01 / 導讀
導讀
引用
Hernandez, M. J. (2020). Database Design for Mere Mortals: 25th Anniversary Edition (4th ed.). Addison-Wesley Professional.
章節概要
全書分三部共十六章，另有八個附錄和一份詞彙表，總計約640頁。本書只談關聯式資料庫的邏輯設計：作者把邏輯設計與實體實作和應用程式開發分開，正文中不出現SQL、程式碼，也不涉及任何特定的資料庫產品。第一部（第1–3章）介紹資料庫、設計目標與術語；第二部（第4–13章）講授設計流程；第三部（第14–16章）討論不良設計與例外情況。第1–13章都以摘要作結，幾乎每章都附有複習題；第四版並在第5–13章末尾新增「Example」一節，以實例示範該章的步驟。
第1章：The Relational Database（關聯式資料庫）
說明什麼是資料庫、關聯式資料庫如何儲存與擷取資料、它有哪些優點，以及關聯式資料庫管理系統的角色。第四版刪去已不再重要的內容，並新增「What's Next?」一節，談作者對關聯式資料庫現況與未來的看法。
第2章：Design Objectives（設計目標）
論證設計決定了資料的一致性、完整性與正確性。本章列出良好設計的目標（同時支援預先定義的查詢與臨時查詢、每個資料表只代表一個主題、在欄位、資料表與關聯三個層次落實完整性、支援商業規則、保留日後擴充的空間）及其好處，接著比較傳統方法（需求分析、資料模型化、正規化）與本書自己的方法。本書的方法保留需求分析和一種基本的實體關係圖畫法，但不逐一套用正規形式。
第3章：Terminology（術語）
介紹這套方法所依賴的詞彙，分成與值有關的術語（資料、資訊、空值以及空值帶來的問題）、與結構有關的術語（資料表、欄位、記錄、檢視表、鍵、索引）、與關聯有關的術語（關聯類型、參與類型與參與程度），以及與完整性有關的術語（欄位規格、資料完整性）。
第4章：Conceptual Overview（概念總覽）
在逐步講解之前先勾勒整個流程：使命宣言與目標、分析現有資料庫、建立資料結構、關聯、商業規則、檢視表，最後複查完整性。
第5章：Starting the Process（啟動流程）
說明如何進行訪談（分別給受訪者與訪談者的指引，本版針對線上會議與居家工作加以修訂），以及如何撰寫使命宣言與使命目標，為設計定出方向。
第6章：Analyzing the Current Database（分析現有資料庫）
檢視紙本資料庫與舊有系統的資料庫、目前蒐集資料與呈現資訊的方式、與使用者和管理階層訪談的技巧（目前的、額外的、未來的以及整體的資訊需求），並整理出初步欄位清單與計算欄位清單以供複核。
第7章：Establishing Table Structures（建立資料表結構）
把主題整理成初步資料表清單，再定為最終清單，同時修訂資料表名稱、標明資料表類型並撰寫說明；把欄位分配到各資料表；對照「理想欄位」消除複合欄位與多值欄位；再對照「理想資料表」修整資料表結構，其中包括子集資料表與重複資料的處理。
第8章：Keys（鍵）
講解候選鍵、主鍵、替代鍵與非鍵欄位，如何選定主鍵，以及鍵所提供的資料表層次完整性，最後複查初步的資料表結構。
第9章：Field Specifications（欄位規格）
作者認為許多開發者輕忽欄位規格，本章把它當作欄位層次完整性的來源來處理。欄位規格包含一般要素、實體要素與邏輯要素；本章也說明如何運用唯一、通用與複製三種規格，減少為每個欄位撰寫文件的工作量。
第10章：Table Relationships（資料表關聯）
全書最長的一章。內容涵蓋一對一、一對多、多對多與自我參照關聯，如何辨識並建立每一種關聯，如何修整外部鍵，以及如何設定關聯特性：刪除規則、參與類型與參與程度。
第11章：Business Rules（商業規則）
說明什麼是商業規則及其類型，把規則分為欄位專屬規則與關聯專屬規則，並示範如何與使用者和管理階層一起訂定規則、記錄在規格表上。本章也引入驗證資料表，作為透過資料本身落實規則的手段。
第12章：Views（檢視表）
介紹資料檢視表、彙總檢視表與驗證檢視表，以及如何找出、定義並記錄使用者需要的檢視表。
第13章：Reviewing Data Integrity（複查資料完整性）
重新檢查資料表、欄位與關聯各層次的完整性，以及商業規則和檢視表，並彙整設計的最終文件。
第14–16章：Bad Design—What Not to Do（不良設計：不該做什麼）；Bending or Breaking the Rules（變通或打破規則）；In Closing（結語）
第14章提醒讀者避開平面檔式設計、試算表式設計，以及受特定產品功能左右的設計。第15章指出可以偏離這套方法的少數情況，也就是分析型資料庫與處理效能，並要求每一次偏離都要留下紀錄。第16章是簡短的結語。
附錄
收錄複習題解答、整個設計流程的圖解、設計指引彙整、空白文件表單（欄位規格、商業規則規格與檢視表規格）、圖示符號、設計範例、說明如何把正規化融入本方法的討論（「On Normalization」），以及推薦書目。
核心概念
第1–3章：基礎
- 邏輯設計：在任何實作之前先決定資料表、欄位、鍵、關聯與完整性；這是本書唯一處理的階段。
- 參與類型與參與程度：一筆記錄是否必須參與某個關聯，以及它最多可以對應多少筆相關記錄。
第4–13章：設計流程
- 使命宣言與使命目標：簡短說明資料庫的用途及它必須支援的工作，用來引導後續所有設計。
- 複合欄位與多值欄位：容納多項資料或多個值的欄位，本方法把它們拆解成獨立的欄位或資料表。
- 主鍵、候選鍵與替代鍵：能唯一識別記錄的欄位，是資料表層次完整性的基礎。
- 欄位規格：以文件記錄欄位的一般、實體與邏輯屬性，用以確保欄位層次完整性。
- 刪除規則：關聯中一方的記錄被刪除時，相關記錄該如何處理。
- 商業規則與驗證資料表：源自組織運作方式的限制，有時以一張列出允許值的資料表來落實。
- 完整性的層次：資料表、欄位與關聯三個層次的完整性再加上商業規則，在流程最後一併複查。
第14–15章：其他問題
- 平面檔設計與試算表設計：常見的配置方式，本書視之為重複與不一致資料的根源。
- 有紀錄的規則變通：只有在分析或效能等理由下才偏離本方法，並寫明原因。
評析
優點
- 從訪談到文件的一整套方法。 第二部依序走完同一個流程，從使命宣言一路到最後的完整性複查，反覆使用的表單集中收在附錄。作者正因如此建議按順序讀完全書。
- 不需預備知識，也不依賴特定產品。 導論明言不需要任何資料庫設計背景；正文避開SQL、程式語言與特定資料庫系統的功能，因此日後不論使用哪一套系統，都能沿用這套方法。
- 需求蒐集講得充分。 第5章與第6章用了八十多頁討論訪談、使命目標，以及現有紙本系統與舊有系統的分析，而許多資料庫教科書對這個階段只是輕輕帶過。
- 適合自學。 附錄A附有解答的複習題、流程圖、設計指引清單，以及第5–13章末尾新增的實例，都方便讀者獨自學習。
局限
- 正規化被放在正文之外。 本方法不教正規形式，而是把正規化的效果融入各個步驟；正規形式只在第2章簡短出現，並在一個附錄中討論。若課程要考函數相依與正規形式，學生需要另找教科書學習這部分。
- 只談邏輯設計。 導論把實體實作與應用程式開發排除在外，因此書中沒有SQL、查詢處理，也不涉及交易與儲存。
- 刻意簡化的例子。 作者事先聲明，為了示範某項技巧，有些例子刻意簡化、不完整，甚至故意寫錯；正如書中建議，讀者應該專注於技巧本身，而不是例子。
在課程中的定位
在資料庫這門課的書單中，本書是最容易入門的一本，也是唯一專門討論設計的一本。Coronel 與 Morris 的 Database Systems: Design, Implementation, and Management 是涵蓋面很廣的入門教科書，也講SQL與組織中的資料管理；可以先讀本書再讀它，或與它的資料模型化章節同步閱讀，以更慢、更貼近實務的方式走一遍設計流程。Silberschatz、Korth 與 Sudarshan 的 Database System Concepts 以及 Elmasri 與 Navathe 的 Fundamentals of Database Systems 是更完整的資訊科學教科書，以形式化方式講授正規形式、查詢處理與交易；本書能為這類課程的設計部分提供直覺與練習，但無法取代它們。
Ramakrishnan 與 Gehrke 的 Database Management Systems 以及 Gray 與 Reuter 的 Transaction Processing 討論資料庫系統的內部運作，這正是本書刻意不碰的領域。宜在熟悉關聯式設計與SQL之後再讀。
如何使用本書
導論設想的讀者包括：初次接觸資料庫工作的人、用過資料庫軟體而現在需要自行建立資料庫的人，以及一直沒有方法、憑經驗建立資料庫的程式設計師。本書不要求數學、程式設計或SQL基礎。
- 核心： 第2–3章學習目標與術語，第4章掌握流程全貌，接著是承載大部分設計內容的第7–10章（資料表、鍵、欄位規格、關聯）。
- 需求工作： 第5–6章對要為真實組織設計系統的讀者最重要；偏重理論的課程的學生可以略讀。
- 完整性與規則： 第11–13章讓整套方法完整；若課程重視限制條件，請仔細讀第11章。
- 選讀： 已經知道關聯式資料庫是什麼的讀者可略過第1章；第14–16章篇幅短，很快就能讀完。
建議自選一個小題目，例如社團、商店或選課系統，依照所有步驟做一次設計，並填寫附錄D的表單。每章的複習題先自己作答，再對照附錄A。接著把附錄G與課程教科書中講正規化的章節對照閱讀，看看本方法的各個步驟如何對應各級正規形式；最後在任一套關聯式資料庫系統中實作完成的設計，藉此學會本書沒有涵蓋的SQL。