01 / 导读
导读
引用
Hernandez, M. J. (2020). Database Design for Mere Mortals: 25th Anniversary Edition (4th ed.). Addison-Wesley Professional.
章节概要
全书分三部分共十六章，另有八个附录和一份术语表，总计约640页。本书只讲关系数据库的逻辑设计：作者把逻辑设计与物理实现和应用开发分开，正文中不出现SQL、程序代码，也不涉及任何具体的数据库产品。第一部分（第1–3章）介绍数据库、设计目标和术语；第二部分（第4–13章）讲授设计流程；第三部分（第14–16章）讨论糟糕的设计和例外情况。第1–13章都以小结收尾，几乎每章都配有复习题；第四版还在第5–13章末尾新增了"Example"一节，用实例演示该章的步骤。
第1章：The Relational Database（关系数据库）
介绍什么是数据库、关系数据库如何存储和检索数据、它有哪些优点，以及关系数据库管理系统的作用。第四版删去了已经过时的内容，并新增"What's Next?"一节，谈作者对关系数据库现状与前景的看法。
第2章：Design Objectives（设计目标）
论证设计决定数据的一致性、完整性和准确性。本章列出良好设计的目标（既支持预定查询也支持临时查询、每张表只表示一个主题、在字段、表和关系三个层面实施完整性、支持业务规则、便于今后扩展）及其好处，随后把传统方法（需求分析、数据建模、规范化）与本书自己的方法加以比较。本书的方法保留需求分析和一种基本的实体–联系图画法，但不逐一套用范式。
第3章：Terminology（术语）
介绍这套方法所依赖的词汇，分为与值有关的术语（数据、信息、空值及空值带来的问题）、与结构有关的术语（表、字段、记录、视图、键、索引）、与关系有关的术语（关系类型、参与类型和参与程度）以及与完整性有关的术语（字段规格、数据完整性）。
第4章：Conceptual Overview（概念概览）
在逐步讲解之前先勾勒整个流程：使命陈述与目标、分析现有数据库、建立数据结构、关系、业务规则、视图，最后复查完整性。
第5章：Starting the Process（启动流程）
讲如何开展访谈（分别给参与者和访谈者的指导原则，本版针对线上会议和居家办公作了修订），以及如何撰写使命陈述和使命目标，为设计确定方向。
第6章：Analyzing the Current Database（分析现有数据库）
考察纸质数据库和遗留数据库、当前收集数据和呈现信息的方式、与用户和管理层访谈的技巧（当前的、补充的、未来的以及总体的信息需求），并整理出初步字段清单和计算字段清单供复核。
第7章：Establishing Table Structures（确立表结构）
把主题整理为初步表清单，再定为最终表清单，同时规范表名、标明表的类型并撰写表说明；把字段分配到各表；对照"理想字段"消除复合字段和多值字段；对照"理想表"完善表结构，其中包括子集表和冗余数据的处理。
第8章：Keys（键）
讲解候选键、主键、备用键和非键字段，如何选择主键，以及键所提供的表级完整性，最后复查初步的表结构。
第9章：Field Specifications（字段规格）
作者认为许多开发者忽视字段规格，本章把它作为字段级完整性的来源来讲。字段规格包括一般要素、物理要素和逻辑要素；本章还说明如何借助唯一规格、通用规格和复制规格，减少为每个字段编写文档的工作量。
第10章：Table Relationships（表关系）
全书最长的一章。内容包括一对一、一对多、多对多和自引用关系，如何识别并建立每种关系，如何完善外键，以及如何设定关系特性：删除规则、参与类型和参与程度。
第11章：Business Rules（业务规则）
说明什么是业务规则及其类型，把规则分为字段专属规则和关系专属规则，并展示如何与用户和管理层一起确定规则、把它们记录在规格表上。本章还引入验证表，作为通过数据本身来落实规则的手段。
第12章：Views（视图）
介绍数据视图、聚合视图和验证视图，以及如何确定、定义并记录用户所需的视图。
第13章：Reviewing Data Integrity（复查数据完整性）
重新检查表级、字段级和关系级完整性以及业务规则和视图，并汇总设计的最终文档。
第14–16章：Bad Design—What Not to Do（糟糕的设计：不该做什么）；Bending or Breaking the Rules（变通或打破规则）；In Closing（结语）
第14章告诫读者避免平面文件式设计、电子表格式设计，以及受某一产品功能左右的设计。第15章指出可以偏离这套方法的少数情形，即分析型数据库和处理性能，并要求每一次偏离都要记录在案。第16章是简短的结语。
附录
收录复习题答案、整个设计流程的图示、设计指导原则汇总、空白文档表格（字段规格、业务规则规格和视图规格）、图示符号、设计样例、关于如何把规范化融入本方法的讨论（"On Normalization"）以及推荐书目。
核心概念
第1–3章：基础
- 逻辑设计：在任何实现之前确定表、字段、键、关系和完整性；这是本书唯一涉及的阶段。
- 参与类型与参与程度：一条记录是否必须参与某个关系，以及它最多可以关联多少条记录。
第4–13章：设计流程
- 使命陈述与使命目标：简要说明数据库的用途和它必须支持的任务，用来指导后续的全部设计。
- 复合字段与多值字段：包含多项数据或多个值的字段，本方法把它们拆分为单独的字段或表。
- 主键、候选键与备用键：能唯一标识记录的字段，是表级完整性的基础。
- 字段规格：对字段的一般、物理和逻辑属性所作的书面说明，用以保证字段级完整性。
- 删除规则：关系中一方的记录被删除时，相关记录应如何处理。
- 业务规则与验证表：源于组织运作方式的约束，有时通过一张列出允许取值的表来落实。
- 完整性的层次：表、字段和关系三个层面的完整性加上业务规则，在流程末尾统一复查。
第14–15章：其他问题
- 平面文件设计与电子表格设计：常见的布局方式，本书视之为冗余和不一致数据的根源。
- 有记录的规则变通：只在分析或性能等理由下偏离本方法，并写明原因。
评析
优点
- 从访谈到文档的一整套方法。 第二部分按顺序走完同一个流程，从使命陈述一直到最后的完整性复查，反复使用的表格集中收在附录里。作者正因如此建议按顺序通读全书。
- 无需预备知识，也不依赖具体产品。 引言明确表示不需要任何数据库设计背景；正文避开SQL、编程语言和特定数据库系统的功能，因此无论日后使用哪种系统，这套方法都适用。
- 需求收集讲得充分。 第5章和第6章用了八十多页篇幅讲访谈、使命目标以及对现有纸质系统和遗留系统的分析，而许多数据库教材对这一阶段一笔带过。
- 适合自学。 附录A附有答案的复习题、流程图、设计指导原则清单，以及第5–13章末尾新增的实例，都便于读者独自学习。
局限
- 规范化被放在正文之外。 本方法不讲范式，而是把规范化的效果融入各个步骤；范式只在第2章简要出现，并在一个附录中讨论。如果课程要考查函数依赖和范式，学生需要另找教材学习这部分内容。
- 只讲逻辑设计。 引言把物理实现和应用开发排除在外，因此书中没有SQL、查询处理，也不涉及事务和存储。
- 有意简化的例子。 作者事先声明，为了演示某种技巧，有些例子被刻意简化、写得不完整，甚至故意写错；正如书中所建议的，读者应关注技巧本身，而不是例子。
在课程中的定位
在数据库这门课的书单中，本书是最容易入手的一本，也是唯一专讲设计的一本。Coronel 与 Morris 的 Database Systems: Design, Implementation, and Management 是一部覆盖面很广的入门教材，还讲SQL和组织中的数据管理；可以在读它之前先读本书，或与它的数据建模章节同步阅读，以更慢、更贴近实践的方式走一遍设计流程。Silberschatz、Korth 与 Sudarshan 的 Database System Concepts 以及 Elmasri 与 Navathe 的 Fundamentals of Database Systems 是更完整的计算机科学教材，以形式化的方式讲授范式、查询处理和事务；本书能为这类课程的设计部分提供直觉和练习，但不能替代它们。
Ramakrishnan 与 Gehrke 的 Database Management Systems 以及 Gray 与 Reuter 的 Transaction Processing 讨论数据库系统的内部工作原理，这正是本书有意不碰的领域。宜在熟悉关系设计和SQL之后再读。
如何使用本书
引言设想的读者包括：初次接触数据库工作的人、用过数据库软件而现在需要自己建库的人，以及一直没有方法、凭经验建库的程序员。本书不要求数学、编程或SQL基础。
- 核心： 第2–3章学习目标和术语，第4章了解流程全貌，然后是承载大部分设计内容的第7–10章（表、键、字段规格、关系）。
- 需求工作： 第5–6章对要为真实组织设计系统的读者最为重要；偏重理论的课程的学生可以略读。
- 完整性与规则： 第11–13章使整套方法完整；如果课程重视约束，请仔细读第11章。
- 选读： 已经了解关系数据库是什么的读者可以略过第1章；第14–16章篇幅短，很快就能读完。
建议自选一个小题目，例如社团、商店或选课系统，按全部步骤做一遍设计，并填写附录D中的表格。每章的复习题先自己作答，再对照附录A。之后把附录G与课程教材中讲规范化的章节对照阅读，看看本方法的各个步骤如何对应各级范式；最后在任意一个关系数据库系统中实现完成的设计，借此学习本书没有涉及的SQL。