鄒興虎

（四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，四川 都江堰 611837）

高校IT專(zhuān)業(yè)“數(shù)據(jù)庫(kù)課程”開(kāi)設(shè)的探討及建議

鄒興虎

（四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，四川 都江堰 611837）

本文主要探討了現(xiàn)在高校開(kāi)設(shè)“數(shù)據(jù)庫(kù)課程”中的不足，建議應(yīng)把數(shù)據(jù)庫(kù)理論課程和數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具相結(jié)合，同時(shí)教師在講解理論課程時(shí)應(yīng)注重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)性能設(shè)計(jì)因素的講解，這樣才能給IT專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在今后的工作中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)庫(kù)課程；數(shù)據(jù)庫(kù)理論；開(kāi)發(fā)工具；數(shù)據(jù)庫(kù)性能

一、高校開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)課程的現(xiàn)狀及不足

在高校的IT專(zhuān)業(yè)中，都要開(kāi)設(shè)一門(mén)數(shù)據(jù)庫(kù)課程（如SQL Server或ORCALE數(shù)據(jù)庫(kù)）。該課程除了部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)理論知識(shí)外，絕大部分內(nèi)容都是講數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和管理，沒(méi)有著重討論影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的知識(shí)或章節(jié)，也沒(méi)有涉及數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具的內(nèi)容。同時(shí)由于開(kāi)設(shè)課程的課時(shí)限制或教師的關(guān)注重點(diǎn)不同，絕大部分教師也只是把書(shū)上內(nèi)容講授完便結(jié)束該門(mén)課程。這樣學(xué)生在學(xué)完這門(mén)課程后，通過(guò)課堂或自己根據(jù)某個(gè)項(xiàng)目按照書(shū)上內(nèi)容進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，基本掌握數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。這樣的結(jié)果使學(xué)生的知識(shí)和能力根本不能滿(mǎn)足IT行業(yè)的需要，因?yàn)楝F(xiàn)在IT行業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，都采用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，而且越來(lái)越注重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)性能的高低。但剛畢業(yè)的學(xué)生在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)時(shí)，往往不能使用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)，他們會(huì)遇到由于自己知識(shí)能力不足而不得不進(jìn)行知識(shí)回補(bǔ)。同時(shí)他們?cè)跀?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)往往只考慮系統(tǒng)功能性要求而沒(méi)考慮性能的要求。這樣的結(jié)果主要是由于現(xiàn)在學(xué)校開(kāi)設(shè)“數(shù)據(jù)庫(kù)課程”有缺陷、教師選用教材或教師教授課程關(guān)注重點(diǎn)不同所導(dǎo)致的結(jié)果。本文就這些狀況主要從采用開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)、影響數(shù)據(jù)庫(kù)性能的因素等進(jìn)行探討，希望這些探討能對(duì)“數(shù)據(jù)庫(kù)課程”的設(shè)置、講授起到一定的思考，同時(shí)對(duì)這些初學(xué)者在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)時(shí)起到一定的引導(dǎo)作用。

二、采用工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)

由于大部分高校學(xué)生不知道或無(wú)能力通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，從而只能采用SQL語(yǔ)句或直接在數(shù)據(jù)庫(kù)中創(chuàng)建數(shù)據(jù)表及其關(guān)系，其結(jié)果是隨著對(duì)項(xiàng)目認(rèn)識(shí)的不斷深入，在數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建過(guò)程中或項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中不斷對(duì)表、字段及字段類(lèi)型和關(guān)系等進(jìn)行添加或修改，使得數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)效率極其低下，數(shù)據(jù)庫(kù)的可維護(hù)性也很差，同時(shí)中途介入的開(kāi)發(fā)人員很難快速理解整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。為了提高開(kāi)發(fā)效率和維護(hù)性，提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的可視性，采用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)是最好的手段。目前數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)工具非常多，常用的如ERwin、PowerDesign等都是非常優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具。不同的數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具功能雖然有差異，但大體具有以下功能。

1.具有“圖表化編輯”功能。便于用戶(hù)快速創(chuàng)建和修改實(shí)體關(guān)系模型，創(chuàng)建完后能使用戶(hù)快速、完整、全面地把握整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)快速建模及提高建模的正確性。

2.具有“邏輯和物理設(shè)計(jì)”功能。建模工具能自動(dòng)將實(shí)體、屬性和關(guān)系映射到表、列和物理關(guān)系上。當(dāng)視圖定義發(fā)生變化時(shí)，可以快速實(shí)現(xiàn)物理數(shù)據(jù)庫(kù)的同步變化。

3.支持“團(tuán)體開(kāi)發(fā)”功能。通過(guò)對(duì)“資源”的同步操作，可以保證某個(gè)開(kāi)發(fā)成員更改模型視圖進(jìn)而改變物理表結(jié)構(gòu)或關(guān)系后，其他成員同步改正或知曉，保證程序中使用的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容和物理數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。

4.廣泛的“數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)支持”功能。數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具可為多種數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)生成同樣的設(shè)計(jì)，方便在將應(yīng)用軟件從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)移植到另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上時(shí)，可以使用原來(lái)的邏輯設(shè)計(jì)在另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上生成所需的數(shù)據(jù)庫(kù)，而不用重新設(shè)計(jì)。

5.支持“數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)”功能。數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具一般提供特定數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建模技術(shù)，同時(shí)支持維度建模技術(shù)，可以幫助用戶(hù)設(shè)計(jì)高性能的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。由上述數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具功能可知，采用數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，既能提高數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的效率和正確性，也為今后系統(tǒng)的維護(hù)提供了方便。采用數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具是軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的最佳手段。因此在校學(xué)生在學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)庫(kù)”這門(mén)課程到一定程度后，掌握一種數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具，將為他們今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的性能因數(shù)

在校學(xué)生或剛參加工作的人員在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)的功能性一般都能滿(mǎn)足系統(tǒng)需要，但性能往往是考慮比較少或是根本沒(méi)有考慮的部分，而數(shù)據(jù)庫(kù)的性能直接影響開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的性能，特別是一個(gè)信息系統(tǒng)有海量用戶(hù)的今天，數(shù)據(jù)庫(kù)性能考慮就顯得尤為重要了。因此要求教師在講授課程時(shí)特別強(qiáng)調(diào)哪些設(shè)計(jì)將直接影響到數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，本文就數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)哪些因素可提高系統(tǒng)性能做些討論。①數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足規(guī)范化。數(shù)據(jù)庫(kù)中的表至少要滿(mǎn)足第二范式，絕大部分表滿(mǎn)足第三范式。這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)可以達(dá)到較少的列和表，從而減少數(shù)據(jù)冗余，因而能提高數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。但減少數(shù)據(jù)冗余不能作為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)楸匾臄?shù)據(jù)冗余有利于編程和提高數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)性。②適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行表的拆分。對(duì)于被經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的表，表中記錄量很大時(shí)，為減少訪(fǎng)問(wèn)表的時(shí)間，應(yīng)進(jìn)行表的拆分。拆分方法有兩種：第一種是由于一條記錄存儲(chǔ)的是一個(gè)對(duì)象信息，若對(duì)象有類(lèi)別的劃分，則按類(lèi)別進(jìn)行拆分表，同一類(lèi)別的記錄放在同一個(gè)表中；第二種是若表在不同地方訪(fǎng)問(wèn)的字段不同，則可按訪(fǎng)問(wèn)的不同字段進(jìn)行表的拆分。③主外鍵的選擇。主鍵是用來(lái)區(qū)分記錄的標(biāo)志，當(dāng)表中有多個(gè)字段可以做主鍵時(shí)，由于數(shù)字的索引速度比字符要快，因此應(yīng)先采用數(shù)字值字段做主鍵，其次采用字符數(shù)少的字段做主鍵。若必須采用組合字段做主鍵，其字段順序應(yīng)采用字段值重復(fù)率底，單獨(dú)或組合查詢(xún)率大的字段放在前面。而外鍵是維護(hù)數(shù)據(jù)一致性的高效手段，因此外鍵的設(shè)置也是十分重要的。④字段類(lèi)型的選擇。字段數(shù)據(jù)類(lèi)型的設(shè)計(jì)原則是：能用數(shù)字類(lèi)型的不用字符類(lèi)型，在滿(mǎn)足預(yù)期字段值的前提下，數(shù)字類(lèi)型中又選擇值小的數(shù)字類(lèi)型；變長(zhǎng)字符應(yīng)定義適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，既要滿(mǎn)足存儲(chǔ)的需求，又不要浪費(fèi)存儲(chǔ)空間；要避免使用文本型字段；自增型字段要慎重使用，這樣的記錄不方便數(shù)據(jù)庫(kù)的遷移；盡量給字段定義個(gè)默認(rèn)值。⑤索引的使用。創(chuàng)建索引應(yīng)注意以下因素。由于主鍵就是唯一索引，當(dāng)表的數(shù)據(jù)量較少時(shí)不要?jiǎng)?chuàng)建其他索引，直接用主鍵索引；當(dāng)表數(shù)據(jù)量大時(shí)需要其他索引時(shí)，最好采用與其他表進(jìn)行連接的字段、篩選的條件、排序的字段作為索引備選字段；某些字段經(jīng)常一起出現(xiàn)時(shí)，可把這些字段組成組合索引；一個(gè)表的索引不宜太多，特別是經(jīng)常要進(jìn)行記錄的插入和更新的表。

數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容和前提條件，其開(kāi)發(fā)的進(jìn)度直接影響系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的進(jìn)度；而數(shù)據(jù)庫(kù)的性能又直接影響系統(tǒng)的性能，特別是對(duì)海量用戶(hù)的系統(tǒng)影響尤為明顯。而具有圖表化的邏輯設(shè)計(jì)視圖不僅對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員快速理清系統(tǒng)表的關(guān)系有莫大幫助，而且對(duì)系統(tǒng)今后的維護(hù)也起著重要的幫助。因此教授學(xué)生數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)，不能只把書(shū)上內(nèi)容講授給學(xué)生，更要抽出一定的課時(shí)講解一下那些方面的設(shè)計(jì)，從而提高系統(tǒng)性能。同時(shí)在實(shí)踐課中要讓學(xué)生利用數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)一門(mén)知識(shí)的同時(shí)掌握一個(gè)開(kāi)發(fā)工具，這樣學(xué)生才能更加適應(yīng)IT行業(yè)的需要。

[1]葉小平，等.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)教程[M].第二版.北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2]孫憲麗，等.Power Designer15系統(tǒng)分析與建模實(shí)戰(zhàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

TP399

A

1674-9324（2014）29-0203-02

鄒興虎（1972-），男，四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，講師，碩士，研究方向：軟件開(kāi)發(fā)。