自然存储与继承关系在数据库设计中的应用

"自然存储和继承关系是数据库理论中的一个重要概念，主要涉及关系模型、逻辑导航、存储关系和继承属性。这种关系模型扩展了Codd的1NF构造，包括存储属性（SAs）和继承属性（IAs）。存储属性是不可从数据库中计算的值，而继承属性则是通过查询存储属性或先前定义的继承属性得出的。自然存储和继承关系（SIRR）的概念融合了这两种属性，使得数据库设计更加灵活和高效。 在自然存储和继承关系中，外键的存在使得存储关系（SRR）可以被视为隐式定义的自然SIRR。这种关系不引入规范化异常，并且对于包含外键的SRR，通常的SQL查询（选择-项目-连接）可以直接应用到自然的SIRR上，无需额外的逻辑导航。这意味着查询过程变得更简单，不需要物化视图，从而降低了数据定义的工作量。 文章还提到了物化视图，这是一种预先计算并存储的结果集，用于提高查询性能。然而，自然的SIRR提供了一种虚拟的扩大，其中继承属性的计算仅在需要时进行，而不是始终物化。这种设计允许数据库系统保留原有的应用程序，同时支持逻辑导航查询（LNF），即查询过程中不需要显式导航数据库结构。 安全气囊系统被用来作为例子来阐述这个概念。作者假设每个具体的子类型（如智能气囊系统）都是其基类型（如安全气囊系统）的扩展，具有额外的属性或值。在这种情况下，安全气囊系统是逻辑上的视图，而基础安全气囊系统是存储的关系。视图R（安全气囊系统）在逻辑上等同于基础关系SRR（安全气囊系统），但在物理存储上可能包含更多的信息，包括IAs和SAs的混合。 文章指出，通过简单的转换，预先存在的与外键的关系可以转化为SIRR，这样就可以保留现有的应用程序接口，同时利用LNF查询为新的应用程序提供服务。作者建议，为了提升系统性能和安全性，例如在银行系统中启用安全气囊系统（这里作为一个比喻），应尽早采用这种自然存储和继承关系的策略。 关键词涵盖了关系模型、逻辑导航、存储和继承关系、SQL数据库、云数据库以及大数据。这表明自然存储和继承关系的概念不仅适用于传统的数据库设计，也在云环境和处理大数据的场景中具有潜在的应用价值。" 这段内容详细解释了自然存储和继承关系的概念，以及它如何影响数据库设计和查询优化，特别是在处理继承关系和视图时。通过理解和应用这些原则，数据库设计师和开发者能够创建更为高效、灵活且易于维护的系统。