7 bước cơ bản thiết kế cơ sở dữ liệu hiệu quả dành cho nhà thiết kế

Thiết kế cơ sở dữ liệu cần có các bước nào dành cho các nhà thiết kế và các bước thiết kế dữ liệu được thực hiện như thế nào? Bài viết dưới đây sẽ đem đến cho các bạn những thông tin cơ bản các bước thiết kế cơ sở dữ liệu.

Tin học được ứng dụng hoàn toàn trong các doanh nghiệp, thay thế hết các thủ tục quản lý, tính toán, soạn thảo văn bản,... truyền thống. Một phần không thể thiếu trong tin học ở công ty đó là cơ sở dữ liệu. Thiết kế cơ sở dữ liệu khó hay không phụ thuộc vào từng mục đích doanh nghiệp sử dụng tin học như thế nào nhưng cũng không vì vậy mà bộ phận thiết kế cơ sở dữ liệu bị xem nhẹ. Có rất nhiều cách để thiết kế cơ sở dữ liệu, bạn có dám chắc bạn đã nắm chắc các quy tắc này. Nếu bạn quan tâm đến lĩnh vực này thì ngại ngần gì mà không đọc bài viết 7 bước cơ bản về thiết kế cơ sở dữ liệu hiệu quả cho nhà thiết kế.

7 bước cơ bản thiết kế cơ sở dữ liệu hiệu quả dành cho nhà thiết kế

I. Xác định vấn đề cần được giải quyết

Xác định vấn đề là bước tiền thân cho một quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu và nó cũng được xem là phần quan trọng nhất. Bạn phải đảm bảo rằng không bỏ sót bất cứ vấn đề tồn đọng nào. Điều này giúp các nhà thiết kế cơ sở dữ liệu khoanh vùng và tìm thấy các đối tượng dữ liệu nhanh chóng, rõ ràng hơn. Việc xác định vấn đề cần giải quyết được biểu diễn qua hai tiêu chí:

• Sử dụng cơ sở dữ liệu như thế nào?
• Cơ sở dữ liệu lưu trữ những thông tin nào?

Bắt đầu bằng việc xác định vấn đề, các nhà thiết kế sẽ thực hiện tốt việc phân tích những đặc điểm có sẵn của nguồn dữ liệu được chuyển vào cơ sở dữ liệu trong tương lai. Điều này nhằm nêu ra nguồn gốc dữ liệu không nằm ở thông tin. Bản chất của thông tin chỉ là thể hiện vẻ hình thức như cốt lõi của đối tượng hoặc những vấn đề phải giải quyết. 

Tại bước này, một số nhà thiết kế cơ sở dữ liệu bị vướng phải không ít những khó khăn. Bởi lẽ đối tượng mà họ đang nghiên cứu thường có các nét đặc tính, có thể bị thời gian, địa điểm, suy nghĩ mang tính cá nhân của người tiêu dùng tác động làm biến đổi trong thực tế.

Vấn đề này sẽ được tiến hành một cách đơn giản khi phân biệt thiết kế cơ sở dữ liệu thành hai hướng:

• Ở hướng thứ nhất: Thiết kế cơ sở dữ liệu chỉ cung cấp dịch vụ đơn lẻ cho một số đối tượng mang đặc thù ít bị thay đổi.
• Ở hướng thứ hai: Thiết kế cơ sở dữ liệu bắt nguồn từ các nhu cầu của những đối tượng riêng biệt, đi theo xu thế tổng quát hóa.

Các nhà thiết kế cơ sở dữ liệu cần lưu ý những trường hợp ý tưởng thiết kế nảy sinh mâu thuẫn và có tính chất đối chọi với nhau giữa hai hướng. Hướng thứ nhất, đối tượng nghiên cứu dễ dàng mô tả với mức độ chính xác, đầy đủ, trái lại, các nhà thiết kế cơ sở dữ liệu sẽ bị bó hẹp phát triển ý tưởng trong giới hạn nhất định. Lựa chọn hướng thứ hai vướng có sự thuận tiện cho quy trình hệ thống phát triển nhưng các nhà thiết kế cơ sở dữ liệu vướng phải những điều khó gỡ rối về tiêu chí chính xác và đầy đủ của dữ liệu.

Xác định hướng thiết kế vô cùng cần thiết thì người thiết kế cơ sở dữ liệu mới có thể biết được nội dung cũng như phạm vi giải quyết các đối tượng và vấn đề. Nếu bạn bắt buộc tiến hành một biện pháp tin học mang tính chất tổng quát lớn hoặc đang sản xuất ra một công cụ đóng gói có thể vận dụng ở nhiều nơi, hiển nhiên, bạn sẽ chọn giải pháp an toàn và hiệu quả là hướng thiết kế cơ sở dữ liệu thứ hai. 

Trong trường hợp, bạn chỉ tiến hành một biện pháp tin học ở khuôn khổ cho phép của doanh nghiệp hay công ty nào đó, sẽ tùy theo điều kiện hoàn cảnh cụ thể khác nhau. Ví dụ như: Các hoạt động tại doanh nghiệp cần cung cấp nhu cầu phát triển hệ thống ổn định, tư vấn vấn đề, triển khai, giá trị bản hợp đồng,... nhằm tìm kiếm và áp dụng duy nhất hướng thiết kế cơ sở dữ liệu phù hợp nhất cho bản thân.

II. Nghiên cứu các hệ thống dữ liệu sẵn có

Đa số các trường hợp thiết kế cơ sở dữ liệu, chúng ta bắt gặp nhiều chi tiết, thông tin đã được mô tả một cách tương đối xác thực trong hệ thống dữ liệu có sẵn từ trước. Hệ thống dữ liệu có “xuất thân” ở trong hóa đơn bán hàng, bảng biểu số liệu kinh doanh, hồ sơ lưu trữ thông tin,... Đó là những nơi mang đến cho nhà thiết kế cơ sở dữ liệu dào dạt những thông tin hữu ích dưới bất kỳ nền tảng diễn tả nào. 

Phân tích các hệ thống dữ liệu có sẵn là điều thích hợp nhất để khởi đầu hành trình thiết kế cơ sở dữ liệu. Điểm khởi đầu này sẽ giúp nhà thiết kế cơ sở dữ liệu thể hiện đặc thù của nhiều đối tượng cần tạo dựng trong hệ thống dữ liệu một cách dễ dàng. Tính xác thực của hệ thống dữ liệu ấy không chỉ giúp cho nhà thiết kế cơ sở dữ liệu tiếp cận nhanh chóng thông tin đối tượng mà còn cho họ nhận thấy mối quan hệ liên kết giữa chúng. Điều này đóng một vai trò không nhỏ cho việc phục vụ các bước mô tả ràng buộc tiếp theo.

Trong giai đoạn phân tích hệ thống dữ liệu vốn có, nhà thiết kế cơ sở dữ liệu cần có bước lựa chọn chi tiết thật thích hợp. Bởi các chi tiết này chứa đựng thông tin chưa có sự xác thực nên vẫn có rất nhiều khuyết điểm. Chẳng quá khó hiểu gặp điều này, nó diễn ra thường xuyên tại đời sống hiện thực, kể cả khi phân tích hệ thống dữ liệu ở những đơn vị có tính tổ chức và khả năng quản lý không sát sao. 

Lấy ví dụ để dễ hiểu hơn. chúng ta hay phải thực hiện việc lưu trữ các thông tin của nhân viên hoặc khách hàng. Đa số các doanh nghiệp chỉ dùng mỗi trường dữ liệu như “Họ và tên” để lưu trữ họ tên của mọi người. Nếu có gặp trường hợp này, bạn là một nhà thiết kế, bạn có thể xét các trường dữ liệu mang tính chi tiết hơn như: “Họ”, “Tên đệm”, “Tên” (giả sử ta đang gặp phải trường hợp lưu thông tin là người Việt Nam) thì mức độ chính xác, chuẩn quy tắc trong dữ liệu sẽ tối ưu.

Dù nhà thiết kế cơ sở dữ liệu có gặp một trường hợp nào đi chăng nữa, phân tích hệ thống dữ liệu vốn có luôn là bước quan trọng. Nếu người thiết kế chỉ đáp ứng nhu cầu dữ liệu cho những dịch vụ đơn lẻ, đối tượng ít bị biến động thì sẽ hạn chế tối thiểu rủi ro hay bỏ quên thông tin và tiết kiệm thời gian trong cách thêm bớt chi tiết vào quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu. Trái lại, người thiết kế sẽ có xu hướng tích lũy nhiều kinh nghiệm thực tế trong các trường hợp có bản chất tổng quát. Họ sẽ tiếp cận được cái nhìn khách quan hơn và nắm bắt quá trình thu thập thông tin cung cấp đủ cho lăng kính đó.

III. Thiết kế cấu trúc dữ liệu

Thiết kế cơ sở dữ liệu phải biết các tập hợp các dữ liệu dưới dạng bảng và mối quan hệ. Mỗi bảng đều hiển thị thông tin các trường dữ liệu, đây là nơi người thiết kế có thể tìm thấy thông tin chi tiết về dữ liệu. Xác định và biểu diễn cấu trúc trường dữ liệu là bước tiếp theo các nhà thiết kế cơ sở dữ liệu cần nắm rõ. Nếu trường dữ liệu chưa có tên, bạn cần suy nghĩ và tạo ra một cái tên thật thích hợp cho trường dữ liệu ấy. Khi có đầy đủ các bản biểu diễn chi tiết, rõ ràng về dữ liệu, bạn sẽ thấy đây là một công việc đơn giản trong quy trình thiết kế cơ sở dữ liệu.

Việc mô tả các hình ảnh thực tế theo suy nghĩ cá nhân là công đoạn được xem là mang đến nhiều lợi ích cho bạn nhất. Ngay từ bước đầu tiên, bạn cần nắm bắt và tìm cách giải quyết thì mọi thứ sẽ dần dần trở nên rõ ràng hơn. Đây là bước tiền đề cho việc phân tích đối tượng cụ thể qua định nghĩa, bạn sẽ biết điều nào chưa thích hợp, điều nào cần phải xem xét và căn chỉnh lại,...

Bước phân tích đối tượng đến thiết kế cơ sở dữ liệu trong nhiều trường hợp, người thiết kế có thể đơn giản hóa công việc của mình vì các thông tin gần như có điểm tương đồng với cấu trúc dữ liệu đang được xác định. Tuy nhiên, những điều này có thể xảy ra nhiều lỗi trục trặc trong một số trường hợp. 

Việc phân tích và sắp xếp các trường dữ liệu vào bảng sau khi đã hoàn tất, chúng ta cần bắt tay vào việc biểu diễn đặc tính riêng ở mỗi trường dữ liệu. Thông tin trong mỗi trường đó mô tả được hết thông tin chưa hẳn là tốt mà phải xem nó có thể chia nhỏ thêm được hay không. 

Tìm hiểu chi tiết về dạng chuẩn hóa dữ liệu và áp dụng cho từng trường hợp thiết kế cơ sở dữ liệu là không bao giờ thừa. Đây là giai đoạn phù hợp cho việc thiết lập kiểu dữ liệu cho mỗi trường khác nhau. Tuy nhiên, bạn cần lưu ý và giải quyết các vấn đề xoay quanh việc biểu diễn kiểu dữ liệu đang được hiển thị ở thực tế vào trong hệ thống mà các cơ sở dữ liệu đang định nghĩa. Việc này không hề khó nhưng lại đem đến cho bạn hiệu quả lớn như: tiết kiệm thời gian trong suốt quy trình phát triển và chỉnh sửa mô hình cần thiết kế cơ sở dữ liệu.

Thường thì các chi tiết sẽ được mô tả theo hình thức tổng quát hóa nhưng khi phân tích các kiểu dữ liệu, bạn phải làm ngược lại với ý trên, bạn cần giải quyết theo xu hướng đơn giản. Có hàng trăm, hàng nghìn kiểu thiết kế cơ sở dữ liệu vào các trường dữ liệu và mỗi trường phải biểu diễn thống nhất theo một kiểu dữ liệu duy nhất. Trong một số trường hợp, một kiểu dữ liệu có thể áp dụng lưu trữ cho nhiều trường dữ liệu. Tìm hiểu kỹ định nghĩa của miền dữ liệu, bạn sẽ không tốn nhiều thời gian cho biểu diễn các trường dữ liệu.

Các bước cơ bản hiệu quả cho các nhà thiết kế cơ sở dữ liệu

IV. Xây dựng các mối quan hệ dữ liệu, những thành phần chủ yếu

Khi thiết kế cơ sở dữ liệu, bạn không thể bỏ qua các mối quan hệ, những thành phần chính để vận dụng gắn kết thông tin giữa nhiều đối tượng nằm trong cơ sở dữ liệu. Một nhân viên trong quá trình công tác, ngoài công việc còn có rất nhiều mối quan hệ với công ty. Một hóa đơn không chỉ hiện thị doanh thu bán hàng mà còn có các thông tin người mua, người bán. Các mối quan hệ trong cơ sở dữ liệu mang trách nhiệm liên kết chính xác và đầy đủ các thông tin giữa các đối tượng đang hướng đến.

Khi thực hiện biểu diễn các mối quan hệ, bạn phải nhìn lại thành quả cấu trúc dữ liệu mà bạn vừa lập. Việc biểu diễn hình ảnh cấu trúc đối tượng là điều quan trọng cho yếu tố đầu vào giúp đỡ các bạn thể hiện các mối quan hệ chính xác, chi tiết.

Việc thiết lập các trường cơ sở dữ liệu cần kiểm tra lại để xác định nó có đóng vai trò làm khóa chính ở bảng dữ liệu hay không. Khóa chính khi được xác định một cách thích hợp sẽ làm cho bạn biểu diễn các mối quan hệ chi tiết hơn và chuẩn hóa dữ liệu lưu trữ ở mức độ cao. Đến bước này bạn sẽ thấy tầm ảnh hưởng của việc biểu diễn cấu trúc dữ liệu.

Các mối quan hệ được biểu diễn trong khi thiết kế cơ sở dữ liệu có phần tương đối giống các mối quan hệ xoay quanh đời sống của con người. Hiểu biết và có cách quan sát kỹ càng các mối quan hệ thực tế đó sẽ là bước tiến để bạn thực hiện thiết kế cơ sở dữ liệu thuận lợi hơn. Trên thực tế, có rất nhiều mối quan hệ xuất hiện như: mối quan hệ cá nhân và tổ chức, mối quan hệ người mua và người bán, mối quan hệ công nhân và sản xuất, mối quan hệ khách hàng và dịch vụ,...

Tất cả sẽ lần lượt được yêu cầu và hiện ra dần dần trong việc thiết kế cơ sở dữ liệu. Nhưng bạn có biết hình thức và bản chất của các mối quan hệ này chưa? Bạn không thể bỏ qua bước này. Kiểu mối quan hệ rất đa dạng: bắt buộc, không bắt buộc, duy nhất, đa chiều,... bạn cần phải định hình rõ ràng chúng trong mỗi thông tin dữ liệu.

V. Mô tả các niêm luật và ràng buộc

Hệ thống cơ sở dữ liệu chẳng khác nào cái kho tàng lưu trữ thông tin chủ đề được tiến hành tổ chức phù hợp để tạo thành cơ sở cho công việc như: phân tích, xác định thông, đưa ra kết luận và các quyết định,... Các hoạt động này có xu hướng nằm trong giới hạn niêm luật, tiếng anh là business rules, đi kèm với các ràng buộc quan hệ, tiếng anh là constraints.

Việc thiết kế cơ sở dữ liệu vẫn được thực hiện mà không có các niêm luật hay các ràng buộc quan hệ nhưng không ai đảm bảo được chất lượng của các cơ sở dữ liệu ấy. Thông thường, đó sẽ là các cơ sở dữ liệu chất lượng kém. Thật bất hợp lý khi bạn cho ngày sinh cá nhân của ai đó có giá trị ngay sau ngày bắt đầu việc làm của họ. Bạn có thể chấp nhận một ai đó không biết tuổi mình bao nhiêu nhưng không thể đồng ý việc người đó họ tên không có gì,...

Có hai phần các niêm luật và các ràng buộc quan hệ thường hay xuất hiện: bên trong đối tượng, được hiểu là quan hệ bên trong và biểu hiện khi có sự kết nối với các đối tượng, được hiểu là quan hệ bên ngoài.

Cấu trúc cơ sở dữ liệu được thiết kế mà không thể thiếu hai yếu tố các niêm luật và ràng buộc quan hệ. Thông qua hai yếu tố đó, nhà thiết kế cơ sở dữ liệu xác định được tính an toàn, phù hợp và chính xác của cơ sở dữ liệu. Trong quá trình thiết kế, đối tượng được biểu diễn qua các bài kiểm tra có bắt buộc hoặc không bắt buộc.

Thông tin các dữ liệu sẽ được sử dụng tốt hơn khi các niêm luật và ràng buộc mối quan hệ rõ ràng hơn. Hai yếu tố này sẽ định dạng giới hạn các dữ liệu hay cách thức bảng dữ liệu này có thể tham chiếu qua bảng khác hay không. Tính tự nhiên vốn có của dữ liệu được xác định trên một số ràng buộc. Thực hiện hình thức ràng buộc một cách bình thường để bảo toàn tính đúng đắn và chính xác của dữ liệu.

Những giá trị dữ liệu có thể được kiểm tra lại thông qua một danh sách hoặc chọn lựa các giá trị khác với ràng buộc xác định. Bạn sẽ dễ dàng tiến hành và chỉnh sửa các kiểu ràng buộc này.

Nhà thiết kế cơ sở dữ liệu cần biết các bước cơ ản nào để thiết kế hiệu quả 

VI. Tạo lập các bản đặc tả thiết kế và các báo cáo

Bước tạo lập các đặc tả thiết kế và báo cáo là một bước cần thiết để biểu diễn chi tiết hình ảnh và những đặc tính của dữ liệu ở quy trình thiết kế cơ sở dữ liệu. Các đặc tả thiết kế và báo cáo là những dữ liệu mẫu thực tế, cụ thể được trình bày trên giấy tờ, máy tính,...

Tại quy trình thiết lập các đặc tả thiết kế và báo cáo có một kỹ thuật cần quan tâm để nâng cao hiệu suất trình bày các dữ liệu, kỹ thuật đó gọi là View. Kỹ thuật View là sự chọn lựa dữ liệu mà bạn có thể lấy được từ quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu. Nó được rút ra một cách đơn giản trong một tập con từ bảng dữ liệu hoặc kết nối các bảng lại trong một số điều kiện nào đó để chọn lựa dữ liệu.

Tuy nhiên lúc này, bạn chưa thể hoàn tất thiết kế thì Kỹ thuật View sẽ tạo ra qua câu lệnh truy vấn không dễ dàng thực hiện được. Kỹ thuật View được biểu diễn thông qua các bản tả thiết kế và báo cáo, trong đó có bổ sung sự trình bày, kết nối thông tin các đối tượng bảng.

VII. Thực hiện thiết kế cơ sở dữ liệu

Để tiến hành bước này, bạn có thể bắt đầu phác họa lên các đối tượng và quan hệ xung quanh nó trên một tờ giấy lớn. Khi các đối tượng, cấu trúc dữ liệu, các niêm luật và ràng buộc mối quan hệ đã có đầy đủ chi tiết thông tin thì không khó để bạn thiết kế cơ sở dữ liệu mang tính tổ chức. Nhưng muốn một sở sở dữ liệu thành hình và có thể áp dụng vào thực tế thì không thể không thiếu bước này. 

Các yêu cầu cần đảm bảo khi thiết kế cơ sở dữ liệu là:

• Sắp xếp, tổ chức các quan hệ và đối tượng theo đúng các niêm luật và ràng buộc.
• Thể hiện đầy đủ thông tin các đối tượng đã được phân tích và chọn lựa.
• Biểu diễn hợp lý và bố trí cân đối các hình ảnh đối tượng và quan hệ quanh nó.
• Lý giải và chú thích các ý quan trọng nhằm rõ ràng hóa bản thiết kế cơ sở dữ liệu.

Để tiến hành tốt những yếu tố đó, bạn nên dùng các phần mềm tốt cho việc hỗ trợ phân tích, xác định và thiết kế cơ sở dữ liệu. Các phần mềm này là công cụ hỗ trợ bạn phác thảo đối tượng, bản tính, mối quan hệ,... và là những tiện lợi trợ giúp bạn trình bày hợp lý, rõ ràng bản thiết kế.

Nó cũng giúp bạn kiểm tra lỗi trong quá trình thiết kế và hỗ trợ bạn thay đổi lỗi sai nhanh chóng hơn. Bạn có thể tham khảo một vào phần mềm như: PowerDesigner của nhà Sybase, DbWrench đến từ hãng Nizana, DeZign for Database của Datanamic,... Bạn cũng có thể chẳng tìm đâu xa, trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu có một số công cụ hỗ trợ nhà thiết kế một cách dễ dàng.

VIII. Kết luận

Bài viết trang bị cho bạn những kiến thức cơ bản nhất cho việc thiết kế cơ sở dữ liệu. Các bạn đang có định hướng theo công việc này hay là người muốn tự mình tiến hành công việc này trong tổ chức hay doanh nghiệp thì đây là các bước thiết kế cơ sở dữ liệu không thể bỏ qua và phải hiểu rõ thật kỹ. Với 7 bước này, bạn có thể thuận lợi thiết kế cơ sở dữ liệu và tránh mắc phải những sai lầm không đáng có, gây tốn thời gian và chi phí để thay đổi nó.