数据库关系模式范式

范式

关系模型满足的确定约束条件称为范式，根据约束条件级别不同从低到高分为以下六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF）和第五范式（5NF，又称完美范式）。六种范式一种比一种更加严格，满足某一种范式也要满足其前面所有范式。

越高的范式数据库冗余越小，一般数据库设计达到3NF就足够了。3NF的关系模型已经能消除冗余和各种异常情况，得到比较满意的效果。

第一范式（1NF）

• 第一范式（1NF）通俗的讲就是无重复的域。

例：表A(b,c,d,d) 属性d有重复则不满足第一范式。删除重复属性表A(b,c,d)，则满足。

第二范式（2NF）

• 第二范式（2NF）在第二范式的基础上，属性完全依赖主键。

例：学生表（学号，姓名，年龄，课程名，学分，成绩），这张表的主键是学号，但是成绩属性不能通过主键直接取得，同时依赖于课程名。所以不符合属性完全依赖主键要求，所以不满足第二范式。

上述表要改成：学生表（学号，姓名，年龄） 课程表（课程名，学分） 选课表（学号，课程名，成绩）即可。

第三范式（3NF）

• 第三范式（3NF）在第二范式的基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性，即任何非主属性不得传递依赖于主属性。

例：学生表（学号，姓名，年龄，专业名，专业介绍），课程介绍是依赖于非主属性课程名，这样会造成数据冗余，所以不符合第三范式。

上述表改成：学生表（学号，姓名，年龄，专业名） 专业表（专业名，专业介绍）

反规范化

范式的优点主要是减少数据冗余，节约存储空间，来加快数据库操作的速度。但有时候完全规范的数据库会造成需要更多的连接，从而影响到查询速度。
所以有时需要破坏规范规则，反规范化

以上面使用过得表为例：

学生表（学号，姓名，年龄）
课程表（课程名，学分）
选课表（学号，课程名，成绩）

增加冗余列

• 根据范式要求选课表不需要姓名属性，该属性是通过学号在学生表中查询的。但是在反规范化设计中为了减少两表的连接操作，我们可以再选课表中增加冗余的姓名属性来减少连接。

增加派生列

• 如果我们需要查询学生总成绩，我们直接在学生表中添加总成绩属性是不符合规范的，因为总成绩不能完全依赖于学生表主键学号属性。

• 按照规范是需要我们通过连接选课表查询后计算得出的。这样会占用大量的系统资源，所以我们在学生表中添加总成绩属性来提高查询效率。

重组表

• 如果用户需要经常查看数据（学号，课程名，成绩，学分）即课程表和选课表连接以后的数据，则我们将这两个表重新组成一个表来提高性能。