基于IT項目實訓案例談數(shù)據庫設計

于海雯++婁芳

摘要：該文介紹了如何使用UML進行數(shù)據庫設計。首先建立靜態(tài)模型，然后根據映射策略將模型映射為數(shù)據庫表，最后使用觸發(fā)器、約束等來優(yōu)化建好的數(shù)據庫，以達到數(shù)據庫可以高效運行的目的。

關鍵詞：數(shù)據庫；統(tǒng)一建模語言；映射策略

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）35-8353-02

The Database Design Based on IT Project Case

YU Hai-wen， LOU Fang

（College of Information Engineering NanChang University，Nanchang 330000，China）

Abstract： This paper introduces how to use UML to design the database.。First establishes the static model，then according to the mapping strategy，model is mapped to a database table，and finally to optimize the built database using triggers and constraints，in order to achieve the purpose of database can be operate efficiently.

Key words： db； uml； mapping strategy

近年來，高校計算機專業(yè)學生通過在企業(yè)實習，或參加校企合作的工程實訓以提高高校畢業(yè)生專業(yè)技能。該文以“江西微軟技術中心”的項目實訓案例“基于SNS的學習社區(qū)平臺”網站的數(shù)據庫設計為例，簡要談談該類項目的數(shù)據庫設計、實現(xiàn)的過程和方法。

為方便下面結合案例講述數(shù)據庫設計的相關問題，先簡要闡述下“基于SNS的學習社區(qū)平臺”的最基本的用戶需求：SNS即Social Networking Services，專指旨在幫助人們建立社會性網絡學習平臺的互聯(lián)網應用服務。所面向的對象主要是各校學生及教師等。公共社區(qū)里，學生可以獲取老師提供的學習資源和教學資料，可以到資料庫已分類的資料里面下載并查閱；游客可以進入公共社區(qū)看社區(qū)論壇；個人社區(qū)里，用戶與用戶之間可以交流互動，用戶可以有自己的個人空間，可以建立自己的好友圈，等。

1 數(shù)據庫設計一般流程

值得一提的是，在如今以面向對象為主流的編程思想中，用面向對象的思想來進行數(shù)據庫設計同樣重要。

數(shù)據庫設計的一般流程是：首先建立數(shù)據靜態(tài)模型，其次建立起靜態(tài)模型到關系數(shù)據庫的映射，之后進行優(yōu)化，這其中包含有對復雜關系的手工處理，比如，實體關系中的多對一的關系的處理，等等；采用UML進行數(shù)據庫設計，所用軟件：StarUML或Rose等，采用UML建模表現(xiàn)設計思想的好處在于：能夠直觀、清晰地表達數(shù)據庫模型的系統(tǒng)結構，易于開發(fā)，縮短系統(tǒng)開發(fā)周期。

2 建立靜態(tài)模型

靜態(tài)模型是系統(tǒng)中最基本、最重要的模型，靜態(tài)模型一般用UML的類圖來表示，用來描述系統(tǒng)中類和對象以及類和對象之間的關系。后續(xù)的設計工作，都是在得到了一個完整的類圖后，才進行下一步的設計工作。

其中，UML（United Model Language）即統(tǒng)一建模語言，其用例圖也是需求階段常用的分析和表現(xiàn)工具之一。常用的UML軟件有ROSE、starUML、MS Visio等等。

2.1 尋找類

根據用戶需求，尋找類；

比如，根據“基于SNS的學習社區(qū)平臺”的最基本的用戶需求，一種方案是：將整個系統(tǒng)劃分為：“個人空間”和“學習社區(qū)”2個系統(tǒng)，根據它們的功能需求，可以抽象出如下類：管理員admin、用戶user、好友friend、日志diary、相冊album、相片photo、聊天消息chatMessage、社區(qū)community、社區(qū)管理員communityManager、資源resources、資源分類resourceDispatch、主貼post、回帖replies等。

其中，“資源”和“資源分類”2個類，學生設計時，一般會把“資源分類”作為“資源”類中的一個屬性，但這樣做意味著以后資源有新的分類時就不好處理了；

另外，“帖子”，其實可以做成自反關系，這樣，就可以不需“回帖”類。

因此，上述類識別的結果并不一定是最佳的，這與用戶需求也有直接的關系。

2.2 建立類圖

建立類圖的目的是直觀地了解類之間的關系；所用軟件：PowerDesigner15。

一般類很少單獨存在，圖1中，每個類的屬性都是類自有的，與其他類的關系不需要定義在類屬性中。比如，如果需表示某資源是哪個用戶上傳的，傳統(tǒng)數(shù)據庫表中會在用戶表定義時給出一個字段，比如ResourceId來說明，但本案例中，CDM圖用了面向對象思想，已經在圖1中表示了“資源”與“用戶”之間的關系，故用戶表的12個屬性中，不需定義ResourceId屬性，因為在以后生成PDM圖時，軟件會根據類之間的關系以外鍵給出。

3 模型到數(shù)據庫映射

一般情況下，根據映射策略是將一個實體類映射為一個表或多個表。每個實體類屬性記錄的是有關實體的信息，比如前面步驟識別出來的類，就恰恰映射為數(shù)據庫中的1或多個表；這也正是面向對象思想在數(shù)據庫設計中的運用。

3.1 映射策略

3.1.1 將實體類映射為表

將實體類映射到表主要考慮兩個問題：一是每個表一般有個主鍵，主鍵要明確定義，并且建議定義為主鍵的屬性不要有業(yè)務意義；另一個是類之間的各種關系的處理。主鍵的定義一般可以有兩種方法：endprint

1） 為每個類增加一個對類無意義ID屬性， 俗稱“流水ID號”，并設為主鍵；其無意義和唯一性，對后期維護很有利；

2） 將實體類的某個屬性或屬性的組合設為主鍵。優(yōu)點：主鍵具有業(yè)務意義，比較容易理解；缺點：可能涉及到其他表的關系，即外鍵，一旦其他類發(fā)生變化，更改的工作量很大；在做架構設計時一般不建議設置此類主鍵。

3.1.2 屬性映射為列

通常一個屬性映射為表中的一列，對于復雜屬性可能會映射為幾列。

3.1.3 關聯(lián)關系

類之間的關聯(lián)關系有一對一或一對多的關系，在關系數(shù)據庫中是通過外鍵FK來實現(xiàn)的。外鍵允許將表中的某一行與其它表中的行相關聯(lián)。

3.2 表映射

對每個類進行分析，然后映射。由于涉及的表格較多，故略。

4 優(yōu)化

4.1 創(chuàng)建索引

什么時候建立索引？在哪些列上建立索引？一般來說如果表中的字段經常被使用就應創(chuàng)建索引，能加快數(shù)據庫的查詢速度。

數(shù)據庫索引大致分為四類：

唯一索引：使用關鍵詞UNIQUE創(chuàng)建，不允許具有索引值相同的行，在創(chuàng)建該索引后每次進行Update和Insert操作時都會進行檢查。

主鍵索引：當屬性被設置為主鍵后，數(shù)據庫管理軟件會為其設置主鍵索引，即主鍵不能為NULL，且不允許重復。

聚集索引：是一種索引，按某種規(guī)律排序，表中各行的物理順序與鍵值的邏輯順序相同，對于表中檢索操作頻繁的列，設置聚集索引，表中只能包含一個聚集索引，即確保索引列的唯一性，不特別說明的話，主鍵列默認為聚集索引。

非聚集索引：意思是數(shù)據行不按非聚集索引鍵的順序排序和存儲，表中各行的物理順序與鍵值的邏輯順序也不匹配。

4.2 創(chuàng)建CHECK約束

CHECK 約束指約束表中某一個或某些列可接受的數(shù)據值或者數(shù)據格式。比如：“基于SNS的學習社區(qū)平臺”的用戶表有性別屬性，顯然性別只接受“男”、“女”，創(chuàng)建CHECK約束：CONSTRAINT ck_Sex CHECK （Sex in {‘男，女}）。

4.3 創(chuàng)建觸發(fā)器

觸發(fā)器（Trigger）實際是個特殊的存儲過程，其執(zhí)行是由事件來觸發(fā)，一般對表進行Insert、Delete、Update操作時就會被激活執(zhí)行。

5 結束語

校企合作的此類實訓項目中，進行數(shù)據庫設計與實現(xiàn)所用知識、技術，基礎來自于校內所學，但又遠高于校內簡單的數(shù)據庫理論知識，是學生按軟件工程流程做項目開發(fā)最重要的一個環(huán)節(jié)，數(shù)據庫設計的好壞，直接影響后期軟件開發(fā)和維護。

參考文獻：

[1] 古樂聲.JavaWeb程序設計與項目實踐[M].電子工業(yè)出版社，2011.

[2] 陳軼.Web開發(fā)技術實用教程[M].清華大學出版社，2011.

[3] 廖若學.JSP高級編程[M].機械工業(yè)出版社，2001.endprint