80年代初以來，國內(nèi)許多計算機專家先后深入一些大型企業(yè)，力圖開發(fā)出理想的大型MIS。實踐證明，開發(fā)出的大型MIS，多數(shù)不很理想。原因何在?據(jù)作者一孔之見，其中一條重要的原因，就是在開發(fā)過程中對MIS的數(shù)據(jù)庫設(shè)計重視不夠，沒有把它當作一件頭等大事來處理。一個大型MIS，如果它的數(shù)據(jù)庫設(shè)計出了問題，就是出了大問題，或者說從根本上出了問題。這樣的MIS，不會成功，只會失敗。既然如此，應(yīng)該怎樣來解決它呢?
一、MIS的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫
NIS系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。MIS的軟件，是由文檔加程序組成的。它的文檔，就是MIS的全部設(shè)計說明書。它的程序，就是MIS的全部算法加上相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。MIS的算法無非是它的各種錄入、修改、查詢、處理、輸出與菜單程序的算法。MIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要是指數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的各種基本表。可以這么說，基本表是MIS的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是MIS開發(fā)中的重點，又是其難點。說它是重點，因為設(shè)計出一套好的基本表需要許多技巧。
MIS的發(fā)展是分階段的，不同的階段，對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫。在MIS的初級(初始與擴展)階段，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為應(yīng)用數(shù)據(jù)庫。所謂應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，就是針對某項具體的應(yīng)用而設(shè)計的基本表的集合，這種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、使用與維護均較容易。在MIS的中級(控制與集成)階段，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為主題數(shù)據(jù)庫。所謂主題數(shù)據(jù)庫，就是針對某方面的主題而設(shè)計的基本表的集合，它包括本主題范圍內(nèi)的所有應(yīng)用項目，這種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、使用與維護均較復(fù)雜。在MIS的高級(數(shù)據(jù)管理與成熟)階段，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為綜合數(shù)據(jù)庫。所謂綜合數(shù)據(jù)庫，就是針對某個大型企事業(yè)單位的綜合管理信息系統(tǒng)而設(shè)計的基本表的集合，它包括本單位的所有主題，這種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、使用與維護均很復(fù)雜，對設(shè)計者、用戶與DBA的要求均很高。
二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一般方法
數(shù)據(jù)庫設(shè)計分五大步，即數(shù)據(jù)庫需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計與加載測試。需求分析的任務(wù)是將業(yè)務(wù)管理單證流轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流，繪制出數(shù)據(jù)流程圖DFD，并完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典，概念設(shè)計的任務(wù)是從DFD出發(fā)，識別實體及其相互關(guān)系，并繪制出實體關(guān)系圖，即E-R圖。邏輯設(shè)計的任務(wù)是從E-R圖出發(fā)，確定各個實體及關(guān)系的具體屬性。物理設(shè)計的任務(wù)是確定所有屬性的類型、寬長與取值范圍，設(shè)計出基本表的主鍵與外鍵，將所有表名與字段名英文化，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典，在具體的DBMS環(huán)境上實現(xiàn)物理建庫工作。加載測試工作貫穿于程序測試工作的全過程，整個錄入、修改、查詢、處理、輸出工作，均可視為對數(shù)據(jù)庫的加載測試工作。應(yīng)該指出，大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計不大可能一次順利完成，上述五大步驟，很可能是一個不斷迭代的過程。
三、基本表與其它表
MIS中的數(shù)據(jù)庫是由一組基本表所組成的，一個實體可以用一張基本表來描述，一個復(fù)雜關(guān)系也可以用一張基本表來描述。所以，基本表可以代表一個實體，也可以代表一個關(guān)系?；颈碇械淖侄?，就是實體或關(guān)系的屬性?；颈硎谴娣呕A(chǔ)數(shù)據(jù)的地方，這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有五個基本性質(zhì)。原子性，即表中的數(shù)據(jù)是元數(shù)據(jù)。演繹性，即由表中的數(shù)據(jù)可以生成系統(tǒng)所有的輸出數(shù)據(jù)。穩(wěn)定性，即表中的數(shù)據(jù)一次錄入、多次使用、長期保存。
規(guī)范性，即表中的數(shù)據(jù)滿足第三范式?？陀^性，即表中的數(shù)據(jù)是客觀存在的數(shù)據(jù)，不是主觀想象中的數(shù)據(jù)。
MIS中的表除了基本表之外，還有一些非基本表，如代碼表、中間表、臨時表與虛表(視圖)，它們不屬于數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，但均以表的形式出現(xiàn)，為數(shù)據(jù)的錄入、查詢、處理、輸出提供方便。利用基本表的五個性質(zhì)，很容易區(qū)分基本表與非基本表。非基本表的設(shè)計是不難的，基本表的設(shè)計是較難的，MIS中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，主要是指基本表的設(shè)計。
四、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計技巧
數(shù)據(jù)庫設(shè)計中有兩個難點，一是如何處理多對多的關(guān)系，二是如何設(shè)計主鍵。處理多對多的關(guān)系的辦法為：將一個多對多的關(guān)系分解為一個一對多的關(guān)系加上另一個多對一的關(guān)系。例如，若兩個表之間存在多對多的關(guān)系，就在它倆之間增加一個表，該表的字段中至少要包括前兩個表的主鍵在內(nèi)。這樣，就將一個多對多的關(guān)系轉(zhuǎn)化為兩個一對多的關(guān)系了。
在基本表中，主鍵是記錄的標識。一般而言，主鍵是為索引文件或表間連接服務(wù)的。它對用戶不透明，只提供給程序員使用。因此，主鍵的取值為一串無物理意義的數(shù)值，且由程序自動加1來實現(xiàn)。主鍵是一個永久為非空的字段，一旦產(chǎn)生，便不能修改，但可以被拷貝。通過拷貝，這個表的主鍵可作為那個表的外鍵。要設(shè)計好數(shù)據(jù)庫，除了克服以上兩個難點之外，還應(yīng)遵循下列原則：即基本表的個數(shù)越少越好;主鍵的個數(shù)越少越好;字段的個數(shù)越少越好。
五、MIS的開發(fā)模式
結(jié)合我國的特點，大型MIS的開發(fā)與大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，均應(yīng)分為兩個層次，即內(nèi)核層與外殼層。內(nèi)核層對應(yīng)法治，設(shè)計上講究通用性。外殼層對應(yīng)人治，設(shè)計上講究專用性。隨著中國經(jīng)濟與世界經(jīng)濟接軌進程的發(fā)展，MIS的內(nèi)核層將逐步擴大，外殼層將逐步縮小，通用性將逐步增強。
當前我國大型企事業(yè)單位的MIS建設(shè)，少數(shù)單位已跨過了初級階段，開始邁向中級或高級階段。與此同時，數(shù)據(jù)庫設(shè)計已告別了應(yīng)用數(shù)據(jù)庫時期，開始向主題數(shù)據(jù)庫或綜合數(shù)據(jù)庫過渡。主題數(shù)據(jù)庫或綜合數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計的本質(zhì)區(qū)別是：前者是面向數(shù)據(jù)，后者是面向程序。一個大型企事業(yè)單位的MIS建設(shè)，是一個長期的反復(fù)的過程。在這一過程中，應(yīng)用程序與輸出圖表可能逐年變動，但基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是穩(wěn)定不變的。只要我們將基本表設(shè)計面向數(shù)據(jù)，不面向程序，用基本表組織好元數(shù)據(jù)，就能以不變應(yīng)萬變，避免在MIS建設(shè)中的失誤。
一、MIS的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)庫
NIS系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。MIS的軟件，是由文檔加程序組成的。它的文檔，就是MIS的全部設(shè)計說明書。它的程序，就是MIS的全部算法加上相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。MIS的算法無非是它的各種錄入、修改、查詢、處理、輸出與菜單程序的算法。MIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要是指數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的各種基本表。可以這么說，基本表是MIS的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫設(shè)計既是MIS開發(fā)中的重點，又是其難點。說它是重點，因為設(shè)計出一套好的基本表需要許多技巧。
MIS的發(fā)展是分階段的，不同的階段，對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫。在MIS的初級(初始與擴展)階段，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為應(yīng)用數(shù)據(jù)庫。所謂應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，就是針對某項具體的應(yīng)用而設(shè)計的基本表的集合，這種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、使用與維護均較容易。在MIS的中級(控制與集成)階段，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為主題數(shù)據(jù)庫。所謂主題數(shù)據(jù)庫，就是針對某方面的主題而設(shè)計的基本表的集合，它包括本主題范圍內(nèi)的所有應(yīng)用項目，這種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、使用與維護均較復(fù)雜。在MIS的高級(數(shù)據(jù)管理與成熟)階段，對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫為綜合數(shù)據(jù)庫。所謂綜合數(shù)據(jù)庫，就是針對某個大型企事業(yè)單位的綜合管理信息系統(tǒng)而設(shè)計的基本表的集合，它包括本單位的所有主題，這種數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、使用與維護均很復(fù)雜，對設(shè)計者、用戶與DBA的要求均很高。
二、數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一般方法
數(shù)據(jù)庫設(shè)計分五大步，即數(shù)據(jù)庫需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計與加載測試。需求分析的任務(wù)是將業(yè)務(wù)管理單證流轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)流，繪制出數(shù)據(jù)流程圖DFD，并完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典，概念設(shè)計的任務(wù)是從DFD出發(fā)，識別實體及其相互關(guān)系，并繪制出實體關(guān)系圖，即E-R圖。邏輯設(shè)計的任務(wù)是從E-R圖出發(fā)，確定各個實體及關(guān)系的具體屬性。物理設(shè)計的任務(wù)是確定所有屬性的類型、寬長與取值范圍，設(shè)計出基本表的主鍵與外鍵，將所有表名與字段名英文化，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典，在具體的DBMS環(huán)境上實現(xiàn)物理建庫工作。加載測試工作貫穿于程序測試工作的全過程，整個錄入、修改、查詢、處理、輸出工作，均可視為對數(shù)據(jù)庫的加載測試工作。應(yīng)該指出，大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計不大可能一次順利完成，上述五大步驟，很可能是一個不斷迭代的過程。
三、基本表與其它表
MIS中的數(shù)據(jù)庫是由一組基本表所組成的，一個實體可以用一張基本表來描述，一個復(fù)雜關(guān)系也可以用一張基本表來描述。所以，基本表可以代表一個實體，也可以代表一個關(guān)系?；颈碇械淖侄?，就是實體或關(guān)系的屬性?；颈硎谴娣呕A(chǔ)數(shù)據(jù)的地方，這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有五個基本性質(zhì)。原子性，即表中的數(shù)據(jù)是元數(shù)據(jù)。演繹性，即由表中的數(shù)據(jù)可以生成系統(tǒng)所有的輸出數(shù)據(jù)。穩(wěn)定性，即表中的數(shù)據(jù)一次錄入、多次使用、長期保存。
規(guī)范性，即表中的數(shù)據(jù)滿足第三范式?？陀^性，即表中的數(shù)據(jù)是客觀存在的數(shù)據(jù)，不是主觀想象中的數(shù)據(jù)。
MIS中的表除了基本表之外，還有一些非基本表，如代碼表、中間表、臨時表與虛表(視圖)，它們不屬于數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，但均以表的形式出現(xiàn)，為數(shù)據(jù)的錄入、查詢、處理、輸出提供方便。利用基本表的五個性質(zhì)，很容易區(qū)分基本表與非基本表。非基本表的設(shè)計是不難的，基本表的設(shè)計是較難的，MIS中的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，主要是指基本表的設(shè)計。
四、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計技巧
數(shù)據(jù)庫設(shè)計中有兩個難點，一是如何處理多對多的關(guān)系，二是如何設(shè)計主鍵。處理多對多的關(guān)系的辦法為：將一個多對多的關(guān)系分解為一個一對多的關(guān)系加上另一個多對一的關(guān)系。例如，若兩個表之間存在多對多的關(guān)系，就在它倆之間增加一個表，該表的字段中至少要包括前兩個表的主鍵在內(nèi)。這樣，就將一個多對多的關(guān)系轉(zhuǎn)化為兩個一對多的關(guān)系了。
在基本表中，主鍵是記錄的標識。一般而言，主鍵是為索引文件或表間連接服務(wù)的。它對用戶不透明，只提供給程序員使用。因此，主鍵的取值為一串無物理意義的數(shù)值，且由程序自動加1來實現(xiàn)。主鍵是一個永久為非空的字段，一旦產(chǎn)生，便不能修改，但可以被拷貝。通過拷貝，這個表的主鍵可作為那個表的外鍵。要設(shè)計好數(shù)據(jù)庫，除了克服以上兩個難點之外，還應(yīng)遵循下列原則：即基本表的個數(shù)越少越好;主鍵的個數(shù)越少越好;字段的個數(shù)越少越好。
五、MIS的開發(fā)模式
結(jié)合我國的特點，大型MIS的開發(fā)與大型數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，均應(yīng)分為兩個層次，即內(nèi)核層與外殼層。內(nèi)核層對應(yīng)法治，設(shè)計上講究通用性。外殼層對應(yīng)人治，設(shè)計上講究專用性。隨著中國經(jīng)濟與世界經(jīng)濟接軌進程的發(fā)展，MIS的內(nèi)核層將逐步擴大，外殼層將逐步縮小，通用性將逐步增強。
當前我國大型企事業(yè)單位的MIS建設(shè)，少數(shù)單位已跨過了初級階段，開始邁向中級或高級階段。與此同時，數(shù)據(jù)庫設(shè)計已告別了應(yīng)用數(shù)據(jù)庫時期，開始向主題數(shù)據(jù)庫或綜合數(shù)據(jù)庫過渡。主題數(shù)據(jù)庫或綜合數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計的本質(zhì)區(qū)別是：前者是面向數(shù)據(jù)，后者是面向程序。一個大型企事業(yè)單位的MIS建設(shè)，是一個長期的反復(fù)的過程。在這一過程中，應(yīng)用程序與輸出圖表可能逐年變動，但基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是穩(wěn)定不變的。只要我們將基本表設(shè)計面向數(shù)據(jù)，不面向程序，用基本表組織好元數(shù)據(jù)，就能以不變應(yīng)萬變，避免在MIS建設(shè)中的失誤。