数据库设计-逻辑设计-范式

数据库设计-范式

为什么要使用范式？

• • • 数据库设计范式可以很好的为我们规避数据操作异常和数据冗余，可以更合理的设计数据库表，处理表与表之间的关系。

数据操作异常：

• 1. 插入异常：本该被插入的数据没有被插入。
     • 一个实体依赖于另一个实体，插入该实体时，若依赖的实体没有插入，导致无法插入数据库中。
  2. 更新异常：简单事实却要更新多次。
     • 更新实体的单独属性时，产生多行更新。
  3. 删除异常：删除不该删除的数据。
     • 删除一个实体实例时，导致另一个实体实例信息的丢失。

数据冗余：

• 相同数据多个地方存在或者表中某列可以由其他列计算得到。

 

关系数据库中的关系必须满足一定的要求，即满足不同的范式。目前关系数据库有六种范式：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、第四范式（4NF）、第五范式（5NF）和第六范式（6NF）。满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。在第一范式的基础上进一步满足更多要求的称为第二范式（2NF），其余范式以次类推。一般说来，数据库只需满足第三范式（3NF）就行了。

 

 

• 第一范式：实体的属性都是单一属性，不可再分。（原子性约束）
  • 数据库表的每一列都是不可分隔的原子数据项。

例如：

学生表：主键为学号
学号    　　姓名    　　联系方式
01　　　　　张三　　 　　15022334455
02　　　　　李四　　 　　123456789@qq.com

在这个表中：联系方式不是原子数据项，它可以分为：邮箱，手机号码，固定电话等

应改为：

学号    　　姓名    　　手机号码
01　　　　　张三　　 　　15022334455
02　　　　　李四　　 　　12345678910

 

• 第二范式：实体的非主属性完全依赖于主关键字（单一属性或者属性组），不能仅依赖于主关键字的部分属性。（唯一性约束）
  • 数据库表中的每一行必须可以被唯一地区分。
  • 消除非主属性对主码的部分函数依赖。

例如：

学生表：主键为学号
学号       姓名        老师编号         老师姓名
 01　　　  张三　　      01               王五
 02　　　  李四　　      02               赵六
 03　　　  小明　　　　　 01  　　　　　　　　王五

此时会产生错误：

• 数据冗余：多条记录都含有相同的老师；
• 删除异常：删除所有学生信息，就把老师信息全删除了；
• 插入异常：学生未选择老师，无法插入记录到数据库；
• 更新异常：调整老师信息，所有行都调整。

在这个表中：码为：学号    或者    学号+老师编号
对于老师表来说：老师姓名依赖于老师编号
所以：老师姓名 即依赖于（学号+老师编号）又依赖与老师编号（部份依赖）

应改为：
学号       姓名        老师编号
 01　　　　 张三　　      01 
 02　　　　 李四　　      02

 

• 第三范式：实体的非主属性不依赖于其他的非主属性，即不传递依赖于主属性。（冗余性约束）
  
  • 数据库表中字段不能冗余出现，任何字段不能由其他字段派生出来。
  • 消除非主属性对主码的传递依赖。

 例如：

学生表：主键为学号
学号          姓名        学院编号         学院名称
 01　　　  　　张三　　      01              计算机
 02　　　  　　李四　　      02              经管
 03　　　  　　小明　　　　　 01  　　　　  　　计算机

此时会产生错误：

• 数据冗余：多条记录都含有相同的学院名称；
• 删除异常：删除所有学生信息，就把学院信息全删除了；
• 插入异常：学生未选择学院，无法插入记录到数据库；
• 更新异常：调整学院信息，所有行都调整

在这个表中：码为：学号    或者    学号+学院编号
对于学院表来说：学院姓名依赖于学院编号
所以：学院姓名依赖于学院编号，学院编号依赖于学号（传递依赖）

应改为：
学号          姓名        学院编号
 01　　　  　　张三　　      01 
 02　　　  　　李四　　      02

 

• BC范式：实体的非主属性不依赖于主键子集。（进一步降低冗余性）
  • 对第三范式的修正，使数据库冗余性更小。
  • 消除非主属性对主码子集的依赖。

反范式化：

　　没有冗余的数据库设计可以做到。但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。

具体做法是：在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余，达到以空间换时间的目的。


以上仅为本人学习过程中的知识总结，若有错误，还请诸位不吝赐教。