DBMS 特化

引言

专门化是一种自顶向下的方法，与泛化相反。在专门化中，一个更高级别的实体可以被分解为两个更低级别的实体。通过专门化来个性化数据库是其中一种方法。为特定领域或行业定制数据库称为专门化。

例如，一家医疗保健组织可能设计一个数据库，专门用于处理和存储患者数据。在 DBMS 中，专门化是最普遍的概念之一。由于它有助于组织数据库，专门化是一个强大的工具，通过减少冗余来提高数据库性能。在本文中，我们将探讨 DBMS 中专门化的概念，包括其特征和示例。我们还将研究其应用、优点和缺点。

DBMS 专门化是什么意思？

在数据库管理系统 (DBMS) 中，从现有实体类型生成一个或多个子类型的过程称为专门化。专门化用于识别共享某些区分性特征（如独特特征或属性）的实体集子集，以生成专门化的实体类型。在实体-关系建模中，此方法经常用于表示实体之间的层次关系。

专门化使得数据可以被结构化，从而使数据管理和检索更加有效。数据库现在可以真实地描绘和复杂地表示现实世界的情况，其中实体在更大的类别内具有不同的特征或行为。

• 通常，首先定义超类，然后定义子类及其相关属性，最后添加关系集。

例如： 在员工管理系统中，可以根据 EMPLOYEE 实体在公司中的角色将其专门化为 TESTER 或 DEVELOPER。

为什么 DBMS 专门化是必需的？

DBMS 专门化之所以重要，有几个原因。通过将相关属性分组到特定表中，专门化能够有效地组织数据。这样可以减少冗余并确保数据一致性。

由于专门化的表包含相关的属性，它们使得查询执行更加容易。这提高了查询性能，尤其是在检索目标数据时。通过减少冗余，专门化有助于提高数据完整性。为了减少不一致的可能性，对特定属性的更新或修改在单个位置进行。

专门化有助于数据库维护。如果需要进行更新或更改，可以对特定表进行更改，而不会影响不相关的数据库部分。

专门化通过使数据库能够容纳新实体或属性而不干扰不相关区域来促进可伸缩性。这种灵活性对于满足不断变化的业务需求至关重要。

专门化的表简化了数据库模式设计，使其更直观。开发人员和数据库管理员可以更好地理解和管理数据，因为它反映了其逻辑结构。

DBMS 中的专门化如何工作？

在 DBMS 中，通过构建基于共享属性的专门化表或实体来组织数据库中的数据的过程称为专门化。其工作原理如下。

步骤 1：识别通用属性

过程的第一步是识别数据库所有实体共享的属性。一组实体共享这些属性，这些属性构成了专门化的基础。

步骤 2：生成专门化表

在识别出通用属性后，会生成专门化表来容纳它们。每个专门化表都代表一个具有可比特征的实体子集。

步骤 3：建立关系

专门化表与包含所有实体共享的属性的通用表相关联。通常使用键来执行此操作，以维护数据库的完整性。

步骤 4：减少冗余

这是通过开发专门化表来实现的。为了最小化数据重复，这些属性保存在一个专门化表中，而不是为每个实体重复。

步骤 5：促进继承

专门化支持继承的概念，即专门化的实体继承通用实体的特征和属性。因此，数据库可以具有分层结构。

步骤 6：有效的查询

专门化使得从数据库中检索信息更加快速。根据所需信息的类型，可以通过将查询路由到特定的专门化表来减小查询的范围。

步骤 7：易于维护

专门化简化了数据库的维护。专门化表允许对一组实体共享的属性进行更新或修改，而不会影响不相关的数据库部分。

步骤 8：表示逻辑设计

专门化使得数据库的逻辑设计更符合其所代表的现实世界实体之间的关系和特征。因此，数据库更容易使用，并且更能代表其所属的领域。

DBMS 专门化的特征

以下是 DBMS 专门化的主要特征。

1. 自顶向下技术： 专门化中使用此技术，它从一个通用实体开始，然后将其分解为更专门的实体。这有助于理解数据层次结构，并加快查找相关数据的过程。
2. 独特特征： 专门化的实体可能拥有通用实体不具备的某些特征。这使得可以存储关于每种实体类型更详细的数据。
3. 实体划分： 专门化将数据分解为更小、更易于管理的块。这减少了数据冗余，并提高了数据库查询性能。
4. 连接低级别和高级别实体： 这些实体与其专门化的低级别对应实体相关联。这种关系使得能够跟踪更具体的信息与通用信息之间的链接。

DBMS 专门化示例

让我们来看一个电子商务平台的数据库，其中 Product 代表平台上销售的所有产品，是更高级别的实体。Product 实体包含 ProductID、Name 和 Price 等通用属性。

a. 专门化之前

在线商店的产品 ER 图将如下所示。专门化之前的实体列在下面。

b. 电子产品组织

品牌和保修是其属性。例如，此实体下的产品可能品牌为 LG，并具有十年保修等功能。在应用了 Product 实体的专门化后，它将被收购。

c. 图书组织

它具有作者和体裁的特征。例如，作者可能会将 Chetan Bhagat 和体裁小说归因于此实体中的产品。在 Product 实体中应用专门化后，它将被收购。

d. 服装组织

它只有 Size 属性。例如，此实体中的产品可能具有 M 尺寸的属性，并通过 Product 实体的专门化应用而被收购。尽管代表不同的产品类别，但这三个实体共享某些特征。例如，所有三个实体都有产品属性，如名称和价格。现在让我们建立它们之间的关系。

e. 专门化培训后

我们现在可以专注于电子产品、服装和书籍作为我们的产品实体。上图中的更高级别实体 Product 代表所有产品。之后，为书籍、服装和电子产品等特定产品类别设有专门化的组织，每个组织都有独特的特征。

专门化的应用

以下是一些 DBMS 专门化的典型用例

1. CRM（客户关系管理）系统通过专门化来表示不同的客户类型，包括企业、零售和批发客户。这使得更容易理解每种客户的需求。
2. PIM（产品信息管理）系统通过专门化来表示不同的产品类别，包括食品、服装和电子产品。这使得查找产品数据更加容易，并有助于组织数据。
3. 专门化是 HR（人力资源）系统表示不同员工类型的另一种方式。这有助于增进对每种员工的不同职责和责任的理解。
4. 预订系统，专门针对旅行实体（如航班、酒店和汽车租赁）的旅行预订数据库。每个专门化可能都有不同的特征。

DBMS 专门化的优点

以下是 DBMS 专门化的一些优点

• 它便于查找我们要找的东西，当数据分组在一起时，信息更容易找到。例如，我们可以找到关于员工的所有信息，而无需在多个位置查找。
• 它便于监控更改，如果需要更改某项内容，我们只需更改一次。例如，要修改员工的姓名，我们只需更新包含所有员工的表。
• 它使添加新信息变得更容易，只需将新数据添加到其所属的表中即可。例如，只需将新产品包含在包含所有现有产品的表中。

DBMS 专门化的缺点

以下是 DBMS 专门化的一些缺点

• 可能不完全清楚： 如果专业化太多，跟踪所有专业化可能会很困难。
• 可能很慢： 从多个不同的专业化中查找信息可能非常耗时。
• 可能占用大量空间： 将大量数据存储在不同的位置或专业化中可能会占用大量空间。

DBMS 中专门化与泛化的区别

以下列出了 DBMS 专门化与泛化之间的区别

常见问题解答

1. 在 DBMS 中，专门化是什么意思？

在 DBMS 中，专门化通过从具有特定属性的更高级别实体创建子实体来捕获独特特征。

2. 关系模型中的专门化是什么意思？

根据关系模型，专门化是将更高级别的实体划分为具有专门化特征的离散子实体的过程。

3. 专门化有什么好处？

通过准确的实体建模，更清晰的数据表示、更少的复杂性、更高效的查询和改进的数据完整性是专门化的好处。

4. 在 DBMS 中，专门化和泛化是什么意思？

DBMS 的专门化涉及为共享通用特征的实体子集创建唯一的表。将专门化的表转换为更通用的格式称为泛化。

5. SQL 中专门化如何定义？

在 SQL 中，从父表使用共享属性生成一个或多个子表的过程称为专门化。它使得能够表示一个大类别内的不同子类型，并以分层方式组织数据。

6. 专门化的目的是什么？

通过创建从父表继承属性和关系的专门化表，SQL 专门化用于组织和管理复杂的数据结构。它使得关系数据库系统的维护、查询和数据管理更加有效。

结论

本文讨论了 DBMS 中专门化的概念，包括其特征和示例。在 DBMS 中，专门化成为一个关键概念，它提供了一种系统的方法来组织和处理数据。通过基于共享属性创建专门化的表，数据库更加高效、冗余更少，并且与现实世界的实体更加一致。这种系统化的结构保证了关系表示，简化了维护，并提高了查询性能。