27、数据库业务规则的分类与定义

数据库业务规则分类、定义及应用

c6d7e8f9g

于 2025-07-13 11:17:17 发布

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分类专栏：《凡人数据库设计》：从零构建高效数据库文章标签：数据库设计业务规则特定字段业务规则

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数据库业务规则的分类与定义

在数据库设计过程中，业务规则的定义和建立至关重要。业务规则可以分为面向数据库的业务规则和面向应用程序的业务规则，在当前阶段，我们主要关注面向数据库的业务规则。为了便于理解和定义这些规则，我们将其分为两类：特定字段业务规则和特定关系业务规则。

1. 业务规则的分类

1.1 特定字段业务规则

特定字段业务规则对特定字段的字段规范元素施加约束。一个规则影响的元素数量取决于规则的定义方式。
- 影响单个元素的规则示例 ：订单日期要以长格式显示，如“2003 年 1 月 10 日”。此规则影响“ORDERS”表中“ORDER DATE”字段的“显示格式”元素，通过修改该字段规范的“显示格式”元素来表明日期的显示方式。
- 影响多个元素的规则示例 ：必须能够存储加拿大客户的邮政编码。该规则影响“CUSTOMERS”表中“CUSTZIPCODE”字段的“数据类型”“字符支持”和“显示格式”元素。由于加拿大邮政编码包含字母，需进行以下修改：
1. 将“数据类型”设置改为“字母数字型”。
2. 在“字符支持”元素中包含“字母”。
3. 修改“显示格式”元素，确保加拿大邮政编码中的字母大写。

1.2 特定关系业务规则

特定关系业务规则施加的约束会影响关系的特征。例如，确定每个班级的学生数量必须有限制，定义规则“每个班级至少有 5 名学生，但不能超过 20 名”。此业务规则影响“CLASSES”表和“STUDENT CLASSES”表之间的参与度，通过修改关系图来显示“CLASSES”表中的单个记录必须与“STUDENT CLASSES”表中的至少 5 条但不超过 20 条记录相关联。

2. 定义和建立业务规则

2.1 总体原则

在数据库设计的这个阶段，要基于组织对数据的认知和使用方式来定义和建立业务规则。最佳方法是先定义和建立特定字段业务规则，再处理特定关系业务规则，这样有助于专注于规则类型，避免混淆。同时，要与用户和管理层代表团队合作，共同确定和建立合适的业务规则，确保规则的约束有意义且无歧义。

2.2 定义和建立特定字段业务规则

步骤如下：

选择一个表 ：从哪个表开始并不重要，最终会对数据库中的每个表应用此过程。选择结构熟悉的表有助于学习步骤，思考表代表的主题，提出问题如“组织如何使用基于或与该主题相关的信息？”“该表与自身或数据库中的其他表有什么关系？”，必要时参考最终表列表和关系图。
审查每个字段并确定是否需要约束 ：检查每个字段的“字段规范”表，根据表在数据库中的使用方式，判断是否需要对其元素施加约束。例如，对于“CUSTOMERS”表中的“CUSTCOUNTY”字段，如果得到“老板想按县跟踪客户，必须为每个客户记录县名，且刚在销售区域增加了皮尔斯县和斯诺霍米什县，县名记录很重要”这样的回答，就需要继续定义业务规则。
为字段定义必要的业务规则 ：根据步骤 2 的回答，识别其中隐含的约束并转化为业务规则。对于“CUSTCOUNTY”字段，可推断出两个约束：每个客户必须关联一个县名，该字段的值范围限于四个特定的县（当前字段规范中的两个县和回答中提到的两个新县）。可转化为规则“每个客户必须关联一个县”和“该字段只能输入金县、基沙普县、皮尔斯县和斯诺霍米什县”。
通过修改适当的字段规范元素来建立规则 ：确定规则影响的字段规范元素，然后进行相应修改。对于“每个客户必须关联一个县”规则，影响“必填值”“空值支持”和“编辑规则”元素，将“必填值”设置为“是”，“空值支持”设置为“不允许空值”，“编辑规则”设置为“立即输入，允许编辑”。对于“该字段只能输入金县、基沙普县、皮尔斯县和斯诺霍米什县”规则，影响“值范围”元素，将其设置为“金县、基沙普县、皮尔斯县和斯诺霍米什县”。
确定测试规则的操作 ：业务规则施加的约束在插入记录、删除记录或更新字段值时进行测试。通过问自己一系列问题，如“如果在表中插入新记录，规则会被违反吗？”等，确定规则最可能被违反的情况。对于“CUSTCOUNTY”字段的业务规则，在插入字段值和删除字段值时会进行测试。
将规则记录在“业务规则规范”表上 ：填写“业务规则规范”表可记录业务规则，该表有三个优点：能记录所有面向数据库的业务规则，确保规则定义和建立得当；能记录所有面向应用程序的业务规则，为数据库实现或应用程序创建提供有价值信息；提供记录所有业务规则的标准方法，便于跟踪、维护和故障排除。“业务规则规范”表包含以下项目：
- 陈述：业务规则的文本，应清晰简洁，传达所需约束。
- 约束：简要解释约束如何应用于表和字段。
- 类型：表明规则是面向数据库还是面向应用程序。
- 类别：表明规则是特定字段还是特定关系。
- 测试操作 ：表明插入、删除、更新哪些操作会测试业务规则施加的约束。
- 受影响的结构 ：指定规则影响的字段名或关系涉及的表名。
- 受影响的字段元素 ：表明规则影响的字段规范元素。
- 受影响的关系特征 ：表明规则影响的关系特征。
- 采取的行动 ：表明对字段规范元素或关系图所做的修改。

2.3 定义和建立特定关系业务规则

步骤如下：

选择一个关系 ：选择哪个关系不太重要，最终会对每个关系应用此过程。选择特定关系后，审查其关系图，思考表代表的内容和关系的重要性，提出问题如“这些表提供什么类型的信息？”“这两个表之间的关系为什么重要？”。
审查关系并确定是否需要约束 ：简要审查每个关系特征，考虑组织的业务运作方式，提出问题“是否需要对该关系施加某种限制？”。例如，对于舞蹈工作室数据库中“INSTRUCTORS”表和“INSTRUCTOR CLASSES”表的关系，如果得到“所有教师必须至少教一门课，但最多教八门课”的回答，就需要继续定义业务规则。
为关系定义必要的业务规则 ：根据步骤 2 的回答，识别其中隐含的约束并转化为业务规则。对于上述示例，可推断出两个约束：教师最少教一门课，最多教八门课，转化为规则“教师必须教一门课，但不超过八门课”。
通过修改适当的关系特征来建立规则 ：确定规则影响的关系特征并进行修改。对于“教师必须教一门课，但不超过八门课”规则，影响“INSTRUCTOR CLASSES”表的“参与度”和“参与类型”特征，将“参与度”设置为“(1,8)”，“参与类型”设置为“强制”。
确定测试规则的操作 ：同特定字段业务规则，业务规则施加的约束在插入、删除或更新表记录或字段值时进行测试。当确定删除记录会违反规则时，必须相应更改关系的当前删除规则或添加新的删除规则。对于舞蹈工作室数据库的新业务规则，在插入“INSTRUCTOR CLASSES”表记录和删除该表记录时会进行测试，因此必须为该表建立“限制删除”规则。
将规则记录在“业务规则规范”表上 ：最后，将建立的业务规则填写在“业务规则规范”表上。

以下是特定字段业务规则和特定关系业务规则定义和建立步骤的 mermaid 流程图：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B{选择规则类型}:::decision
    B -->|特定字段业务规则| C(选择一个表):::process
    C --> D(审查每个字段并确定是否需要约束):::process
    D -->|是| E(为字段定义必要的业务规则):::process
    D -->|否| D
    E --> F(通过修改适当的字段规范元素来建立规则):::process
    F --> G(确定测试规则的操作):::process
    G --> H(将规则记录在“业务规则规范”表上):::process
    B -->|特定关系业务规则| I(选择一个关系):::process
    I --> J(审查关系并确定是否需要约束):::process
    J -->|是| K(为关系定义必要的业务规则):::process
    J -->|否| J
    K --> L(通过修改适当的关系特征来建立规则):::process
    L --> M(确定测试规则的操作):::process
    M --> N(将规则记录在“业务规则规范”表上):::process
    H --> O([结束]):::startend
    N --> O

通过以上步骤和方法，可以系统地定义和建立数据库的业务规则，确保数据库的设计符合组织的业务需求。

3. 业务规则的测试与维护

3.1 业务规则的测试

业务规则建立后，需要进行全面的测试，以确保其能有效约束数据并符合业务需求。测试主要围绕插入、删除和更新操作展开，具体测试场景如下表所示：
|操作类型|测试场景|示例说明|
| ---- | ---- | ---- |
|插入操作|检查插入的数据是否符合规则约束|对于“CUSTCOUNTY”字段规则，插入的县名必须是金县、基沙普县、皮尔斯县和斯诺霍米什县之一|
|删除操作|检查删除操作是否会违反规则|如舞蹈工作室数据库中，删除“INSTRUCTOR CLASSES”表记录时，要保证每个教师仍至少关联一门课|
|更新操作|检查更新后的数据是否仍满足规则|例如更新“CUSTCOUNTY”字段值时，新值需在规定范围内|

3.2 业务规则的维护

随着业务的发展和变化，数据库的业务规则也需要不断调整和维护。维护业务规则时，可遵循以下步骤：
1. 定期审查 ：定期对业务规则进行审查，检查是否与当前业务需求相符。例如，组织业务范围扩大，可能需要调整“CUSTCOUNTY”字段的县名范围。
2. 收集反馈 ：与用户和管理层保持沟通，收集他们在使用数据库过程中对业务规则的反馈。如用户发现某些规则限制过于严格，影响了工作效率。
3. 修改规则 ：根据审查结果和反馈信息，对业务规则进行修改。修改时，要按照定义和建立业务规则的步骤进行，确保规则修改的准确性和完整性。
4. 重新测试 ：修改规则后，需要重新进行测试，确保新规则能正常工作且不会引入新的问题。

4. 业务规则的应用案例分析

4.1 特定字段业务规则应用案例

以某电商公司的客户信息表为例，其中“CUSTPHONE”字段有特定业务规则。规则要求：客户电话号码必须为 11 位数字，且以“1”开头。
- 规则定义 ：根据业务需求，明确该规则的约束条件。
- 规则建立 ：修改“CUSTPHONE”字段的“数据类型”为“数字型”，“长度”设置为 11，添加“输入掩码”为“1##########”，以确保输入的电话号码符合规则。
- 规则测试 ：在插入和更新客户电话号码时，系统会自动检查输入的号码是否符合规则。若输入不符合要求，系统会提示错误信息。

4.2 特定关系业务规则应用案例

某学校数据库中，“COURSES”表和“STUDENT_COURSES”表之间存在特定关系业务规则。规则规定：每个学生最多可选择 5 门课程。
- 规则定义 ：根据学校的教学安排和资源限制，确定该规则的约束条件。
- 规则建立 ：修改关系图中“STUDENT_COURSES”表的“参与度”为“(0,5)”，表示一个学生记录最多可关联 5 条“STUDENT_COURSES”表记录。
- 规则测试 ：在学生选课（插入“STUDENT_COURSES”表记录）时，系统会检查该学生已选课程数量是否超过 5 门。若超过，系统会阻止选课操作。

5. 总结

数据库业务规则的分类、定义和建立是数据库设计过程中的重要环节。通过将业务规则分为特定字段业务规则和特定关系业务规则，并按照相应的步骤进行定义和建立，可以确保数据库的数据质量和业务逻辑的正确性。同时，对业务规则进行有效的测试和维护，能使数据库更好地适应业务的发展和变化。在实际应用中，要根据具体的业务需求，灵活运用业务规则，为组织的信息化建设提供有力支持。

以下是业务规则测试与维护的 mermaid 流程图：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(定期审查业务规则):::process
    B --> C{规则是否需要修改?}:::decision
    C -->|是| D(收集反馈信息):::process
    C -->|否| E(继续定期审查):::process
    D --> F(修改业务规则):::process
    F --> G(重新测试业务规则):::process
    G --> H{测试是否通过?}:::decision
    H -->|是| I(规则更新完成):::process
    H -->|否| F
    I --> E
    E --> B

通过以上内容，我们对数据库业务规则有了更深入的了解，希望能帮助大家在实际工作中更好地设计和管理数据库。