資料庫系統的設計方法有哪些方法有哪些方法

A. 資料庫概念設計的方法是什麼

資料庫概念構設計的任務是在需求分析階段產生的需求說明書的基礎上，按照特定的方法把它們抽象為一個不依賴於任何具體機器的數據模型，即概念模型。

概念模型使設計者的注意力能夠從復雜的實現細節中解脫出來，而只集中在最重要的信息的組織結構和處理模式上。

B. 資料庫的規范化設計方法～

第一範式（1NF）：資料庫表中的欄位都是單一屬性的，不可再分。這個單一屬性由基本類型構成，包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。

例如，如下的資料庫表是符合第一範式的：

欄位1 欄位2 欄位3 欄位4

而這樣的資料庫表是不符合第一範式的：

欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
欄位3.1 欄位3.2

很顯然，在當前的任何關系資料庫管理系統（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一範式的資料庫，因為這些DBMS不允許你把資料庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現有的DBMS中設計出不符合第一範式的資料庫都是不可能的。

第二範式（2NF）：資料庫表中不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的部分函數依賴（部分函數依賴指的是存在組合關鍵字中的某些欄位決定非關鍵欄位的情況），也即所有非關鍵欄位都完全依賴於任意一組候選關鍵字。

假定選課關系表為SelectCourse(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱)，因為存在如下決定關系：

(學號, 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學分)

這個資料庫表不滿足第二範式，因為存在如下決定關系：

(課程名稱) → (學分)

(學號) → (姓名, 年齡)

即存在組合關鍵字中的欄位決定非關鍵字的情況。

由於不符合2NF，這個選課關系表會存在如下問題：

(1) 數據冗餘：

同一門課程由n個學生選修，"學分"就重復n-1次；同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重復了m-1次。

(2) 更新異常：

若調整了某門課程的學分，數據表中所有行的"學分"值都要更新，否則會出現同一門課程學分不同的情況。

(3) 插入異常：

假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由於還沒有"學號"關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。

(4) 刪除異常：

假設一批學生已經完成課程的選修，這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。

把選課關系表SelectCourse改為如下三個表：

學生：Student(學號, 姓名, 年齡)；

課程：Course(課程名稱, 學分)；

選課關系：SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。

這樣的資料庫表是符合第二範式的， 消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

另外，所有單關鍵字的資料庫表都符合第二範式，因為不可能存在組合關鍵字。

第三範式（3NF）：在第二範式的基礎上，數據表中如果不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。所謂傳遞函數依賴，指的是如果存在"A → B → C"的決定關系，則C傳遞函數依賴於A。因此，滿足第三範式的資料庫表應該不存在如下依賴關系：

關鍵欄位 → 非關鍵欄位x → 非關鍵欄位y

假定學生關系表為Student(學號, 姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)，關鍵字為單一關鍵字"學號"，因為存在如下決定關系：

(學號) → (姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)

這個資料庫是符合2NF的，但是不符合3NF，因為存在如下決定關系：

(學號) → (所在學院) → (學院地點, 學院電話)

即存在非關鍵欄位"學院地點"、"學院電話"對關鍵欄位"學號"的傳遞函數依賴。

它也會存在數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況，讀者可自行分析得知。

把學生關系表分為如下兩個表：

學生：(學號, 姓名, 年齡, 所在學院)；

學院：(學院, 地點, 電話)。

這樣的資料庫表是符合第三範式的，消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

鮑依斯-科得範式（BCNF）：在第三範式的基礎上，資料庫表中如果不存在任何欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。

假設倉庫管理關系表為StorehouseManage(倉庫ID, 存儲物品ID, 管理員ID, 數量)，且有一個管理員只在一個倉庫工作；一個倉庫可以存儲多種物品。這個資料庫表中存在如下決定關系：

(倉庫ID, 存儲物品ID) →(管理員ID, 數量)

(管理員ID, 存儲物品ID) → (倉庫ID, 數量)

所以，(倉庫ID, 存儲物品ID)和(管理員ID, 存儲物品ID)都是StorehouseManage的候選關鍵字，表中的唯一非關鍵欄位為數量，它是符合第三範式的。但是，由於存在如下決定關系：

(倉庫ID) → (管理員ID)

(管理員ID) → (倉庫ID)

即存在關鍵欄位決定關鍵欄位的情況，所以其不符合BCNF範式。它會出現如下異常情況：

(1) 刪除異常：

當倉庫被清空後，所有"存儲物品ID"和"數量"信息被刪除的同時，"倉庫ID"和"管理員ID"信息也被刪除了。

(2) 插入異常：

當倉庫沒有存儲任何物品時，無法給倉庫分配管理員。

(3) 更新異常：

如果倉庫換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。

把倉庫管理關系表分解為二個關系表：

倉庫管理：StorehouseManage(倉庫ID, 管理員ID)；

倉庫：Storehouse(倉庫ID, 存儲物品ID, 數量)。

這樣的資料庫表是符合BCNF範式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。

範式應用

我們來逐步搞定一個論壇的資料庫，有如下信息：

（1） 用戶：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址

（2） 帖子：發帖標題，發帖內容，回復標題，回復內容

第一次我們將資料庫設計為僅僅存在表：

用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖標題 發帖內容 回復標題 回復內容

這個資料庫表符合第一範式，但是沒有任何一組候選關鍵字能決定資料庫表的整行，唯一的關鍵欄位用戶名也不能完全決定整個元組。我們需要增加"發帖ID"、"回復ID"欄位，即將表修改為：

用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖ID 發帖標題 發帖內容 回復ID 回復標題 回復內容

這樣數據表中的關鍵字(用戶名，發帖ID，回復ID)能決定整行：

(用戶名,發帖ID,回復ID) → (email,主頁,電話,聯系地址,發帖標題,發帖內容,回復標題,回復內容)

C. 資料庫設計的基本步驟

資料庫設計的基本步驟如下：

1、安裝並打開MySQL WorkBench軟體以後，在軟體的左側邊欄有三個選項，分別是對應「連接資料庫」、「設計資料庫」、「遷移資料庫」的功能。這類選擇第二項，設計資料庫，點擊右邊的「＋」號，創建models。

D. 資料庫如何設計

資料庫設計的基本步驟

按照規范設計的方法，考慮資料庫及其應用系統開發全過程，將資料庫設計分為以下6個階段

1.需求分析

2.概念結構設計

3.邏輯結構設計

4.物理結構設計

5.資料庫實施

6.資料庫的運行和維護

資料庫設計通常分為6個階段1分析用戶的需求，包括數據、功能和性能需求；2概念結構設計：主要採用E-R模型進行設計，包括畫E-R圖；3邏輯結構設計：通過將轉換成表，實現從E-R模型到關系模型的轉換；4：主要是為所設計的資料庫選擇合適的和存取路徑；5資料庫的實施：包括編程、測試和試運行；6資料庫運行與維護：系統的運行與資料庫的日常維護。）,主要討論其中的第3個階段,即邏輯設計。

在資料庫設計過程中，需求分析和概念設計可以獨立於任何資料庫管理系統進行，邏輯設計和物理設計與選用的DAMS密切相關。

1.需求分析階段（常用自頂向下）

進行資料庫設計首先必須准確了解和分析用戶需求（包括數據與處理）。需求分析是整個設計過程的基礎，也是最困難，最耗時的一步。需求分析是否做得充分和准確，決定了在其上構建資料庫大廈的速度與質量。需求分析做的不好，會導致整個資料庫設計返工重做。

需求分析的任務，是通過詳細調查現實世界要處理的對象，充分了解原系統工作概況，明確用戶的各種需求，然後在此基礎上確定新的系統功能，新系統還得充分考慮今後可能的擴充與改變，不僅僅能夠按當前應用需求來設計。

調查的重點是，數據與處理。達到信息要求，處理要求，安全性和完整性要求。

分析方法常用SA(Structured Analysis) 結構化分析方法，SA方法從最上層的系統組織結構入手，採用自頂向下，逐層分解的方式分析系統。

數據流圖表達了數據和處理過程的關系，在SA方法中，處理過程的處理邏輯常常藉助判定表或判定樹來描述。在處理功能逐步分解的同事，系統中的數據也逐級分解，形成若干層次的數據流圖。系統中的數據則藉助數據字典（data dictionary，DD）來描述。數據字典是系統中各類數據描述的集合，數據字典通常包括數據項，數據結構，數據流，數據存儲，和處理過程5個階段。

2.概念結構設計階段（常用自底向上）

概念結構設計是整個資料庫設計的關鍵，它通過對用戶需求進行綜合，歸納與抽象，形成了一個獨立於具體DBMS的概念模型。

設計概念結構通常有四類方法：

• 自頂向下。即首先定義全局概念結構的框架，再逐步細化。

• 自底向上。即首先定義各局部應用的概念結構，然後再將他們集成起來，得到全局概念結構。

• 逐步擴張。首先定義最重要的核心概念結構，然後向外擴張，以滾雪球的方式逐步生成其他的概念結構，直至總體概念結構。

• 混合策略。即自頂向下和自底向上相結合。

3.邏輯結構設計階段（E-R圖）

邏輯結構設計是將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型，並將進行優化。

在這階段，E-R圖顯得異常重要。大家要學會各個實體定義的屬性來畫出總體的E-R圖。

各分E-R圖之間的沖突主要有三類：屬性沖突，命名沖突，和結構沖突。

E-R圖向關系模型的轉換，要解決的問題是如何將實體性和實體間的聯系轉換為關系模式，如何確定這些關系模式的屬性和碼。

4.物理設計階段

物理設計是為邏輯數據結構模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）。

首先要對運行的事務詳細分析，獲得選擇物理資料庫設計所需要的參數，其次，要充分了解所用的RDBMS的內部特徵，特別是系統提供的存取方法和存儲結構。

常用的存取方法有三類：1.索引方法，目前主要是B+樹索引方法。2.聚簇方法（Clustering）方法。3.是HASH方法。

5.資料庫實施階段

資料庫實施階段，設計人員運營DBMS提供的資料庫語言（如sql）及其宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果建立資料庫，編制和調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行。

6.資料庫運行和維護階段

資料庫應用系統經過試運行後，即可投入正式運行，在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價，調整，修改。

資料庫設計5步驟
Five Steps to design the Database

1.確定entities及relationships

a)明確宏觀行為。資料庫是用來做什麼的？比如，管理雇員的信息。

b)確定entities。對於一系列的行為，確定所管理信息所涉及到的主題范圍。這將變成table。比如，僱用員工，指定具體部門，確定技能等級。

c)確定relationships。分析行為，確定tables之間有何種關系。比如，部門與雇員之間存在一種關系。給這種關系命名。

d)細化行為。從宏觀行為開始，現在仔細檢查這些行為，看有哪些行為能轉為微觀行為。比如，管理雇員的信息可細化為：

· 增加新員工

· 修改存在員工信息

· 刪除調走的員工

e)確定業務規則。分析業務規則，確定你要採取哪種。比如，可能有這樣一種規則，一個部門有且只能有一個部門領導。這些規則將被設計到資料庫的結構中。

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範例：
ACME是一個小公司，在5個地方都設有辦事處。當前，有75名員工。公司准備快速擴大規模，劃分了9個部門，每個部門都有其領導。
為有助於尋求新的員工，人事部門規劃了68種技能，為將來人事管理作好准備。員工被招進時，每一種技能的專業等級都被確定。


定義宏觀行為
一些ACME公司的宏觀行為包括：
● 招聘員工
● 解僱員工
● 管理員工個人信息
● 管理公司所需的技能信息
● 管理哪位員工有哪些技能
● 管理部門信息
● 管理辦事處信息
確定entities及relationships
我們可以確定要存放信息的主題領域(表)及其關系，並創建一個基於宏觀行為及描述的圖表。
我們用方框來代表table，用菱形代表relationship。我們可以確定哪些relationship是一對多，一對一，及多對多。
這是一個E-R草圖，以後會細化。



細化宏觀行為
以下微觀行為基於上面宏觀行為而形成：
● 增加或刪除一個員工
● 增加或刪除一個辦事處
● 列出一個部門中的所有員工
● 增加一項技能
● 增加一個員工的一項技能
● 確定一個員工的技能
● 確定一個員工每項技能的等級
● 確定所有擁有相同等級的某項技能的員工
● 修改員工的技能等級

這些微觀行為可用來確定需要哪些table或relationship。

確定業務規則
業務規則常用於確定一對多，一對一，及多對多關系。
相關的業務規則可能有：
● 現在有5個辦事處；最多允許擴展到10個。
● 員工可以改變部門或辦事處
● 每個部門有一個部門領導
● 每個辦事處至多有3個電話號碼
● 每個電話號碼有一個或多個擴展
● 員工被招進時，每一種技能的專業等級都被確定。
● 每位員工擁有3到20個技能
● 某位員工可能被安排在一個辦事處，也可能不安排辦事處。

2.確定所需數據

要確定所需數據：

a)確定支持數據

b)列出所要跟蹤的所有數據。描述table(主題)的數據回答這些問題：誰，什麼，哪裡，何時，以及為什麼

c)為每個table建立數據

d)列出每個table目前看起來合適的可用數據

e)為每個relationship設置數據

f)如果有，為每個relationship列出適用的數據

確定支持數據

你所確定的支持數據將會成為table中的欄位名。比如，下列數據將適用於表Employee，表Skill，表Expert In。

Employee

Skill

Expert In

ID

ID

Level

Last Name

Name

Date acquired

First Name

Description

Department

Office

Address


如果將這些數據畫成圖表，就像：



• 需要注意：


• ● 在確定支持數據時，請一定要參考你之前所確定的宏觀行為，以清楚如何利用這些數據。


• ● 比如，如果你知道你需要所有員工的按姓氏排序的列表，確保你將支持數據分解為名字與姓氏，這比簡單地提供一個名字會更好。


• ● 你所選擇的名稱最好保持一致性。這將更易於維護資料庫，也更易於閱讀所輸出的報表。


• ● 比如，如果你在某些地方用了一個縮寫名稱Emp_status，你就不應該在另外一個地方使用全名(Empolyee_ID)。相反，這些名稱應當是Emp_status及Emp_id。


• ● 數據是否與正確的table相對應無關緊要，你可以根據自己的喜好來定。在下節中，你會通過測試對此作出判斷。

3.標准化數據

標准化是你用以消除數據冗餘及確保數據與正確的table或relationship相關聯的一系列測試。共有5個測試。本節中，我們將討論經常使用的3個。
關於標准化測試的更多信息，請參考有關資料庫設計的書籍。

標准化格式
標准化格式是標准化數據的常用測試方式。你的數據通過第一遍測試後，就被認為是達到第一標准化格式；通過第二遍測試，達到第二標准化格式；通過第三遍測試，達到第三標准化格式。

如何標准格式：
1． 列出數據
2． 為每個表確定至少一個鍵。每個表必須有一個主鍵。
3． 確定relationships的鍵。relationships的鍵是連接兩個表的鍵。
4． 檢查支持數據列表中的計算數據。計算數據通常不保存在資料庫中。
5． 將數據放在第一遍的標准化格式中：
6． 從tables及relationships除去重復的數據。
7． 以你所除去數據創建一個或更多的tables及relationships。
8． 將數據放在第二遍的標准化格式中：
9． 用多於一個以上的鍵確定tables及relationships。
10． 除去只依賴於鍵一部分的數據。
11． 以你所除去數據創建一個或更多的tables及relationships。
12． 將數據放在第三遍的標准化格式中：
13． 除去那些依賴於tables或relationships中其他數據，並且不是鍵的數據。
14． 以你所除去數據創建一個或更多的tables及relationships。

數據與鍵
在你開始標准化（測試數據）前，簡單地列出數據，並為每張表確定一個唯一的主鍵。這個鍵可以由一個欄位或幾個欄位（連鎖鍵）組成。

主鍵是一張表中唯一區分各行的一組欄位。Employee表的主鍵是Employee ID欄位。Works In relationship中的主鍵包括Office Code及Employee ID欄位。給資料庫中每一relationship給出一個鍵，從其所連接的每一個table中抽取其鍵產生。

RelationShip

Key

Office

*Office code

Office address

Phone number

Works in

*Office code

*Employee ID

Department

*Department ID

Department name

Heads

*Department ID

*Employee ID

Assoc with

*Department ID

*EmployeeID

Skill

*Skill ID

Skill name

Skill description

Expert In

*Skill ID

*Employee ID

Skill level

Date acquired

Employee

*Employee ID

Last Name

First Name

Social security number

Employee street

Employee city

Employee state

Employee phone

Date of birth


將數據放在第一遍的標准化格式中
● 除去重復的組
● 要測試第一遍標准化格式，除去重復的組，並將它們放進他們各自的一張表中。
● 在下面的例子中，Phone Number可以重復。（一個工作人員可以有多於一個的電話號碼。）將重復的組除去，創建一個名為Telephone的新表。在Telephone與Office創建一個名為Associated With的relationship。

將數據放在第二遍的標准化格式中
● 除去那些不依賴於整個鍵的數據。
● 只看那些有一個以上鍵的tables及relationships。要測試第二遍標准化格式，除去那些不依賴於整個鍵的任何數據（組成鍵的所有欄位）。
● 在此例中，原Employee表有一個由兩個欄位組成的鍵。一些數據不依賴於整個鍵；例如，department name只依賴於其中一個鍵（Department ID）。因此，Department ID，其他Employee數據並不依賴於它，應移至一個名為Department的新表中，並為Employee及Department建立一個名為Assigned To的relationship。


將數據放在第三遍的標准化格式中
● 除去那些不直接依賴於鍵的數據。
● 要測試第三遍標准化格式，除去那些不是直接依賴於鍵，而是依賴於其他數據的數據。
● 在此例中，原Employee表有依賴於其鍵（Employee ID）的數據。然而，office location及office phone依賴於其他欄位，即Office Code。它們不直接依賴於Employee ID鍵。將這組數據，包括Office Code，移至一個名為Office的新表中，並為Employee及Office建立一個名為Works In的relationship。

4.考量關系

當你完成標准化進程後，你的設計已經差不多完成了。你所需要做的，就是考量關系。

考量帶有數據的關系
你的一些relationship可能集含有數據。這經常發生在多對多的關系中。

遇到這種情況，將relationship轉化為一個table。relationship的鍵依舊成為table中的鍵。

考量沒有數據的關系
要實現沒有數據的關系，你需要定義外部鍵。外部鍵是含有另外一個表中主鍵的一個或多個欄位。外部鍵使你能同時連接多表數據。

有一些基本原則能幫助你決定將這些鍵放在哪裡：

一對多在一對多關系中，「一」中的主鍵放在「多」中。此例中，外部鍵放在Employee表中。

一對一在一對一關系中，外部鍵可以放進任一表中。如果必須要放在某一邊，而不能放在另一邊，應該放在必須的一邊。此例中，外部鍵（Head ID）在Department表中，因為這是必需的。

多對多在多對多關系中，用兩個外部鍵來創建一個新表。已存的舊表通過這個新表來發生聯系。

5.檢驗設計

在你完成設計之前，你需要確保它滿足你的需要。檢查你在一開始時所定義的行為，確認你可以獲取行為所需要的所有數據：
● 你能找到一個路徑來等到你所需要的所有信息嗎？
● 設計是否滿足了你的需要？
● 所有需要的數據都可用嗎？
如果你對以上的問題都回答是，你已經差不多完成設計了。

最終設計
最終設計看起來就像這樣：

設計資料庫的表屬性
資料庫設計需要確定有什麼表，每張表有什麼欄位。此節討論如何指定各欄位的屬性。

對於每一欄位，你必須決定欄位名，數據類型及大小，是否允許NULL值，以及你是否希望資料庫限制欄位中所允許的值。

選擇欄位名
欄位名可以是字母、數字或符號的任意組合。然而，如果欄位名包括了字母、數字或下劃線、或並不以字母打頭，或者它是個關鍵字（詳見關鍵字表），那麼當使用欄位名稱時，必須用雙引號括起來。

為欄位選擇數據類型
SQL Anywhere支持的數據類型包括：
整數（int, integer, smallint）
小數（decimal, numeric）
浮點數（float, double）
字元型（char, varchar, long varchar）
二進制數據類型（binary, long binary）
日期/時間類型（date, time, timestamp）
用戶自定義類型

關於數據類型的內容，請參見「SQL Anywhere數據類型」一節。欄位的數據類型影響欄位的最大尺寸。例如，如果你指定SMALLINT，此欄位可以容納32,767的整數。INTEGER可以容納2,147,483,647的整數。對CHAR來講，欄位的最大值必須指定。

長二進制的數據類型可用來在資料庫中保存例如圖像(如點陣圖)或者文字編輯文檔。這些類型的信息通常被稱為二進制大型對象，或者BLOBS。

關於每一數據類型的完整描述，見「SQL Anywhere數據類型」。

E. 如何進行資料庫的設計

資料庫設計(Database Design)是指對於一個給定的應用環境，構造最優的資料庫模式，建立資料庫及其應用系統，使之能夠有效地存儲數據，滿足各種用戶的應用需求（信息要求和處理要求）。

在資料庫領域內，常常把使用資料庫的各類系統統稱為資料庫應用系統。

一、資料庫和信息系統
(1)資料庫是信息系統的核心和基礎，把信息系統中大量的數據按一定的模型組織起來，提供存儲、維護、檢索數據的
功能，使信息系統可以方便、及時、准確地從資料庫中獲得所需的信息。
(2)資料庫是信息系統的各個部分能否緊密地結合在一起以及如何結合的關鍵所在。
(3)資料庫設計是信息系統開發和建設的重要組成部分。
(4)資料庫設計人員應該具備的技術和知識：
資料庫的基本知識和資料庫設計技術
計算機科學的基礎知識和程序設計的方法和技巧
軟體工程的原理和方法
應用領域的知識

二、資料庫設計的特點
資料庫建設是硬體、軟體和干件的結合
三分技術，七分管理，十二分基礎數據
技術與管理的界面稱之為「干件」
資料庫設計應該與應用系統設計相結合
結構（數據）設計：設計資料庫框架或資料庫結構
行為（處理）設計：設計應用程序、事務處理等
結構和行為分離的設計
傳統的軟體工程忽視對應用中數據語義的分析和抽象，只要有可能就盡量推遲數據結構設計的決策早期的資料庫設計致力於數據模型和建模方法研究，忽視了對行為的設計
如圖：

三、資料庫設計方法簡述
手工試湊法
設計質量與設計人員的經驗和水平有直接關系
缺乏科學理論和工程方法的支持，工程的質量難以保證
資料庫運行一段時間後常常又不同程度地發現各種問題，增加了維護代價
規范設計法
手工設計方
基本思想
過程迭代和逐步求精
規范設計法(續)
典型方法：
(1)新奧爾良（New Orleans）方法：將資料庫設計分為四個階段
S.B.Yao方法：將資料庫設計分為五個步驟
I.R.Palmer方法：把資料庫設計當成一步接一步的過程
(2)計算機輔助設計
ORACLE Designer 2000
SYBASE PowerDesigner

四、資料庫設計的基本步驟
資料庫設計的過程(六個階段)
1.需求分析階段
准確了解與分析用戶需求（包括數據與處理）
是整個設計過程的基礎，是最困難、最耗費時間的一步
2.概念結構設計階段
是整個資料庫設計的關鍵
通過對用戶需求進行綜合、歸納與抽象，形成一個獨立於具體DBMS的概念模型
3.邏輯結構設計階段
將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數據模型
對其進行優化
4.資料庫物理設計階段
為邏輯數據模型選取一個最適合應用環境的物理結構（包括存儲結構和存取方法）
5.資料庫實施階段
運用DBMS提供的數據語言、工具及宿主語言，根據邏輯設計和物理設計的結果
建立資料庫，編制與調試應用程序，組織數據入庫，並進行試運行
6.資料庫運行和維護階段
資料庫應用系統經過試運行後即可投入正式運行。
在資料庫系統運行過程中必須不斷地對其進行評價、調整與修改
設計特點:
在設計過程中把資料庫的設計和對資料庫中數據處理的設計緊密結合起來將這兩個方面的需求分析、抽象、設計、實現在各個階段同時進行，相互參照，相互補充，以完善兩方面的設計

設計過程各個階段的設計描述：
如圖：

五、資料庫各級模式的形成過程
1.需求分析階段：綜合各個用戶的應用需求
2.概念設計階段：形成獨立於機器特點，獨立於各個DBMS產品的概念模式(E-R圖)
3.邏輯設計階段：首先將E-R圖轉換成具體的資料庫產品支持的數據模型，如關系模型，形成資料庫邏輯模式；然後根據用戶處理的要求、安全性的考慮，在基本表的基礎上再建立必要的視圖(View)，形成數據的外模式
4.物理設計階段：根據DBMS特點和處理的需要，進行物理存儲安排，建立索引，形成資料庫內模式

六、資料庫設計技巧

1. 設計資料庫之前（需求分析階段）
1) 理解客戶需求，詢問用戶如何看待未來需求變化。讓客戶解釋其需求，而且隨著開發的繼續，還要經常詢問客戶保證其需求仍然在開發的目的之中。
2) 了解企業業務可以在以後的開發階段節約大量的時間。
3) 重視輸入輸出。
在定義資料庫表和欄位需求（輸入）時，首先應檢查現有的或者已經設計出的報表、查詢和視圖（輸出）以決定為了支持這些輸出哪些是必要的表和欄位。
舉例：假如客戶需要一個報表按照郵政編碼排序、分段和求和，你要保證其中包括了單獨的郵政編碼欄位而不要把郵政編碼糅進地址欄位里。
4) 創建數據字典和ER 圖表
ER 圖表和數據字典可以讓任何了解資料庫的人都明確如何從資料庫中獲得數據。ER圖對表明表之間關系很有用，而數據字典則說明了每個欄位的用途以及任何可能存在的別名。對SQL 表達式的文檔化來說這是完全必要的。
5) 定義標準的對象命名規范
資料庫各種對象的命名必須規范。

2. 表和欄位的設計（資料庫邏輯設計）
表設計原則
1) 標准化和規范化
數據的標准化有助於消除資料庫中的數據冗餘。標准化有好幾種形式，但Third Normal Form（3NF）通常被認為在性能、擴展性和數據完整性方面達到了最好平衡。簡單來說，遵守3NF 標準的資料庫的表設計原則是：「One Fact in One Place」即某個表只包括其本身基本的屬性，當不是它們本身所具有的屬性時需進行分解。表之間的關系通過外鍵相連接。它具有以下特點：有一組表專門存放通過鍵連接起來的關聯數據。
舉例：某個存放客戶及其有關定單的3NF 資料庫就可能有兩個表：Customer 和Order。Order 表不包含定單關聯客戶的任何信息，但表內會存放一個鍵值，該鍵指向Customer 表裡包含該客戶信息的那一行。
事實上，為了效率的緣故，對表不進行標准化有時也是必要的。
2) 數據驅動
採用數據驅動而非硬編碼的方式，許多策略變更和維護都會方便得多，大大增強系統的靈活性和擴展性。
舉例，假如用戶界面要訪問外部數據源（文件、XML 文檔、其他資料庫等），不妨把相應的連接和路徑信息存儲在用戶界面支持表裡。還有，如果用戶界面執行工作流之類的任務（發送郵件、列印信箋、修改記錄狀態等），那麼產生工作流的數據也可以存放在資料庫里。角色許可權管理也可以通過數據驅動來完成。事實上，如果過程是數據驅動的，你就可以把相當大的責任推給用戶，由用戶來維護自己的工作流過程。
3) 考慮各種變化
在設計資料庫的時候考慮到哪些數據欄位將來可能會發生變更。
舉例，姓氏就是如此（注意是西方人的姓氏，比如女性結婚後從夫姓等）。所以，在建立系統存儲客戶信息時，在單獨的一個數據表裡存儲姓氏欄位，而且還附加起始日和終止日等欄位，這樣就可以跟蹤這一數據條目的變化。

欄位設計原則
4) 每個表中都應該添加的3 個有用的欄位
dRecordCreationDate，在VB 下默認是Now()，而在SQL Server • 下默認為GETDATE()
sRecordCreator，在SQL Server 下默認為NOT NULL DEFAULT • USER
nRecordVersion，記錄的版本標記；有助於准確說明記錄中出現null 數據或者丟失數據的原因 •
5) 對地址和電話採用多個欄位
描述街道地址就短短一行記錄是不夠的。Address_Line1、Address_Line2 和Address_Line3 可以提供更大的靈活性。還有，電話號碼和郵件地址最好擁有自己的數據表，其間具有自身的類型和標記類別。
6) 使用角色實體定義屬於某類別的列
在需要對屬於特定類別或者具有特定角色的事物做定義時，可以用角色實體來創建特定的時間關聯關系，從而可以實現自我文檔化。
舉例：用PERSON 實體和PERSON_TYPE 實體來描述人員。比方說，當John Smith, Engineer 提升為John Smith, Director 乃至最後爬到John Smith, CIO 的高位，而所有你要做的不過是改變兩個表PERSON 和PERSON_TYPE 之間關系的鍵值，同時增加一個日期/時間欄位來知道變化是何時發生的。這樣，你的PERSON_TYPE 表就包含了所有PERSON 的可能類型，比如Associate、Engineer、Director、CIO 或者CEO 等。還有個替代辦法就是改變PERSON 記錄來反映新頭銜的變化，不過這樣一來在時間上無法跟蹤個人所處位置的具體時間。
7) 選擇數字類型和文本類型盡量充足
在SQL 中使用smallint 和tinyint 類型要特別小心。比如，假如想看看月銷售總額，總額欄位類型是smallint，那麼，如果總額超過了$32,767 就不能進行計算操作了。
而ID 類型的文本欄位，比如客戶ID 或定單號等等都應該設置得比一般想像更大。假設客戶ID 為10 位數長。那你應該把資料庫表欄位的長度設為12 或者13 個字元長。但這額外占據的空間卻無需將來重構整個資料庫就可以實現資料庫規模的增長了。
8) 增加刪除標記欄位
在表中包含一個「刪除標記」欄位，這樣就可以把行標記為刪除。在關系資料庫里不要單獨刪除某一行；最好採用清除數據程序而且要仔細維護索引整體性。

3. 選擇鍵和索引（資料庫邏輯設計）
鍵選擇原則：
1) 鍵設計4 原則
為關聯欄位創建外鍵。 •
所有的鍵都必須唯一。 •
避免使用復合鍵。 •
外鍵總是關聯唯一的鍵欄位。 •
2) 使用系統生成的主鍵
設計資料庫的時候採用系統生成的鍵作為主鍵，那麼實際控制了資料庫的索引完整性。這樣，資料庫和非人工機制就有效地控制了對存儲數據中每一行的訪問。採用系統生成鍵作為主鍵還有一個優點：當擁有一致的鍵結構時，找到邏輯缺陷很容易。
3) 不要用用戶的鍵(不讓主鍵具有可更新性)
在確定採用什麼欄位作為表的鍵的時候，可一定要小心用戶將要編輯的欄位。通常的情況下不要選擇用戶可編輯的欄位作為鍵。
4) 可選鍵有時可做主鍵
把可選鍵進一步用做主鍵，可以擁有建立強大索引的能力。

索引使用原則：
索引是從資料庫中獲取數據的最高效方式之一。95%的資料庫性能問題都可以採用索引技術得到解決。
1) 邏輯主鍵使用唯一的成組索引，對系統鍵（作為存儲過程）採用唯一的非成組索引，對任何外鍵列採用非成組索引。考慮資料庫的空間有多大，表如何進行訪問，還有這些訪問是否主要用作讀寫。
2) 大多數資料庫都索引自動創建的主鍵欄位，但是可別忘了索引外鍵，它們也是經常使用的鍵，比如運行查詢顯示主表和所有關聯表的某條記錄就用得上。
3) 不要索引memo/note 欄位，不要索引大型欄位（有很多字元），這樣作會讓索引佔用太多的存儲空間。
4) 不要索引常用的小型表
不要為小型數據表設置任何鍵，假如它們經常有插入和刪除操作就更別這樣作了。對這些插入和刪除操作的索引維護可能比掃描表空間消耗更多的時間。

4. 數據完整性設計（資料庫邏輯設計）
1) 完整性實現機制：
實體完整性：主鍵
參照完整性：
父表中刪除數據：級聯刪除；受限刪除；置空值
父表中插入數據：受限插入；遞歸插入
父表中更新數據：級聯更新；受限更新；置空值
DBMS對參照完整性可以有兩種方法實現：外鍵實現機制（約束規則）和觸發器實現機制
用戶定義完整性：
NOT NULL；CHECK；觸發器
2) 用約束而非商務規則強制數據完整性
採用資料庫系統實現數據的完整性。這不但包括通過標准化實現的完整性而且還包括數據的功能性。在寫數據的時候還可以增加觸發器來保證數據的正確性。不要依賴於商務層保證數據完整性；它不能保證表之間（外鍵）的完整性所以不能強加於其他完整性規則之上。
3) 強制指示完整性
在有害數據進入資料庫之前將其剔除。激活資料庫系統的指示完整性特性。這樣可以保持數據的清潔而能迫使開發人員投入更多的時間處理錯誤條件。
4) 使用查找控制數據完整性
控制數據完整性的最佳方式就是限制用戶的選擇。只要有可能都應該提供給用戶一個清晰的價值列表供其選擇。這樣將減少鍵入代碼的錯誤和誤解同時提供數據的一致性。某些公共數據特別適合查找：國家代碼、狀態代碼等。
5) 採用視圖
為了在資料庫和應用程序代碼之間提供另一層抽象，可以為應用程序建立專門的視圖而不必非要應用程序直接訪問數據表。這樣做還等於在處理資料庫變更時給你提供了更多的自由。

5. 其他設計技巧
1) 避免使用觸發器
觸發器的功能通常可以用其他方式實現。在調試程序時觸發器可能成為干擾。假如你確實需要採用觸發器，你最好集中對它文檔化。
2) 使用常用英語（或者其他任何語言）而不要使用編碼
在創建下拉菜單、列表、報表時最好按照英語名排序。假如需要編碼，可以在編碼旁附上用戶知道的英語。
3) 保存常用信息
讓一個表專門存放一般資料庫信息非常有用。在這個表裡存放資料庫當前版本、最近檢查/修復（對Access）、關聯設計文檔的名稱、客戶等信息。這樣可以實現一種簡單機制跟蹤資料庫，當客戶抱怨他們的資料庫沒有達到希望的要求而與你聯系時，這樣做對非客戶機/伺服器環境特別有用。
4) 包含版本機制
在資料庫中引入版本控制機制來確定使用中的資料庫的版本。時間一長，用戶的需求總是會改變的。最終可能會要求修改資料庫結構。把版本信息直接存放到資料庫中更為方便。
5) 編制文檔
對所有的快捷方式、命名規范、限制和函數都要編制文檔。
採用給表、列、觸發器等加註釋的資料庫工具。對開發、支持和跟蹤修改非常有用。
對資料庫文檔化，或者在資料庫自身的內部或者單獨建立文檔。這樣，當過了一年多時間後再回過頭來做第2 個版本，犯錯的機會將大大減少。
6) 測試、測試、反復測試
建立或者修訂資料庫之後，必須用用戶新輸入的數據測試數據欄位。最重要的是，讓用戶進行測試並且同用戶一道保證選擇的數據類型滿足商業要求。測試需要在把新資料庫投入實際服務之前完成。
7) 檢查設計
在開發期間檢查資料庫設計的常用技術是通過其所支持的應用程序原型檢查資料庫。換句話說，針對每一種最終表達數據的原型應用，保證你檢查了數據模型並且查看如何取出數據。

F. 創建資料庫有哪幾種方法

創建資料庫的方法有兩種，使用向導創建資料庫，使用菜單創建資料庫和創建空資料庫；使用向導創建資料庫是一種簡單便捷的方法。

在物理上，資料庫的建設要遵循實際情況。即在邏輯上建立一個整體的空間數據車、框架統一設計的同時，各級比例尺和不同數據源的數據分別建成子庫，由開發的平台管理軟體來統一協調與調度。

(6)資料庫系統的設計方法有哪些方法有哪些方法擴展閱讀：

在建庫時，要充分考慮數據有效共享的需求，同時也要保證數據訪問的合法性和安全性。資料庫採用統一的坐標系統和高程基準，矢量數據採用大地坐標大地坐標的數據在數值上是連續的，避免高斯投影跨帶問題，從而保證資料庫地理對象的完整性，為資料庫的查詢檢索、分析應用提供方便。

在創建資料庫之時，要重點考慮獨立與完整性原則、面向對象的資料庫設計原則、建庫與更新有機結合的原則、分級共享原則、並發性原則、實用性原則。

G. 資料庫設計主要包括哪幾部分，分別包括哪些內容

資料庫設計主要包括需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、資料庫的實施和資料庫的運行和維護，具體內容如下：

1、需求分析

內容：調查和分析用戶的業務活動和數據的使用情況，弄清所用數據的種類、范圍、數量以及它們在業務活動中交流的情況，確定用戶對資料庫系統的使用要求和各種約束條件等，形成用戶需求規約。

2、概念設計

內容：對用戶要求描述的現實世界，通過對其中諸處的分類、聚集和概括，建立抽象的概念數據模型。這個概念模型應反映現實世界各部門的信息結構、信息流動情況、信息間的互相制約關系以及各部門對信息儲存、查詢和加工的要求等。

3、邏輯設計

內容：主要工作是將現實世界的概念數據模型設計成資料庫的一種邏輯模式，即適應於某種特定資料庫管理系統所支持的邏輯數據模式。與此同時，可能還需為各種數據處理應用領域產生相應的邏輯子模式。這一步設計的結果就是所謂「邏輯資料庫」。

4、物理設計

內容：根據特定資料庫管理系統所提供的多種存儲結構和存取方法等依賴於具體計算機結構的各項物理設計措施，對具體的應用任務選定最合適的物理存儲結構(包括文件類型、索引結構和數據的存放次序與位邏輯等)、存取方法和存取路徑等。

5、驗證設計

內容：收集數據並具體建立一個資料庫，運行一些典型的應用任務來驗證資料庫設計的正確性和合理性。一般，一個大型資料庫的設計過程往往需要經過多次循環反復。當設計的某步發現問題時，可能就需要返回到前面去進行修改。

6、運行與維護設計

內容：在資料庫系統正式投入運行的過程中，必須不斷地對其進行調整與修改。除了關系型資料庫已有一套較完整的數據範式理論可用來部分地指導資料庫設計之外，尚缺乏一套完善的資料庫設計理論、方法和工具，以實現資料庫設計的自動化或互動式的半自動化設計。

(7)資料庫系統的設計方法有哪些方法有哪些方法擴展閱讀：

重要性

1、有利於資源節約

對計算機軟體資料庫設計加以重視不僅可減少軟體後期的維修，達到節約人力與物力的目的，同時還有利於軟體功能的高效發揮。

2、有利於軟體運行速度的提高

高水平的資料庫設計可滿足不同計算機軟體系統對於運行速度的需求，而且還可充分發揮並實現系統功能。計算機軟體性能提高後，系統發出的運行指令在為用戶提供信息時也將更加快速有效，軟體運行速度自然得以提高。

3、有利於軟體故障的減少

加強資料庫設計可有效減少軟體故障的發生幾率，推動計算機軟體功能的實現。

H. 簡述資料庫應用系統的設計步驟

資料庫設計的基本步驟：

1、系統需求分析與設計。

2、概念結構分析與設計。

3、邏輯結構分析與設計。

4、物理結構分析與設計。

5、系統實施。

6、系統維護。

(8)資料庫系統的設計方法有哪些方法有哪些方法擴展閱讀：

資料庫設計技巧：

1、原始文件與實體的關系

它可以是一對一，一對多，多對多的關系。一般來說，它們是一對一的關系：一個原始文檔只對應於一個實體。在特殊情況下，它們可以是一對多或多對一關系，即一個原始文檔對應於多個實體，或者多個原始文檔對應於一個實體。

這里的實體可以理解為基本表。在對應關系明確後，對輸入介面的設計非常有利。

2、主鍵和外鍵

一般來說，實體不能既沒有主鍵也沒有外鍵。在E－R圖中，葉中的實體可以定義主鍵或不定義主鍵（因為它沒有子代），但它必須有外鍵（因為它有父項）。

主鍵和外鍵的設計在全局資料庫的設計中起著重要的作用。當全球資料庫的設計完成後，一位美國資料庫設計專家說：「鑰匙無處不在，只有鑰匙。」。這是他資料庫設計的經驗，也體現了他對信息系統核心（數據模型）高度抽象的理念。

因為：主鍵是一個高度抽象的實體。主鍵和外鍵的配對表示實體之間的連接。

3、基本表的屬性

基本表不同於中間表和臨時表，因為它具有以下四個特點：

原子性。基本表中的欄位不可分解。

原始主義。基本表中的記錄是原始數據（基本數據）的記錄。

演繹的。所有輸出數據都可以從基本表和代碼表中的數據導出。

穩定。基本表的結構比較穩定，表中的記錄要長期保存。

在了解基本表的性質之後，在設計資料庫時，可以將基本表與中間表和臨時表區分開來。

I. 誰知道資料庫優化設計方案有哪些

本文首先討論了基於第三範式的資料庫表的基本設計，著重論述了建立主鍵和索引的策略和方案，然後從資料庫表的擴展設計和庫表對象的放置等角度概述了資料庫管理系統的優化方案。
關鍵詞： 優化（Optimizing） 第三範式（3NF） 冗餘數據（Rendant Data） 索引（Index） 數據分割（Data Partitioning） 對象放置（Object Placement）
1 引言
資料庫優化的目標無非是避免磁碟I/O瓶頸、減少CPU利用率和減少資源競爭。為了便於讀者閱讀和理解，筆者參閱了Sybase、Informix和Oracle等大型資料庫系統參考資料，基於多年的工程實踐經驗，從基本表設計、擴展設計和資料庫表對象放置等角度進行討論，著重討論了如何避免磁碟I/O瓶頸和減少資源競爭，相信讀者會一目瞭然。
2 基於第三範式的基本表設計
在基於表驅動的信息管理系統（MIS）中，基本表的設計規范是第三範式（3NF）。第三範式的基本特徵是非主鍵屬性只依賴於主鍵屬性。基於第三範式的資料庫表設計具有很多優點：一是消除了冗餘數據，節省了磁碟存儲空間；二是有良好的數據完整性限制，即基於主外鍵的參照完整限制和基於主鍵的實體完整性限制，這使得數據容易維護，也容易移植和更新；三是數據的可逆性好，在做連接（Join）查詢或者合並表時不遺漏、也不重復；四是因消除了冗餘數據（冗餘列），在查詢（Select）時每個數據頁存的數據行就多，這樣就有效地減少了邏輯I/O，每個Cash存的頁面就多，也減少物理I/O；五是對大多數事務(Transaction)而言，運行性能好；六是物理設計(Physical Design)的機動性較大，能滿足日益增長的用戶需求。
在基本表設計中，表的主鍵、外鍵、索引設計佔有非常重要的地位，但系統設計人員往往只注重於滿足用戶要求，而沒有從系統優化的高度來認識和重視它們。實際上，它們與系統的運行性能密切相關。現在從系統資料庫優化角度討論這些基本概念及其重要意義：
（1）主鍵(Primary Key)：主鍵被用於復雜的SQL語句時，頻繁地在數據訪問中被用到。一個表只有一個主鍵。主鍵應該有固定值（不能為Null或預設值，要有相對穩定性），不含代碼信息，易訪問。把常用（眾所周知）的列作為主鍵才有意義。短主鍵最佳（小於25bytes），主鍵的長短影響索引的大小，索引的大小影響索引頁的大小，從而影響磁碟I/O。主鍵分為自然主鍵和人為主鍵。自然主鍵由實體的屬性構成，自然主鍵可以是復合性的，在形成復合主鍵時，主鍵列不能太多，復合主鍵使得Join*作復雜化、也增加了外鍵表的大小。人為主鍵是，在沒有合適的自然屬性鍵、或自然屬性復雜或靈敏度高時，人為形成的。人為主鍵一般是整型值（滿足最小化要求），沒有實際意義，也略微增加了表的大小；但減少了把它作為外鍵的表的大小。
（2）外鍵（Foreign Key）：外鍵的作用是建立關系型資料庫中表之間的關系（參照完整性），主鍵只能從獨立的實體遷移到非獨立的實體，成為後者的一個屬性，被稱為外鍵。
（3）索引(Index)：利用索引優化系統性能是顯而易見的，對所有常用於查詢中的Where子句的列和所有用於排序的列創建索引，可以避免整表掃描或訪問，在不改變表的物理結構的情況下，直接訪問特定的數據列，這樣減少數據存取時間；利用索引可以優化或排除耗時的分類*作；把數據分散到不同的頁面上，就分散了插入的數據；主鍵自動建立了唯一索引，因此唯一索引也能確保數據的唯一性（即實體完整性）；索引碼越小，定位就越直接；新建的索引效能最好，因此定期更新索引非常必要。索引也有代價：有空間開銷，建立它也要花費時間，在進行Insert、Delete和Update*作時，也有維護代價。索引有兩種：聚族索引和非聚族索引。一個表只能有一個聚族索引，可有多個非聚族索引。使用聚族索引查詢數據要比使用非聚族索引快。在建索引前，應利用資料庫系統函數估算索引的大小。
① 聚族索引（Clustered Index）：聚族索引的數據頁按物理有序儲存，佔用空間小。選擇策略是，被用於Where子句的列：包括范圍查詢、模糊查詢或高度重復的列（連續磁碟掃描）；被用於連接Join*作的列；被用於Order by和Group by子句的列。聚族索引不利於插入*作，另外沒有必要用主鍵建聚族索引。
② 非聚族索引（Nonclustered Index）：與聚族索引相比，佔用空間大，而且效率低。選擇策略是，被用於Where子句的列：包括范圍查詢、模糊查詢（在沒有聚族索引時）、主鍵或外鍵列、點（指針類）或小范圍（返回的結果域小於整表數據的20%）查詢；被用於連接Join*作的列、主鍵列（范圍查詢）；被用於Order by和Group by子句的列；需要被覆蓋的列。對只讀表建多個非聚族索引有利。索引也有其弊端，一是創建索引要耗費時間，二是索引要佔有大量磁碟空間，三是增加了維護代價（在修改帶索引的數據列時索引會減緩修改速度）。那麼，在哪種情況下不建索引呢？對於小表（數據小於5頁）、小到中表（不直接訪問單行數據或結果集不用排序）、單值域（返回值密集）、索引列值太長（大於20bitys）、容易變化的列、高度重復的列、Null值列，對沒有被用於Where子語句和Join查詢的列都不能建索引。另外，對主要用於數據錄入的，盡可能少建索引。當然，也要防止建立無效索引，當Where語句中多於5個條件時，維護索引的開銷大於索引的效益，這時，建立臨時表存儲有關數據更有效。
批量導入數據時的注意事項：在實際應用中，大批量的計算（如電信話單計費）用C語言程序做，這種基於主外鍵關系數據計算而得的批量數據（文本文件），可利用系統的自身功能函數（如Sybase的BCP命令）快速批量導入，在導入資料庫表時，可先刪除相應庫表的索引，這有利於加快導入速度，減少導入時間。在導入後再重建索引以便優化查詢。
（4）鎖：鎖是並行處理的重要機制，能保持數據並發的一致性，即按事務進行處理；系統利用鎖，保證數據完整性。因此，我們避免不了死鎖，但在設計時可以充分考慮如何避免長事務，減少排它鎖時間，減少在事務中與用戶的交互，杜絕讓用戶控制事務的長短；要避免批量數據同時執行，尤其是耗時並用到相同的數據表。鎖的徵用：一個表同時只能有一個排它鎖，一個用戶用時，其它用戶在等待。若用戶數增加，則Server的性能下降，出現「假死」現象。如何避免死鎖呢？從頁級鎖到行級鎖，減少了鎖徵用；給小表增加無效記錄，從頁級鎖到行級鎖沒有影響，若在同一頁內競爭有影響，可選擇合適的聚族索引把數據分配到不同的頁面；創建冗餘表；保持事務簡短；同一批處理應該沒有網路交互。
（5）查詢優化規則：在訪問資料庫表的數據(Access Data)時，要盡可能避免排序（Sort）、連接(Join)和相關子查詢*作。經驗告訴我們，在優化查詢時，必須做到：
① 盡可能少的行；
② 避免排序或為盡可能少的行排序，若要做大量數據排序，最好將相關數據放在臨時表中*作；用簡單的鍵（列）排序，如整型或短字元串排序；
③ 避免表內的相關子查詢；
④ 避免在Where子句中使用復雜的表達式或非起始的子字元串、用長字元串連接；
⑤ 在Where子句中多使用「與」（And）連接，少使用「或」(Or)連接；
⑥ 利用臨時資料庫。在查詢多表、有多個連接、查詢復雜、數據要過濾時，可以建臨時表（索引）以減少I/O。但缺點是增加了空間開銷。
除非每個列都有索引支持，否則在有連接的查詢時分別找出兩個動態索引，放在工作表中重新排序。
3 基本表擴展設計
基於第三範式設計的庫表雖然有其優越性（見本文第一部分），然而在實際應用中有時不利於系統運行性能的優化：如需要部分數據時而要掃描整表，許多過程同時競爭同一數據，反復用相同行計算相同的結果，過程從多表獲取數據時引發大量的連接*作，當數據來源於多表時的連接*作；這都消耗了磁碟I/O和CPU時間。
尤其在遇到下列情形時，我們要對基本表進行擴展設計：許多過程要頻繁訪問一個表、子集數據訪問、重復計算和冗餘數據，有時用戶要求一些過程優先或低的響應時間。
如何避免這些不利因素呢？根據訪問的頻繁程度對相關表進行分割處理、存儲冗餘數據、存儲衍生列、合並相關表處理，這些都是克服這些不利因素和優化系統運行的有效途徑。
3.1 分割表或儲存冗餘數據
分割表分為水平分割表和垂直分割表兩種。分割表增加了維護數據完整性的代價。
水平分割表：一種是當多個過程頻繁訪問數據表的不同行時，水平分割表，並消除新表中的冗餘數據列；若個別過程要訪問整個數據，則要用連接*作，這也無妨分割表；典型案例是電信話單按月分割存放。另一種是當主要過程要重復訪問部分行時，最好將被重復訪問的這些行單獨形成子集表（冗餘儲存），這在不考慮磁碟空間開銷時顯得十分重要；但在分割表以後，增加了維護難度，要用觸發器立即更新、或存儲過程或應用代碼批量更新，這也會增加額外的磁碟I/O開銷。
垂直分割表（不破壞第三範式），一種是當多個過程頻繁訪問表的不同列時，可將表垂直分成幾個表，減少磁碟I/O（每行的數據列少，每頁存的數據行就多，相應佔用的頁就少），更新時不必考慮鎖，沒有冗餘數據。缺點是要在插入或刪除數據時要考慮數據的完整性，用存儲過程維護。另一種是當主要過程反復訪問部分列時，最好將這部分被頻繁訪問的列數據單獨存為一個子集表（冗餘儲存），這在不考慮磁碟空間開銷時顯得十分重要；但這增加了重疊列的維護難度，要用觸發器立即更新、或存儲過程或應用代碼批量更新，這也會增加額外的磁碟I/O開銷。垂直分割表可以達到最大化利用Cache的目的。
總之，為主要過程分割表的方法適用於：各個過程需要表的不聯結的子集，各個過程需要表的子集，訪問頻率高的主要過程不需要整表。在主要的、頻繁訪問的主表需要表的子集而其它主要頻繁訪問的過程需要整表時則產生冗餘子集表。
注意，在分割表以後，要考慮重新建立索引。
3.2 存儲衍生數據
對一些要做大量重復性計算的過程而言，若重復計算過程得到的結果相同（源列數據穩定，因此計算結果也不變），或計算牽扯多行數據需額外的磁碟I/O開銷，或計算復雜需要大量的CPU時間，就考慮存儲計算結果（冗餘儲存）。現予以分類說明：
若在一行內重復計算，就在表內增加列存儲結果。但若參與計算的列被更新時，必須要用觸發器更新這個新列。
若對表按類進行重復計算，就增加新表（一般而言，存放類和結果兩列就可以了）存儲相關結果。但若參與計算的列被更新時，就必須要用觸發器立即更新、或存儲過程或應用代碼批量更新這個新表。
若對多行進行重復性計算（如排名次），就在表內增加列存儲結果。但若參與計算的列被更新時，必須要用觸發器或存儲過程更新這個新列。
總之，存儲冗餘數據有利於加快訪問速度；但違反了第三範式，這會增加維護數據完整性的代價，必須用觸發器立即更新、或存儲過程或應用代碼批量更新，以維護數據的完整性。
3.3 消除昂貴結合
對於頻繁同時訪問多表的一些主要過程，考慮在主表內存儲冗餘數據，即存儲冗餘列或衍生列（它不依賴於主鍵），但破壞了第三範式，也增加了維護難度。在源表的相關列發生變化時，必須要用觸發器或存儲過程更新這個冗餘列。當主要過程總同時訪問兩個表時可以合並表，這樣可以減少磁碟I/O*作，但破壞了第三範式，也增加了維護難度。對父子表和1：1關系表合並方法不同：合並父子表後，產生冗餘表；合並1：1關系表後，在表內產生冗餘數據。
4 資料庫對象的放置策略
資料庫對象的放置策略是均勻地把數據分布在系統的磁碟中，平衡I/O訪問，避免I/O瓶頸。
⑴ 訪問分散到不同的磁碟，即使用戶數據盡可能跨越多個設備，多個I/O運轉，避免I/O競爭，克服訪問瓶頸；分別放置隨機訪問和連續訪問數據。
⑵ 分離系統資料庫I/O和應用資料庫I/O。把系統審計表和臨時庫表放在不忙的磁碟上。
⑶ 把事務日誌放在單獨的磁碟上，減少磁碟I/O開銷，這還有利於在障礙後恢復，提高了系統的安全性。
⑷ 把頻繁訪問的「活性」表放在不同的磁碟上；把頻繁用的表、頻繁做Join*作的表分別放在單獨的磁碟上，甚至把把頻繁訪問的表的欄位放在不同的磁碟上，把訪問分散到不同的磁碟上，避免I/O爭奪；
⑸ 利用段分離頻繁訪問的表及其索引（非聚族的）、分離文本和圖像數據。段的目的是平衡I/O，避免瓶頸，增加吞吐量，實現並行掃描，提高並發度，最大化磁碟的吞吐量。利用邏輯段功能，分別放置「活性」表及其非聚族索引以平衡I/O。當然最好利用系統的默認段。另外，利用段可以使備份和恢復數據更加靈活，使系統授權更加靈活。