資料庫設計的基本概念

本文內容

• 需要認識的一些資料庫詞彙

• 什麼是良好的資料庫設計？

• 設計程序

• 決定資料庫的用途

• 尋找及整理所需資訊

• 將資訊分成多個資料表

• 將資訊項目轉成資料行

• 指定主索引鍵

• 建立資料表關聯性

• 讓設計更完善

• 套用正規化規則

需要認識的一些資料庫詞彙

Access 將您的資訊整理為資料表：資料列與資料行的清單，使人聯想起會計師的帳簿或試算表。 在簡單的資料庫中，您可能只有一個資料表。 對於大部分的資料庫，您則需要多個資料表。 例如，您可能有一個儲存產品相關資訊的資料表，一個儲存訂單相關資訊的資料表，以及一個含有客戶相關資訊的資料表。

更確切地說，每個資料列都稱為「記錄」，而每個資料行則稱為「欄位」。 記錄是有意義且一致的方式，可結合某種相關資訊。 欄位是單一的資訊項目 (每筆記錄中顯示的項目類型)。 例如，在 [產品] 資料表中，每個資料列或每一筆記錄都保存與一個產品有關的資訊。 每個資料行或欄位都保存關於該產品的某些資訊類型，例如產品的名稱或價格。

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什麼是良好的資料庫設計？

某些原則可引導您進行資料庫設計程序。 首要原則是，重複的資訊 (也稱為冗餘資料) 非常不妥，因為這會浪費空間且增加造成錯誤和不一致的可能性。 次要原則是，資訊的正確性和完整性至關重要。 如果資料庫包含不正確的資訊，從資料庫提取資訊的任何報表也會包含不正確的資訊。 所以，您根據這些報表所做出的任何決策就會受到誤導。

因此，以下是良好的資料庫設計原則：

• 將資訊分成主體型資料表以減少冗餘資料。

• 視需要提供 Access 所需資訊，將資料表中的資訊聯結在一起。

• 協助支援及確保資訊的正確性與完整性。

• 適應資料處理和報表需求。

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設計程序

設計程序包含下列步驟：

• 決定資料庫的用途    

  這有助於讓您為其餘步驟做好準備。

• 尋找及整理所需的資訊     

  收集您可能要在資料庫中記錄的所有資訊類型，例如產品名稱與訂單號碼。

• 將資訊分成多個資料表    

  將資訊項目分成主要實體或主體，例如 [產品] 或 [訂單]。 每個主體就會變成資料表。

• 將資訊項目轉成資料行    

  決定您要在每個資料表中儲存哪些資訊。 每個項目都會變成欄位，而且在資料表中會顯示為資料行。 例如，[員工] 資料表可能包含 [姓氏] 和 [雇用日期] 等欄位。

• 指定主索引鍵    

  選擇每個資料表的主索引鍵。 主索引鍵是用來唯一識別每個資料列的資料行。 可能的範例為 [產品識別碼] 或 [訂單識別碼]。

• 設定資料表關聯性    

  查看每個資料表，並且決定一個資料表中的資料如何與其他資料表中的資料關聯。 視需要將欄位新增到資料表或建立新資料表以釐清關聯性。

• 讓您的設計更完善    

  分析設計中的錯誤。 建立資料表並新增幾筆範例資料的記錄。 看看是否能夠從資料表獲得您想要的結果。 視需要調整設計。

• 套用正規化規則    

  套用資料正規化規則，確認資料表的結構是否正確。 視需要調整資料表。

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決定資料庫的用途

建議您在紙張上寫下資料庫的用途，包括其目的、預期的使用方式，以及使用資料庫的人員。 例如，針對家庭型商務所用的小型資料庫，您可以撰寫簡單的內容，像是「客戶資料庫保存客戶資訊清單，用於產生郵件和報表的用途」。 如果資料庫較為複雜或是有許多人使用 (通常發生在企業環境中)，用途可以是一個簡單的段落或更多內容說明，而且應包含每個人使用資料庫的時機和方法。 重點是建立完善的任務聲明，這樣就能在設計程序中隨時參考。 建立此聲明可協助您在做出決策時專注於目標上。

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尋找及整理所需資訊

若要尋找及整理所需資訊，請從現有的資訊開始著手。 例如，您可能會將訂購單記錄在總帳中，或者將客戶資訊以書面表單的形式放在檔案櫃中。 收集這些文件並列出每種顯示資訊的類型 (例如，在表單上填寫的每個方塊)。 如果您沒有任何現有表單，請試想您必須設計表單來記錄客戶資訊。 您想要在表單上放入哪些資訊？ 您想要建立哪些填寫方塊？ 識別並列出每個項目。 例如，假設您目前將客戶清單保存在索引卡上。 檢查這些卡片顯示的每張卡片上，是否都保存了客戶名稱、地址、市/鎮、縣/市、郵遞區號和電話號碼。 這些項目每個都代表資料表中的潛在資料行。

準備這份清單時，不用擔心第一次製作是否不夠完美。 而是列出您想到的每個項目。 如果有其他人要使用資料庫，也請徵詢他們的想法。 您可以稍後再微調清單。

接下來，考慮您可能想要從資料庫產生的報表或郵件類型。 例如，您可能想要依地區顯示銷售量的產品銷售報表，或顯示產品庫存量的庫存摘要報表。 您可能也想要產生可傳送給客戶的套印信件，以宣佈銷售活動或提供優惠方案。 在您的腦海中設計報表，想像報表的樣子。 您想要在報表上放入哪些資訊？ 列出每個項目。 對套印信件以及您預期建立的任何其他報表採取同樣的做法。

思考您可能想要建立的報表和郵件，可協助您識別資料庫中需要的項目。 例如，假設您提供客戶可選擇加入 (或退出) 定期電子郵件更新的機會，而您想要列印那些已加入者的清單。 若要記錄該資訊，則需將 [傳送電子郵件] 資料行新增到客戶資料表。 對於每個客戶，您可以將欄位設為 [是] 或 [否]。

這項傳送電子郵件訊息給客戶的需求，表示要記錄的另一個項目。 一旦您知道客戶想要接收電子郵件訊息後，您也需要知道要傳送到哪個電子郵件地址。 因此，您必須記錄每個客戶的電子郵件地址。

建構每個報表或輸出清單的原型，並考慮產生報表所需的專案是很有意義的。 例如，當您檢查表單字母時，可能會想到一些事項。 如果您想要包含適當的問候語，例如「Mr」、「女士」或「Ms」字串，以開始問候語，您必須建立問候項。 此外，您通常可能會以「親愛的 Smith 先生」而不是「親愛的先生」來寫一封信。 Sylvester Smith 先生」。 這表示您通常會想要將姓氏與名字分開儲存。

務必記得的重點是，您應將每筆資訊細分成可用資訊的最小部分。 就姓名的情況來說，若要備妥姓氏以供使用，則需將姓名分成兩個部分 ([名字] 和 [姓氏])。 例如，若要依姓氏排序報表，將客戶的姓氏分開儲存則會有所幫助。 一般而言，若要根據資訊項目排序、搜尋、計算或報告，您應該將該項目放在自己的個別欄位中。

思考您可能希望資料庫回答的問題。 例如，特色產品上個月達到多少銷售量？ 您 最適合客戶 的居住地為何？ 最暢銷產品的供應商是誰？ 預測這些問題可協助您將注意力集中於要記錄的額外項目上。

收集此資訊後，就可以進行下一步了。

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將資訊分成多個資料表

若要將資訊分成多個資料表，請選擇主要實體或主體。 例如，尋找及整理產品銷售資料庫的資訊後，初步清單看起來可能像這樣：

此處顯示的主要實體為產品、供應商、客戶和訂單。 因此，從這四個資料表開始進行是很合理的做法：一個用於產品相關事實、一個用於供應商相關事實、一個用於客戶相關事實，以及一個用於訂單相關事實。 雖然這樣的清單還不完整，但是個好的起點。 您可以繼續讓這份清單更完善，直到獲得您適用的設計為止。

當您第一次檢閱項目的初步清單時，您可能會想將它們全部放在單一資料表中，而不是上圖顯示的四個資料表中。 此處將說明為何這是個不明智的構想。 思考一下以下所示的資料表：

在此案例中，每個資料列都包含產品與其供應商的相關資訊。 因為您會有許多來自同一個供應商的產品，供應商名稱與地址資訊必須重複許多次。 這會浪費磁碟空間。 請將供應商資訊只記錄在個別的 [供應商] 資料表中一次，然後將該資料表連結到 [產品] 資料表，這會是比較好的解決方案。

當您需要修改供應商相關資訊時，此設計的第二個問題也會發生。 例如，假設您需要變更供應商的地址。 因為地址會顯示在許多地方，您可能不小心在一個地方變更地址，但卻忘了在其他地方變更地址。 將供應商的地址只記錄在一個地方就能解決問題。

設計資料庫時，請務必嘗試每個事實只記錄一次。 如果您發現自己在多個位置重複相同的資訊 (例如特定供應商的地址)，請將該資訊放在個別的資料表中。

最後，假設 Coho Winery 只供應一個產品，而且您想要刪除該產品，但保留供應商名稱與地址資訊。 您要如何刪除產品記錄，才不會造成供應商資訊遺失？ 您無法這麼做。 因為每一筆記錄都包含產品相關事實以及供應商相關事實，所以您無法刪除一個卻同時保留另一個。 若要將這些事實分開保存，您必須將一個資料表分割為二：一個資料表用於產品資訊，而另一個資料表用於供應商資訊。 刪除產品記錄應該只會刪除產品相關事實，而不會刪除供應商相關事實。

一旦您已選擇資料表所代表的主體後，該資料表中的資料行應該只會儲存主體的相關事實。 例如，產品資料表應該只儲存產品的相關事實。 因為供應商地址是供應商的相關事實 (而不是產品的相關事實)，它就屬於供應商資料表。

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將資訊項目轉成資料行

若要決定資料表中的資料行，請決定您需要追蹤資料表中記錄的哪些主體相關資訊。 例如，針對 [客戶] 資料表，[名稱]、[地址]、[市/鎮-縣/市-郵遞區號]、[傳送電子郵件]、[問候語] 和 [電子郵件地址] 是構成資料行清單的一個好起點。 資料表中的每筆記錄都會包含一組相同的資料行，因此您可以儲存每筆記錄的 [名稱]、[地址]、[市/鎮-縣/市-郵遞區號]、[傳送電子郵件]、[問候語] 和 [電子郵件地址] 資訊。 例如，地址資料行包含客戶的地址。 每筆記錄包含一個客戶的相關資料，而地址欄位則包含該客戶的地址。

一旦您已決定每個資料表的一組初步資料行後，您就可以進一步改善資料行。 例如，以兩個個別的資料行 (名字和姓氏) 來儲存客戶名稱是很合理的做法，這樣您就可以排序、搜尋資料行，以及只在這些資料行上編製索引。 同樣地，地址實際包含了五個個別的元件 (地址、市/鎮、縣/市、郵遞區號以及國家/地區)，而且將它們儲存在個別的資料行也是合理的做法。 例如，如果您想要執行搜尋、篩選或依縣/市排序營運狀況，則需將縣/市資訊儲存在個別的資料行。

您也應考慮資料庫是否保存來自國內的資訊，還是也有國際的資訊。 例如，如果您計劃儲存國際地址，建立一個 [地區] 資料行 (而不是 [縣/市] 資料行) 會是比較好的做法，因為該資料行能夠同時適應國內的縣/市和其他國家/地區的區域。 同樣地，如果您要儲存國際地址，[郵遞區號] 會比 [郵政編碼] 更合理。

以下清單顯示決定資料行的一些祕訣。

• 不包含計算資料    

  在大多數的情況下，您不應將計算結果儲存在資料表中。 您可以改為讓 Access 在您要查看結果時執行計算。 例如，假設有一份 [已訂購產品] 報表，該報表顯示資料庫中每個產品類別的訂購量小計。 不過，任何資料表中都沒有 [訂購量] 小計資料行。 反而是 [產品] 資料表包含了 [訂購量] 資料行，該資料行儲存了每個產品的訂購量。 每當您列印報表時，Access 都會使用該資料計算小計。 小計本身不應儲存在資料表中。

• 將資訊儲存為其最小的邏輯部分    

  您可能想要有一個全名的單一欄位，或產品名稱及其產品描述的單一欄位。 如果您在欄位中合併多種資訊，之後擷取個別事實則會變得很困難。 請嘗試將資訊細分為多個邏輯部分；例如為名字和姓氏建立個別的欄位，或為產品名稱、類別和描述建立個別的欄位。

一旦您已改善每個資料表中之資料的資料行後，您就可以選擇每個資料表的主索引鍵。

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指定主索引鍵

每個資料表應包含一個或一組資料行，並且能夠唯一識別資料表中儲存的每個資料列。 這通常是一個唯一的識別碼，例如員工識別碼或序號。 以資料庫術語來說，此資訊稱為資料表的「主索引鍵」。 Access 使用主索引鍵欄位讓來自多個資料表的資料快速產生關聯，並為您整合資料。

如果您在資料表中已有唯一識別碼 (例如唯一識別型錄中每個產品的產品編號)，您可以使用該識別碼做為資料表的主索引鍵，但前提是此資料行中的值在每筆記錄中都須不同。 您不能重複主索引鍵中的值。 例如，請勿使用人名做為主索引鍵，因為人名並非唯一。 您可以在同一個資料表中輕鬆擁有兩個具有相同名字的人。

主索引鍵一律必須有一個值。 如果資料行的值在某個時間點可以變成未指派或未知 (遺失的值)，則無法用來做為主索引鍵中的元件。

您一律應選擇其值不會變更的主索引鍵。 在使用多個資料表的資料庫中，資料表的主索引鍵可以用來做為其他資料表中的參照。 如果主索引鍵變更，該變更也必須套用到參照該索引鍵的所有位置。 若要降低主索引鍵可能變成與參照它的其他資料表不同步的機率，可使用不會變更的主索引鍵。

通常會使用任意、唯一的數字做為主索引鍵。 例如，您可能為每筆訂單指派唯一的訂單號碼。 訂單號碼的唯一用途是識別訂單。 一旦指派後，絕對不會變更。

如果您想不到一個或一組可構成良好主索引鍵的資料行，請考慮使用具有 [自動編號] 資料類型的資料行。 當您使用 [自動編號] 資料類型時，Access 會自動為您指派值。 此類識別碼不含事實；不包含描述所代表之資料列的事實資訊。 不含事實的識別碼非常適合用來做為主索引鍵，因為它們不會變更。 包含資料列相關事實的主索引鍵 (例如電話號碼或客戶名稱) 比較有可能變更，因為事實資訊本身可能會變更。

1.設為 [自動編號] 資料類型的資料行通常會構成良好的主索引鍵。 沒有兩個產品識別碼是相同的。

在某些情況下，您可能想要一起使用兩個或兩個以上的欄位，提供資料表的主索引鍵。 例如，儲存訂單明細項目的 [訂單詳細資料] 資料表會在它的主索引鍵中使用兩個資料行：[訂單識別碼] 與 [產品識別碼]。 當主索引鍵採用多個資料行時，這就稱為「複合索引鍵」。

針對產品銷售資料庫，您可以為每個資料表建立 [自動編號] 資料行以用來做為主索引鍵：用於 [產品] 資料表的 [產品識別碼]、用於 [訂單] 資料表的 [訂單識別碼]、用於 [客戶] 資料表的 [客戶識別碼]，以及用於 [供應商] 資料表的 [供應商識別碼]。

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建立資料表關聯性

現在您已將資訊分成多個資料表，您需要有意義地再次整合資訊的方法。 例如，下列表單包含來自多個資料表的資訊。

1. 此表單的資訊來自 [客戶] 資料表...

2. ...[員工] 資料表...

3. ...[訂單] 資料表...

4. ...[產品] 資料表...

5. ...以及 [訂單詳細資料] 資料表。

Access 是一種關聯式資料庫管理系統。 在關聯資料庫中，您將資訊分成個別、主體型資料表。 接著，您視需要使用資料表關聯性整合資訊。

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讓設計更完善

一旦您擁有所需的資料表、欄位和關聯性後，您應建立並使用範例資料填入資料表，然後嘗試使用資訊：建立查詢、新增記錄等。 這麼做有助於突顯潛在問題，例如您可能需要新增您在設計階段期間忘了插入的資料行，或者您可能有一個資料表應分割成兩個資料表以移除重複資料。

看看您是否可以使用資料庫取得所需的答案。 建立表單和報表的草稿，看看它們是否顯示您預期的資料。 尋找不需要的重複資料，並且如果找到了任何重複資料，請更改設計以消除重複資料。

當您嘗試使用初始資料庫時，您可能會發現有改善的空間。 以下是一些檢查的要點：

• 是否忘了任何資料行？ 若是如此，該資訊是否屬於現有的資料表？ 如果是有關另一個項目的資訊，您可能需要建立另一個資料表。 為您需要追蹤的每個資訊項目建立一個資料行。 如果無法從其他資料行計算資訊，該資訊可能需要新的資料行。

• 因為可以從現有的欄位計算資料行，因此是否有任何不必要的資料行？ 如果可以從其他現有的資料行計算資訊項目 (例如從零售價計算折扣價)，通常直接計算會比較好，並且避免建立新的資料行。

• 您是否在其中一個資料表中重複輸入了重複的資訊？ 若是如此，您可能需要將資料表分成兩個具有一對多關聯性的資料表。

• 您的資料表是否含有許多欄位、數量有限的記錄，以及個別記錄中的多個空白欄位？ 若是如此，請考慮重新設計資料表，減少欄位並增加記錄。

• 每個資訊項目是否都已細分成可用資訊的最小部分？ 如果您需要報告、排序、搜尋或計算資訊項目，請將該項目放在它自己的資料行中。

• 每個資料行是否包含資料表之主體的相關事實？ 如果資料行不包含資料表之主題的相關資訊，則它是屬於不同的資料表。

• 透過共同的欄位或透過第三個資料表，是否已呈現資料表之間的所有關聯性？ 一對一和一對多關聯性需要共同的資料行。 多對多關聯性需要第三個資料表。

套用正規化規則

您可以套用資料正規化規則 (有時簡稱為正規化規則)，做為設計的下一步。 您使用這些規則確認資料表的結構是否正確。 將規則套用到資料庫設計的程序稱為「正規化資料庫」，或簡稱為「正規化」。

在您已顯示所有資訊項目並達到初步設計後，正規化就會相當實用。 其概念在於協助您確保已將資訊項目分成適當的資料表。 但正規化無法確保您擁有要做為開始的所有正確資料項目。

您連續套用規則，在每個步驟確保設計達到所謂的「正規表單」。 有五個廣泛採用的正規表單 (第一個正規表單到第五個正規表單)。 本文闡述前三個，因為它們就是大多數資料庫設計所需。