3.数据库结构优化，设计，范式介绍

1.数据库路结构优化目的

　　（1）减少数据冗余

　　（2）尽量避免数据维护中出现更新，插入和删除异常

　　　　插入异常：如果表中的某个实体随着另一个实体而存在；

　　　　更新异常：如果更改表中的某个实体的单独属性时，需要对多行进行更新；

　　　　删除异常：如果删除表中的某一个实体则会导致其他实体的消失。

　　（3）节约数据存储空间

　　（4）提高查询效率

2.数据库设计步骤

　　（1）需求分析：全面了解产品设计的存储需求；存储需求；数据处理需求；数据的安全性和完整性

　　（2）逻辑设计阶段：设计数据的逻辑村塾结构；数据实体之间的逻辑关系，解决数据冗余和数据维护异常

　　（3）物理设计：根据使用诗剧苦特点进行表结构设计（1）.关系型（2）非关系型

　　（4）维护优化：跟据实际情况对索引，存储进行优化。

3.数据库设计范式

　　（1）第一范式

　　　　在关系模型中，所有的域都应该是原子性的，即数据库表的每一列是不可分割的原子数据项，而不是集合，数组，记录等非原子数据项。

　　　　数据库中的所有字段都只具有单一属性；单一属性的列是由基本的数据类型所构成的；设计出来的表都是简单的二维表。

　　（2）第二范式

　　　　必须建立在第一范式之上，要求数据库表中的每个实例或记录必须可以被唯一地区分，选取一个能区分每个实体的属性或属性组，作为实体的唯一标识。

　　　　要求一个表中只具有一个业务主键，实体的属性完全依赖于主关键字，所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性。

　　（3）第三范式

　　　　在第二范式上，任何主属性不依赖于其他非属性。要求一个关系中不包含已在其它关系已包含的非主关键字信息。

　　　　例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性，也就是在满足2NF的基础上，任何非主属性不得传递依赖于主属性。

4.范式化与反范式化

　　范式化

　　（1）优点：

　　　　可以尽量的减少数据冗余（数据表更新快体积小）

　　　　范式化的更新操作比反反范式化更快

　　　　范式化的表通常比反范式化更小。

　　（2）缺点：

　　　　对于查询需要对多个表进行关联；

　　　　更难进行索引优化。

　　反范式化

　　（1）优点

　　　　可以较少表关联；

　　　　可以更好的进行索引优化。

　　（2）缺点

　　　　存在数据冗余及数据维护异常；

　　　　对数据的修改需要更多的成本。

5.物理设计：

　　（1）定义数据库，表及字段的命名规范

　　　　可读性原则

　　　　表意性原则

　　　　长名原则（尽量不适用缩写）

　　（2）选择合适的存储引擎

　　（3）为表中字段选择合适的数据类型

　　　　1.当一个列可以选择多种数据类型时，应该优先考虑数字类型，其次是日期或二进制类型，最后选择字符类型，对于相同级别的数据类型，应先选择占用空间小的数据类型；

　　　　　　实数类型：float（非精确），double（非精确），decimal（精确，财务方面业务）

　　　　　　整数财务数类型：tinyint，smallint，mediuint，int，bigint

　　　　2.varchar：用于存储变长字符串，只占用必要的存储空间；列的最大长度小于255只占用一个额外字节用于记录字符串长度；列的长度大于255则要占用两个额外子节记录；

　　　　　　使用最小的符合需求的长度（中国姓名：不大于10）

　　　　　　varchar(5)和varchar(200)存储“mysql”字符串性能不同；

　　　　　　适用场景：

　　　　　　　　1.字符串列的最大长度比平均长度大很多

　　　　　　　　2.字符串列很少被更新；

　　　　　　　　3.使用了很多字节字符集存储字符串

　　　　3.char类型：是定长的；字符串存储在char类型的列中会删除末尾的空格；char类型的最大宽度是255，

　　　　　　使用场景：char适合存储长度近似的值；适合存储短字符串；适合存储经常更新的字符串

　　　　4.如何存储日期类型

　　　　　　Datetime：与时区无关，占用8个字节，时间范围：1000-01-01 00：00：00 ~9999-12-31 23：59：59

　　　　　　Timestamp：依赖所指定时区；占用4个字节；时间范围：1970-01-01 ~2038-01-19，在行的数据修改时可以自动修改timestamp列的值

　　　　　　Date：只保存日期，占3个字节，对比整数类型（4）和字符串类型（8）占用空间最少

　　　　　　Time：只保存时间

　　　　　　存储日期时间数据的注意事项：

　　　　　　　　（1）不要使用字符串类型来存储日期时间数据；日期时间类型通常比字符串占用的存储空间小；日期时间类型在津项查找过滤时可以利用日期来进行对比；日期事件类型还有着丰富的处理函数，可以方便的对时期类型进行日期计算。

　　　　　　　　（2）使用Int存储日期时间不如使用timestamp类型，timestamp在数据库中显示的日期为时间格式，而int则显示的时数字。

　　（3）如何为Innodb选择主键

　　　　　　1.主键应该尽可能小

　　　　　　2.主键应该是顺序增长的

　　　　　　3.Innodb的主键和业务主键可以不同