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数据库的简单建模

本文关键字：数据库、建模、概念模型、逻辑模型、物理模型

一、什么是数据库建模

数据库建模简单理解指的就是设计数据库的过程，根据一个应用的描述，去构建出最优的数据库模式（考虑数据的冗余，数据查询效率等因素），一般数据库建模可以被划分为六个阶段。

1. 需求分析阶段

需求分析阶段是最为重要的一个阶段，如果前期的需求分析的不明确，很可能导致数据库扩展性差，甚至于无法支撑对应的功能逻辑。通常会在这一阶段花费比较多的时间，最后产出需求文档作为成果物。

2. 概念结构设计阶段

概念设计阶段是以数据库的角度去解读需求的第一步，也是很关键的步骤，需要形成一个通用的（与具体DBMS无关）的概念模型，比较直观的可以用E-R图表示。

3. 逻辑结构设计阶段

在逻辑结构设计阶段需要对概念结构适当的具体化，将实体-关系的描述转换为某个DBMS的数据模型。可以进一步描述出表名、列名、数据类型（不需要太具体）、表间关系。

4. 物理结构设计阶段

物理结构的设计，要具体到某一个数据库软件、版本、表结构、主外键等，至此也就完成了数据库设计阶段，可以直接据此生成完整的SQL语句。

5. 数据库实施阶段

数据库实施阶段指的是按照已有的设计方案，在一个具体的数据库中进行实施：建库、建表、插入测试数据等。

6. 数据库运行和维护

数据库运行和维护阶段是一个长期的过程，随着应用的使用，可能会产生一些变化，如：添加数据维度，数据长度不足，约束关系收紧等，这个时候我们要针对实际情况来对数据库的结构来进行修改。

二、数据库模型的分类

基于数据库建模的各个阶段，可以把建立出来的模型根据特点归为以下几类。

1. 概念模型（CDM）

概念模型主要是基于客观世界实际存在的事物或场景进行的描述，不涉及到具体的DBMS和实现步骤。表示概念模型最常用的形式是使用E-R（实体-关系）图，包含以下三个要素：

• 实体：矩形
• 属性：椭圆
• 关系：菱形
  • 一对一：根据一个实例，只能找到一个对应实例（如：一个学生 -> 一个班级）
  • 一对多：根据一个实例，能够找到多个对应实例（如：一个班级 -> 多个学生）
  • 多对多：根据一个实例，能够找到多个对应实例，反过来亦然（如：一个学生 -> 选多门课，一门课 -> 被多人选）

敲黑板：由于在数据库中直接表示两个多对多实体的关系会产生数据冗余，所以一般会有中间表的存在。

2. 逻辑模型（LDM）

逻辑模型指的是数据的逻辑结构，目的在于根据概念模型（E-R图表）进一步分解和细化，可以窥见到表结构的雏形与表间关系（数据实例）。如果存在多对多关系，也必须在这一阶段细化出中间表，在描述表间关系时，根据实际数据的可能情况可以划分为如下情况：

• 刻画一对一
  • 0或1个：找不到或只能找到一个
  • 唯一：有且只能找到一个
• 刻画一对多
  • 0或多个：找不到或能找到多个
  • 1或多个：能找到一个或多个
  • 多个：一定存在多个

敲黑板：以上只是根据业务分析和数据的预期情况确定出的表间关系，用于展现整体业务情况。

3. 物理模型（PDM）

物理模型是对真实数据库的描述，要根据具体的数据库生成具体的表、字段、数据类型、数据长度、主键、外键、索引、约束条件等。

敲黑板：可以直接使用Navicat或PowerDesigner工具根据生成的物理模型导出对应的SQL或直接实施到数据库。

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