「数据库」设计的「三大原则」 (数据库设计三大原则)

数据库设计的「三大原则」

随着互联网的发展，数据库成为了企业重要的数据存储和管理工具。良好的数据库设计不仅能提高数据处理效率，还能保证数据的安全和完整性。在数据库设计中，存在着三大原则，它们分别是：范式设计原则、完整性约束原则和数据访问控制原则。

一、范式设计原则

范式是一种数据库设计规范，旨在避免数据的冗余和不一致性，以保证数据的正确性和可靠性，同时提高数据查询和维护的效率。范式设计分为之一范式、第二范式、第三范式以及更高级的范式。

1. 之一范式

之一范式（1NF）是指数据库表中的每个列都应该是原子性的，即不可再分的数据项。这意味着，在设计数据库表结构时，要尽量避免将多个数据到一个表列中。

例如，一个旅游网站的订单表中，如果将出发日期和到达日期合并成一个日期列，数据就会呈现出不规则的形式，难以进行查询和统计分析。而将出发日期和到达日期分别作为两个列，则可避免这种情况的发生。

2. 第二范式

第二范式（2NF）要求数据库表结构中的每个列都要和主键相关，即每个非主键列必须完全依赖于同一张表的主键。如果表中存在非主键列与主键关联不紧密，就可能会出现数据冗余。

例如，一个医院的病人信息表中，主键是病人编号，其中包含病人姓名、性别、出生日期等信息。如果将病人地址也放到这张表中，就可能存在同一个病人有多个地址的情况，导致数据冗余。此时，将病人地址作为独立的表，与病人信息表通过病人编号建立关联关系，就能避免这种情况产生。

3. 第三范式

第三范式（3NF）是基于第二范式的基础上，进一步排除了非主键列之间的传递依赖性，使得数据更加紧凑和简洁。也就是说，每个非主键列都必须直接依赖于主键，而不是间接依赖于其他非主键列。

例如，一个超市的订单表中，主键是订单号，包含了商品编号、商品名称、单价、数量、金额等列，其中单价列与数量列之间存在传递依赖关系，即单价列的值直接依赖于商品编号，而数量列的值又依赖于商品编号和订单号。此时，将单价列和商品名称独立成一个表，与订单表通过商品编号建立关联关系，就能消除这种传递依赖关系，提高数据的规范性和可读性。

二、完整性约束原则

完整性约束是指向数据库中插入、更新和删除数据时，保证数据的合法性和一致性的机制，包括实体完整性、参照完整性和域完整性。

1. 实体完整性

实体完整性是指表中每个记录都必须有主键，同时保证主键的唯一性和不为空。

2. 参照完整性

参照完整性是指表中外键列必须参照到主表的主键列上，并保证其一致性和合法性。例如，一个图书馆的借阅信息表中，要求借阅者编号必须是读者信息表中的合法编号。

3. 域完整性

域完整性是指表中的列必须符合特定的数据类型和取值范围要求，例如限制年龄必须为正整数，号码必须符合特定格式等。

三、数据访问控制原则

数据访问控制是指通过安全认证、授权和审计等机制，保证只有合法用户能够访问数据库，同时记录所有的使用记录和操作行为。

1. 安全认证

安全认证是指通过用户名和密码等方式，确认用户的身份和权限，以保护数据库的安全性。

2. 授权

授权是指分配用户的访问权限和操作权限，严格限制用户行为的范围，防止数据被误用或篡改。例如，对于一个商城的订单信息表，普通用户只能查询自己的订单，而管理员有权进行删除或修改。

3. 审计

审计是指记录用户的所有访问和操作行为，以及相关的日期和时间等信息，以确保数据的完整和可追溯性，同时对违规操作和攻击进行及时报告和处罚。

以上是数据库设计的三大原则，它们分别是范式设计原则、完整性约束原则和数据访问控制原则。良好的数据库设计不仅能提高数据的规范性和一致性，还能保证数据的安全和可靠性，为企业决策提供有力的保障。