基于IT项目实训案例谈数据库设计

于海雯++娄芳

摘要：该文介绍了如何使用UML进行数据库设计。首先建立静态模型，然后根据映射策略将模型映射为数据库表，最后使用触发器、约束等来优化建好的数据库，以达到数据库可以高效运行的目的。

关键词：数据库；统一建模语言；映射策略

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：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

近年来，高校计算机专业学生通过在企业实习，或参加校企合作的工程实训以提高高校毕业生专业技能。该文以“江西微软技术中心”的项目实训案例“基于SNS的学习社区平台”网站的数据库设计为例，简要谈谈该类项目的数据库设计、实现的过程和方法。

为方便下面结合案例讲述数据库设计的相关问题，先简要阐述下“基于SNS的学习社区平台”的最基本的用户需求：SNS即Social Networking Services，专指旨在帮助人们建立社会性网络学习平台的互联网应用服务。所面向的对象主要是各校学生及教师等。公共社区里，学生可以获取老师提供的学习资源和教学资料，可以到资料库已分类的资料里面下载并查阅；游客可以进入公共社区看社区论坛；个人社区里，用户与用户之间可以交流互动，用户可以有自己的个人空间，可以建立自己的好友圈，等。

1 数据库设计一般流程

值得一提的是，在如今以面向对象为主流的编程思想中，用面向对象的思想来进行数据库设计同样重要。

数据库设计的一般流程是：首先建立数据静态模型，其次建立起静态模型到关系数据库的映射，之后进行优化，这其中包含有对复杂关系的手工处理，比如，实体关系中的多对一的关系的处理，等等；采用UML进行数据库设计，所用软件：StarUML或Rose等，采用UML建模表现设计思想的好处在于：能够直观、清晰地表达数据库模型的系统结构，易于开发，缩短系统开发周期。

2 建立静态模型

静态模型是系统中最基本、最重要的模型，静态模型一般用UML的类图来表示，用来描述系统中类和对象以及类和对象之间的关系。后续的设计工作，都是在得到了一个完整的类图后，才进行下一步的设计工作。

其中，UML（United Model Language）即统一建模语言，其用例图也是需求阶段常用的分析和表现工具之一。常用的UML软件有ROSE、starUML、MS Visio等等。

2.1 寻找类

根据用户需求，寻找类；

比如，根据“基于SNS的学习社区平台”的最基本的用户需求，一种方案是：将整个系统划分为：“个人空间”和“学习社区”2个系统，根据它们的功能需求，可以抽象出如下类：管理员admin、用户user、好友friend、日志diary、相册album、相片photo、聊天消息chatMessage、社区community、社区管理员communityManager、资源resources、资源分类resourceDispatch、主贴post、回帖replies等。

其中，“资源”和“资源分类”2个类，学生设计时，一般会把“资源分类”作为“资源”类中的一个属性，但这样做意味着以后资源有新的分类时就不好处理了；

另外，“帖子”，其实可以做成自反关系，这样，就可以不需“回帖”类。

因此，上述类识别的结果并不一定是最佳的，这与用户需求也有直接的关系。

2.2 建立类图

建立类图的目的是直观地了解类之间的关系；所用软件：PowerDesigner15。

一般类很少单独存在，图1中，每个类的属性都是类自有的，与其他类的关系不需要定义在类属性中。比如，如果需表示某资源是哪个用户上传的，传统数据库表中会在用户表定义时给出一个字段，比如ResourceId来说明，但本案例中，CDM图用了面向对象思想，已经在图1中表示了“资源”与“用户”之间的关系，故用户表的12个属性中，不需定义ResourceId属性，因为在以后生成PDM图时，软件会根据类之间的关系以外键给出。

3 模型到数据库映射

一般情况下，根据映射策略是将一个实体类映射为一个表或多个表。每个实体类属性记录的是有关实体的信息，比如前面步骤识别出来的类，就恰恰映射为数据库中的1或多个表；这也正是面向对象思想在数据库设计中的运用。

3.1 映射策略

3.1.1 将实体类映射为表

将实体类映射到表主要考虑两个问题：一是每个表一般有个主键，主键要明确定义，并且建议定义为主键的属性不要有业务意义；另一个是类之间的各种关系的处理。主键的定义一般可以有两种方法：endprint

1） 为每个类增加一个对类无意义ID属性， 俗称“流水ID号”，并设为主键；其无意义和唯一性，对后期维护很有利；

2） 将实体类的某个属性或属性的组合设为主键。优点：主键具有业务意义，比较容易理解；缺点：可能涉及到其他表的关系，即外键，一旦其他类发生变化，更改的工作量很大；在做架构设计时一般不建议设置此类主键。

3.1.2 属性映射为列

通常一个属性映射为表中的一列，对于复杂属性可能会映射为几列。

3.1.3 关联关系

类之间的关联关系有一对一或一对多的关系，在关系数据库中是通过外键FK来实现的。外键允许将表中的某一行与其它表中的行相关联。

3.2 表映射

对每个类进行分析，然后映射。由于涉及的表格较多，故略。

4 优化

4.1 创建索引

什么时候建立索引？在哪些列上建立索引？一般来说如果表中的字段经常被使用就应创建索引，能加快数据库的查询速度。

数据库索引大致分为四类：

唯一索引：使用关键词UNIQUE创建，不允许具有索引值相同的行，在创建该索引后每次进行Update和Insert操作时都会进行检查。

主键索引：当属性被设置为主键后，数据库管理软件会为其设置主键索引，即主键不能为NULL，且不允许重复。

聚集索引：是一种索引，按某种规律排序，表中各行的物理顺序与键值的逻辑顺序相同，对于表中检索操作频繁的列，设置聚集索引，表中只能包含一个聚集索引，即确保索引列的唯一性，不特别说明的话，主键列默认为聚集索引。

非聚集索引：意思是数据行不按非聚集索引键的顺序排序和存储，表中各行的物理顺序与键值的逻辑顺序也不匹配。

4.2 创建CHECK约束

CHECK 约束指约束表中某一个或某些列可接受的数据值或者数据格式。比如：“基于SNS的学习社区平台”的用户表有性别属性，显然性别只接受“男”、“女”，创建CHECK约束：CONSTRAINT ck_Sex CHECK （Sex in {‘男，女}）。

4.3 创建触发器

触发器（Trigger）实际是个特殊的存储过程，其执行是由事件来触发，一般对表进行Insert、Delete、Update操作时就会被激活执行。

5 结束语

校企合作的此类实训项目中，进行数据库设计与实现所用知识、技术，基础来自于校内所学，但又远高于校内简单的数据库理论知识，是学生按软件工程流程做项目开发最重要的一个环节，数据库设计的好坏，直接影响后期软件开发和维护。

参考文献：

[1] 古乐声.JavaWeb程序设计与项目实践[M].电子工业出版社，2011.

[2] 陈轶.Web开发技术实用教程[M].清华大学出版社，2011.

[3] 廖若学.JSP高级编程[M].机械工业出版社，2001.endprint