de teléfono de la oficina dependen de otro campo, que es el código de la oficina. No dependen directamente de la clave de identificación del empleado. Mueva este conjunto de datos (incluidos los códigos de oficina) a una nueva tabla denominada Oficina y cree una relación denominada Trabaja en para Empleado y Oficina.
Piense en las relaciones
Cuando completa el proceso de estandarización, su diseño está casi completo. Todo lo que necesitas hacer es pensar en las relaciones.
Considere la relación con los datos.
Algunos de sus conjuntos de relaciones pueden contener datos. Esto sucede a menudo en relaciones de muchos a muchos.
En este caso, convierta la relación en una tabla. Las claves de la relación siguen siendo claves en la tabla.
Considera una relación sin datos.
Para implementar una relación sin datos, es necesario definir claves externas. Una clave externa es uno o más campos que contienen una clave principal de otra tabla. Las claves externas le permiten unir varias tablas de datos simultáneamente.
Existen algunos principios básicos que le ayudarán a decidir dónde colocar estas claves:
¿Una a muchas? En una relación de uno a muchos, la clave principal en "uno" se coloca en "muchos". En este ejemplo, la clave externa se coloca en la tabla Empleados.
¿Uno a uno? En una relación uno a uno, las claves foráneas se pueden colocar en cualquier tabla. Si se debe colocar de un lado y no del otro, se debe colocar del lado necesario. En este ejemplo, la clave externa (ID principal) está en la tabla Departamento porque es obligatoria.
¿Muchos a muchos? En una relación de muchos a muchos, se utilizan dos claves externas para crear una nueva tabla. Las tablas antiguas existentes están vinculadas a través de esta nueva tabla.
5. Verifica el diseño
Antes de finalizar el diseño, debes asegurarte de que se ajuste a tus necesidades. Verifica el comportamiento que definiste al principio y asegúrate de que puedes obtener todos los datos que necesitas para ese comportamiento:
¿Puedes encontrar una manera de esperar toda la información que necesitas?
●¿El diseño satisface sus necesidades?
●¿Están disponibles todos los datos solicitados?
Si respondiste afirmativamente a todas las preguntas anteriores, entonces ya casi has terminado con tu diseño.
Dibujos completos
El diseño final se ve así:
Diseñe las propiedades de la tabla de la base de datos
El diseño de la base de datos debe determinar qué tablas hay y qué campos tiene cada tabla. Esta sección analiza cómo especificar las propiedades de cada campo.
Para cada campo, debes decidir el nombre del campo, el tipo de datos y el tamaño, si deseas permitir valores nulos y si quieres que la base de datos limite los valores permitidos en el campo.
Seleccione un nombre de dominio
Los nombres de campo pueden ser cualquier combinación de letras, números o símbolos. Sin embargo, si el nombre del campo contiene letras, números o guiones bajos, o no comienza con una letra, o si es una palabra clave (consulte la tabla de palabras clave para obtener más detalles), el nombre del campo debe estar entre comillas dobles cuando se utilice.
Seleccione el tipo de datos del campo.
Los tipos de datos admitidos por SQL Anywhere incluyen:
Enteros (int, entero, pequeño)
Decimal, números)
Coma flotante números (punto flotante, doble)
Tipo de carácter (char, varchar, varchar largo)
binario, binario largo)
Tipo de fecha/hora (Fecha, hora, marca de tiempo)
Tipos definidos por el usuario
Para obtener información sobre los tipos de datos, consulte la sección "Tipos de datos de SQL Anywhere". El tipo de datos de un campo afecta el tamaño máximo del campo. Por ejemplo, si se especifica SMALLINT, este campo puede contener un número entero de 32.767. INTEGER puede almacenar números enteros de 2, 147, 483 y 647. Para CHAR, se debe especificar el valor máximo del campo.
Por ejemplo, el tipo de datos binarios largos se puede utilizar para almacenar imágenes (como mapas de bits) o documentos de edición de texto en una base de datos. Estos tipos de información suelen denominarse objetos binarios grandes o BLOBS.
Para obtener una descripción completa de cada tipo de datos, consulte "Tipos de datos de SQL Anywhere".