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详细说明数据库规范的三个范式 ??

gecimao 发表于 2019-06-06 18:23 | 查看: | 回复:

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  2013-07-11展开全部关系数据库中的关系要满足一定的要求。若关系满足不同程度的要求,就称它属于不同的范式(Normal Form)。范式也叫关系范式,因为范式存在于关系中。范式是关系模式满足不同程度的规范化要求的标准。满足最低程度要求的范式属于第一范式,简称1NF;在第一范式中进一步满足一些要求的关系属于第二范式,简称2NF,依次类推,还有3NF、BCNF、4NF、5NF,这些都是关系范式。

  对关系模式的属性间的函数依赖加以不同的限制就形成了不同的范式。这些范式是递进的,即如果是一个关系是1NF的,它比不是1NF的关系要好;同样,2NF的关系比1NF的关系要好等等,范式越高、规范化程度越高,关系模式就越好。

  定义 设 R 是一个关系模式,如果 R 中的每一个属性 A 的值域中的每个值都是不可分解的,则称 R 是属于第一范式的,记作 R ∈ 1NF。

  例如:在关系 SA(姓名,工资)中,属性“工资”还可再分为基本工资,奖金还有补贴 3 个数据项,这违背了第一范式中元组的每个属性不可再分的原则,所以它不满足第一范式。

  将非第一范式的关系转换为第一范式的关系非常简单,只需要将所有数据项都分解成不可再分的最小数据项就可以了。例如上面的关系改为 SA(姓名,基本工资,奖金,补贴)即可。

  定义 如果关系 R ∈ 1NF,并且 R 中每一个非主属性完全函数依赖于任一个候选码,则 R ∈ 2NF。

  从定义可以看出,若某个 1NF 的关系的主码只由一个列组成,那么这个关系就是 2NF 关系。但是,如果主码是由多个属性列共同组成的复合主码,并且存在非主属性对属性的部分函数依赖,则这个关系不是 2NF 关系。

  非主属性“姓名”仅函数依赖于“学号”,也就是“姓名”部分函数依赖于主码(学号,课号)而不是完全依赖;

  非主属性“系名”仅函数依赖于“学号”,也就是“系名”部分函数依赖于主码(学号,课号)而不是完全依赖;

  非主属性“系主任”仅函数依赖于“学号”,也就是“系主任”部分函数依赖于主码(学号,课号)而不是完全依赖。

  所以 SB 不满足第二范式,不是 2NF 关系。可以用模式分解的方法将非 2NF 的关系模式分解为多个 2NF 的关系模式。去掉部分函数依赖关系的分解过程如下:

  定义 如果关系 R ∈ 2NF,并且 R 中每一个非主属性对任何候选码都不存在传递函数依赖,则 R ∈ 3NF 。

  从定义中可以看出,如果存在非主属性对主码的传递依赖,则相应的关系模式就不是 3NF。

  接着上面的例子,关系模式 SC 和 SD 均是 2NF 的,但在关系 SD(学号,姓名,系名,系主任)中,存在如下函数依赖:

  从上面的分析可以知道,因为在 SD 中存在传递函数依赖,所以 SD 不满足 3NF。因此需要对其进行下一步的分解。去掉传递函数依赖的分解过程如下:

  1. 对于不是候选码的每个决定因子,从关系模式中删除依赖于该决定因子的属性。

  2. 新建一个关系模式,新的关系模式中应包含在原表中所有依赖于该决定因子的属性。

  第三范式的要求如下: 1,每一列只有一个值 2,每一行都能区分。 3,每一个表都不包含其他表已经包含的非主关键字信息。 实质上,设计范式用很形象、很简洁的话语就能说清楚。这里将对范式进行通俗地说明,以一个简单论坛的数据库为例讲解怎么样将这些范式应用于实际工程.范式说明 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。 例如,符合第一范式: 字段1 字段2 字段3 字段4 不符合第一范式: 字段1 字段2 字段3 字段4 字段3.1 字段3.2 很显然,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。 第二范式(2NF):数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖(部分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定非关键字段的情况),也即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字。 假定选课关系表为SelectCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分), 关键字为组合关键字(学号, 课程名称),因为存在如下决定关系: (学号, 课程名称) → (姓名, 年龄, 成绩, 学分) 这个表不满足第二范式,因为存在如下决定关系: (课程名称) → (学分) (学号) → (姓名, 年龄) 即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。 由于不符合2NF,这个选课关系表会存在如下问题: (1) 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。 (2) 更新异常: 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。

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