通俗理解数据库范式

第一范式 1NF

表中的每一列都是不可分割的最小单元。例如下表就是一个符合第一范式的一个表。

 表一：符合第一范式

学号	姓名	专业
1001	错过	大数据
1002	假象	Java开发
1003	梦魇	全栈工程师

 表二：不符合第一范式

学生
学号	姓名	专业
1001	错过	大数据
1002	假象	Java开发
1003	梦魇	全栈工程师

 

 

 

 

 

 

 

 表一中，学号、姓名、专业都不可再分，这就是符合第一范式的一种表。

表二中，学生列可以分为学号、姓名、专业，学生列并不是最小的不可分割单元，所以表二不符合第一范式。

第二范式  2NF

了解第二范式之前，先要了解几个概念。

函数依赖：某个属性集决定另一个属性集时，称另一属性集依赖于该属性集。

举个例子，就拿上面的学生表的例子，当我们确定学号时（每个学生的学号唯一），那我们也就确定了该学生的姓名。这我们就可以说学生姓名依赖于学生的学号。即学号——>姓名。

完全函数依赖：设X,Y是关系R的两个属性集合，X'是X的真子集，存在X→Y，但对每一个X'都有X' !→Y，则称Y完全函数依赖于X。

举个例子，我们可以把学号和课程看做是X、成绩是Y，那么Y是依赖于X的。我们不能根据X中的学号，来确定成绩，因为课程不止一门，同样的，我们也不能只根据课程来确定成绩，因为学号不止一个。但是确定了学号和课程，那么成绩也就唯一确定了。

 学生成绩表

学号	课程	成绩
1001	政治	83
1001	英语	96
1001	数学	150
1001	专业课	150
1002	政治	76
1002	英语	76
1002	数学	96
1002	专业课	150

 传递函数依赖：设X,Y,Z是关系R中互不相同的属性集合，存在X→Y(Y !→X),Y→Z，则称Z传递函数依赖于X。

举个例子，班级依赖于学号,即只要知道了学号、就可以确定班级。但是如果知道了班级，你却不知道学号，因为一个班级有很多学生，也就是说，学号不依赖于班级。每个班级只有一个班主任，确定了班级也就确定了班主任，即班主任依赖于班级，那我们就可以说，班主任传递依赖于学生的学号。

学号	班级	班主任
001	计算机班	苏半夏
002	教育班	张素
003	教育班	张素
004	教育班	张素

 

部分函数依赖：设X,Y是关系R的两个属性集合，存在X→Y，若X’是X的真子集，存在X’→Y，则称Y部分函数依赖于X。

 举个例子，表{学号、姓名、专业}，我们可以通过学号和专业获得姓名，也可以只通过学号来获得姓名。即Y（姓名）依赖于集合X（学号、专业），且学号是集合X的真子集，集合Y依赖于学号，因此集合Y部分依赖于集合X。

码：能唯一标识实体的属性，它是整个实体集的性质，而不是单个实体的性质。

候选码：K为属性集合U中的属性或属性组合，若U完全依赖于K，则K为候选码，候选码是最小的超码。

超码：U（属性集合）部分依赖于K，则K为超码。{学号，姓名，性别，年龄，所在地，身份证号}为U，{学号}or{身份证号}为K。

主码：若候选码多于一个，则选定其中一个为主码，也就是我们常说的主键。

学号	姓名	性别	年龄	所在地	身份证号
001	张三	男	22	北京	1001
002	李四	男	20	上海	1002
003	王五	女	17	深圳	1003
004	张三	女	17	深圳	1004

　　　　　　　　对于旁边表中的每一个学生，它的学号和身份证号是唯一的，它能够标识学生实体的属性，因此学号和身份证号是码。

　　　　　　  学号是超码，那么学号+任意个字段都是超码，比如，学号+身份证号是超码，学号+姓名也是超码，

　　　　　　  最大的超码就是学号+姓名+性别+年龄+所在地+身份证号。

　　　　　　  身份证号也是超码。

　　　　　　  候选码就是学号、身份证号。这个表中的候选码为2个，我们可以选取其中任意一个作为主码，暂且选取学号作为主码，也就是主键。

包含在任何一个候选码中的属性称为主属性，不包含在任何候选码中的属性称为非主属性或非码属性。

例如，上表中的，学号和身份证号就是主属性，而其余的就是非主属性。

每一个非主属性完全依赖于任何一个候选码，则为第二范式。

例如：关系模式S-L-C（学号、系别、所住地、课程号、成绩）每个系的学生都住在同一个地方。则函数依赖有：

成绩   完全依赖于（学号、课程号），　　系别  部分依赖于  （学号、课程号），

系别  依赖于  学号，　　所住地   依赖于  学号，　　所住地  部分依赖于  （学号、课程号）

所住地  依赖于    系别。

因为系别和所在地并不完全函数依赖于任何一个候选码，所以S-L-C不是第二范式。

3NF：在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）

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。

学号	姓名	所在系	系名称	系地址
1001	苏半夏	001	计算机系	A楼
1002	苏夏夏	002	教育系	B楼
1003	苏小夏	001	计算机系	A楼
1004	苏小半	002	教育系	B楼

候选码：学号，非主属性：姓名、所在系、系名称、系地址

学号决定各个属性。因为只有一个候选码，没有部分依赖的问题，所以肯定是2NF。但是系名称、所在系、系地址存在大量的重复数据，这样会造成数据的冗余。

存在冗余的原因是：存在传递依赖关系，即学号→所在系，所在系→系地址。也就是说，学号不直接决定的非主属性中的系地址。

解决思路：消除传递依赖。将关系S1，分成两个关系S（SNO，SNAME，DNO），D（DNO，DNAME，LOCATION）

BCNF(巴斯-科德范式):在3NF基础上，任何非主属性不能对主键子集依赖（在3NF基础上消除对主码子集的依赖）

满足BCNF的关系模式有：

1. 所有非主属性对每一个码都是完全函数依赖。
2. 所有主属性对每一个不包含它的码也是完全函数依赖
3. 没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。

举个例子：关系模式C（Cno,Cname,Pcno）,它只有一个码Cno，，这里没有任何属性对Cno部分依赖或传递依赖，所以C是3NF。

同时C中Cno是唯一的决定因素，所以C是BCNF。