数据库设计范式

核心提示：关系数据库设计之时是要遵照1定的规则的。特别是数据库设计范式 现简单先容1NF（第1范式），2NF（第2范式），3NF（第3范式）和BCNF，另有第4范式和第5范式留到以后再先容。

关系数据库设计之时是要遵照1定的规则的。特别是数据库设计范式 现简单先容1NF（第1范式），2NF（第2范式），3NF（第3范式）和BCNF，另有第4范式和第5范式留到以后再先容。 在你设计数据库之时，若能符合这几个范式，你就是数据库设计的高手。

第1范式（1NF）：在关系模式R中的每1个具体关系r中，假设每个属性值 都是不可再分的最小数据单位，则称R是第1范式的关系。例：如职工号，姓名，电话号码组成1个表（1个人可能有1个办公室电话 和1个家里电话号码） 规范成为1NF有3种方法：

1是重复存储职工号和姓名。这样，关键字只能是电话号码。

2是职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性

3是职工号为关键字，但强迫每条记录只能有1个电话号码。

以上3个方法，第1种方法最不可取，按实际情况选取后两种情况。

第2范式（2NF）：假设关系模式R（U，F）中的所有非主属性都完全依托于任意1个候选关键字，则称关系R 是属于第2范式的。

例：选课关系 SCI（SNO，CNO，GRADE，CREDIT）其中SNO为学号， CNO为课程号，GRADEGE 为成绩，CREDIT 为学分。 由以上条件，关键字为组合关键字（SNO，CNO）

在利用中使用以上关系模式有以下题目：

a.数据冗余，假定同1门课由40个学生选修，学分就 重复40次。

b.更新异常，若调剂了某课程的学分，相应的元组CREDIT值都要更新，有可能会出现同1门课学分不同。

c.插进异常，如计划开新课，由于没人选修，没有学号关键字，只能等有人选修才能把课程和学分存进。

d.删除异常，若学生已结业，从当前数据库删除选修记录。某些门课程新生还没有选修，则此门课程及学分记录没法保存。

缘由：非关键字属性CREDIT仅函数依托于CNO，也就是CREDIT部份依托组合关键字（SNO，CNO）而不是完全依托。

解决方法：分成两个关系模式 SC1（SNO，CNO，GRADE），C2（CNO，CREDIT）。新关系包括两个关系模式，它们之间通过SC1中的外关键字CNO相联系，需要时再进行自然联接，恢复了原来的关系

第3范式（3NF）：假设关系模式R（U，F）中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递信赖，则称关系R是属于第3范式的。

例：如S1（SNO，SNAME，DNO，DNAME，LOCATION） 各属性分别代表学号，姓名，所在系，系名称，系地址。

关键字SNO决定各个属性。由因而单个关键字，没有部份依托的题目，肯定是2NF。但这关系肯定有大量的冗余，有关学生所在的几个属性DNO，DNAME，LOCATION将重复存储，插进，删除和修改时也将产生类似以上例的情况。

缘由：关系中存在传递依托酿成的。即SNO -> DNO。 而DNO -> SNO却不存在，DNO -> LOCATION, 因此关键辽 SNO 对 LOCATION 函数决定是通过传递依托 SNO -> LOCATION 实现的。也就是说，SNO不直接决定非主属性LOCATION。

解决目地：每个关系模式中不能留有传递依托。

解决方法：分为两个关系 S（SNO，SNAME，DNO），D（DNO，DNAME，LOCATION）

留意：关系S中不能没有外关键字DNO。否则两个关系之间失往联系。

BCNF：假设关系模式R（U，F）的所有属性（包括主属性和非主属性）都不传递依托于R的任何候选关键字，那末称关系R是属于BCNF的。或是关系模式R，假设每个决定因素都包括关键字（而不是被关键字所包括），则RCNF的关系模式。

例：配件治理关系模式 WPE（WNO，PNO，ENO，QNT）分别表仓库号，配件号，职工号，数目。有以下条件

a.1个仓库有多个职工。

b.1个职工仅在1个仓库工作。

c.每个仓库里1种型号的配件由专人负责，但1个人可以治理几种配件。

d.同1种型号的配件可以分放在几个仓库中。

分析：由以上得 PNO 不能肯定QNT，由组合属性（WNO，PNO）来决定，存在函数依托（WNO，PNO） -> ENO。由于每个仓库里的1种配件由专人负责，而1个人可以治理几种配件，所以有组合属性（WNO，PNO）才能肯定负责人，有（WNO，PNO）-> ENO。由于 1个职工仅在1个仓库工作，有ENO -> WNO。由于每个仓库里的1种配件由专人负责，而1个职工仅在1个仓库工作，有 （ENO，PNO）-> QNT。

找1下候选关键字，由于（WNO，PNO） -> QNT，（WNO，PNO）-> ENO ，因此 （WNO，PNO）可以决定全部元组，是1个候选关键字。根据ENO->WNO，（ENO，PNO）->QNT，故（ENO，PNO）也能决定全部元组，为另1个候选关键字。属性ENO，WNO，PNO 均为主属性，只有1个非主属性QNT。它对任何1个候选关键字都是完全函数依托的，并且是直接依托，所以该关系模式是3NF。

分析1下主属性。由于ENO->WNO，主属性ENO是WNO的决定因素，但是它本身不是关键字，只是组合关键字的1部份。这就造成主属性WNO对另外1个候选关键字（ENO，PNO）的部 分依托，由于（ENO，PNO）-> ENO但反过来不成立，而P->WNO，故（ENO，PNO）-> WNO 也是传递依托。

固然没有非主属性对候选关键辽的传递依托，但存在主属性对候选关键字的传递依托，一样也会带来麻烦。如1个新职工分配到仓库工作，但暂时处于实习阶段，没有独立负责对某些配件的治理任务。由于缺少关键字的1部份PNO而没法插进到该关系中往。又如某个人改成不管配件了往负责安全，则在删除配件的同时该职工也会被删除。

解决办法：分成治理EP（ENO，PNO，QNT），关键字是（ENO，PNO）工作EW（ENO，WNO）其关键字是ENO

缺点：分解后函数依托的保持性较差。如此例中，由于分解,函数依托（WNO，PNO）-> ENO 丢失了, 因此对原来的语义有所破坏。没有体现出每个仓库里1种部件由专人负责。有可能出现 1部件由两个人或两个以上的人来同时治理。因此，分解以后的关系模式下降了部份完全性束缚。

1个关系分解成多个关系，要使得分解故意义，最少的要求是分解后不丢失原来的信息。这些信息不但包括数据本身，而且包括由函数依托所表示的数据之间的相互制约。进行分解的目标是到达更高1级的规范化程度，但是分解的同时必须考虑两个题目：无损联接性和保持函数依托。有时常常不可能做到既有无损联接性，又完全保持函数依托。需要根据需要进行权衡。

1NF直到BCNF的4种范式之间有以下关系：

BCNF包括了3NF包括2NF包括1NF

小结：

目地：规范化目的是使结构更公道，消除存储异常，使数据冗余尽可能小，便于插进、删除和更新

原则：遵从概念单1化 "1事1地"原则，即1个关系模式描写1个实体或实体间的1种联系。规范的实质就是概念的单1化。

方法：将关系模式投影分解成两个或两个以上的关系模式。

要求：分解后的关系模式集合应当与原关系模式"等价"，即经过自然联接可以恢复原关系而不丢失信息，并保持属性间公道的联系。

留意：1个关系模式结这分解可以得到不同关系模式集合，也就是说分解方法不是唯1的。最小冗余的要求必须以分解后的数据库能够表达原来数据库所有信息为条件来实现。其根本目标是节省存储空间，避免数据不1致性，进步对关系的操纵效率，同时满足利用需求。实际上，其实不1定要责备部模式都到达BCNF不可。有时故意保存部份冗余可能更方便数据查询。特别对那些更新频度不高，查询频度极高的数据库系统更是如此。

在关系数据库中，除函数依托之外还有多值依托，联接依托的题目，从而提出了第4范式，第5范式等更高1级的规范化要求。在此，以后再谈。

各位朋友，你看过后有何感想，实在，任何1本数据库基础理论的书都会讲这些东西，考虑到很多网友是中途出家，来做数据库。特找1本书大抄特抄1把，各位有甚么题目，也别问我了，自已往找1本关系数据库理论的书往看吧，说不定，对各位大有帮助。说是说以上是基础理论的东西，请大家想想，你在做数据库设计的时候有无考虑过遵过以上几个范式呢，有无在数据库设计做得不好之时，想1想，对照以上所讲，究竟是背背了第几个范式呢？

我见过的数据库设计，很少有人做到很符合以上几个范式的，1般说来，第1范式大家都可以遵照，完全遵照第2第3范式的人很少了，遵照的人1定就是设计数据库的高手了，BCNF的范式出现机会较少，而且会破坏完全性，你可以在做设计之时不考虑它，固然在Oracle中可通过触发器解决其缺点。以后我们共同做设计之时，也希看大家遵照以上几个范式。

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