数据库设计准则(第一、第二、第三范式说明).pdf

数据库设计准则（第一、第二、第三范式说明）I、关系数据库设计范式介绍1.1 第一范式（1NF）无重复的列所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。说明：在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。1.2 第二范式（2NF）属性完全依赖于主键 消除部分子函数依赖 第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现 区分通常需要为表 加上一个列，以存储各 个实例的 惟一标识。例如 员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个 员工的员工编号 是惟一的，因此每个 员工可以被惟一区分。这个惟一属性列 被称为主关键字 或主键、主码。第二范式（2NF）要求实体的属性 完全依赖于主 关键字。所谓 完全依赖 是指不能 存在仅依赖主 关键字一部分的属性，如果存在，那么这 个属性 和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现 区分通常需要为表 加上一个列，以存储各 个实例的 惟一标识。简而言之，第二范式就是属性完全依赖于主键。1.3 第三范式（3NF）属性不依赖于其它非主属性 消除传递依赖 满足第 三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第 三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中 已包含的 非主关键字信息。例如，存在一个 部门信息表，其中每个 部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门 简介等 信息。那么在的员工 信息表中列出部门编号后 就不能 再将部门名称、部门简介等 与部门有关的信息 再加入员工 信息表中。如果不存在部门信息表，则根 据第三范式（3NF）也应该 构建它，否则就会有大量的数据 冗余。简而言之，第 三范式就是属性不 依赖于其它非主 属性。II、范式应用实例剖析下面以 一个学校 的学生系统为例分 析说明，这几个范式的 应用。首先第一范式（1NF）：数据库表中的 字段 都是单一属性的，不可再分。这个 单一属性由基本 类型 构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。在当前的任何关系数据库 管理系统（DBMS）中，傻瓜也 不可能 做出不符合第一范式的数据库，因为这些 DBMS 不允许你 把数据库表的一列 再分成二列或多列。因此，你想在现有的 DBMS 中设计 出不符合 第一范式的数据库都是不可能的。首先我们确 定一 下要设计的内容包括那些。学号、学生 姓名、年龄、性别、课程、课程学分、系别、学科成绩，系办地址、系办电话 等信息。为 了简单我们暂时 只考虑 这些字段 信息。我们对于这些信息，说关 心的问题有如下几个方面。?学生 有那些 基本信息?学生 选了那些 课，成绩是什么?每个 课的学分是多 少?学生 属于那 个系，系的基本信息是什么。2.1 第二范式（2NF）实例分析首先我们考虑，把所有 这些 信息放到一个表中(学号，学生姓名、年龄、性别、课程、课程学分、系别、学 科成绩，系办地址、系办电话)下面存 在如下的依赖关系。（学号）(姓名,年龄，性 别，系别，系办地 址、系办电话)(课程名称)(学分)（学号，课程）(学科成绩)2.1.1 问题分析因此不满足第二范式的要求，会产生如下问题数据冗余：同一门课程由 n 个学生选修，学分就重复 n-1 次；同一个 学生选修了 m门课程，姓名和 年龄就重复 了 m-1 次。更新异常：1)若调整了 某门课程的学分，数据表中所有行的 学分 值都要 更新，否则会 出现同一门课程学分不同的 情况。2)假设要开设一门新的课程，暂时还没 有人选修。这样，由于还没 有 学号关键字，课程名称和学 分也无法记录 入数据库。删除异 常：假设 一批学生已 经完成课程的选修，这些选修记录 就应该 从数据库表中 删除。但是，与 此同时，课程名称和学 分信息 也被 删除了。很显然，这也会 导致插 入异常。2.1.2 解决方案把选课 关系表 SelectCourse改为如下三个表：?学生：Student(学号，姓名,年龄，性 别，系 别，系办地址、系办电话)；?课程：Course(课程 名称,学分)；?选课 关系：SelectCourse(学号,课程 名称,成绩)。2.2 第三范式（3NF）实例分析接着看 上面的学生 表 Student(学号，姓名,年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)，关键字为单一关 键字学号，因为存在如下决定关系：（学号）(姓名,年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)但是还存在下面 的决定关系(学号)(所在 学院)(学院地点,学院电话)即存在非关键字段 学院地点、学院电话 对关 键字段 学号的传递函 数依赖。它也会存 在数据 冗余、更新异常、插入异常和删除异 常的情况。(數據的更新，刪除異常這里就不分 析了，可 以參照 2.1.1進行分 析)根据第三范式把学生关系表分为如 下两个表就可 以滿足第三范式 了：学生：(学号,姓名,年龄,性别，系别)；系别：(系别,系办地址、系办电话)。总结上面的数据库表就是 符合 I,II,III范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。