理解数据库范式

为了实现不同级别的数据库'普通形式'，通过检查异常的关系（表）并在检测到，通过检查与异常的关系来组织或分解数据库中的数据。这导致从数据库中删除冗余数据和数据依赖性。结果，通过具有较小且良好的结构关系来实现数据库设计，这些关系需要较少的存储空间进行数据。最后，在冗余数据和性能之间进行折衷，因为数据的归一化导致分离关系。连接主要用于检索需要更多处理能力的数据。

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什么是数据库范式?

从理论上讲，数据库“范式”(NF)是一个定义数据库关系的过程，这种关系不会受到逻辑不一致和异常(如插入、编辑和删除)的影响。每一种关系都有最高的范式，但这并不意味着它就是‘范式’的最高层次。“范式”与每一种关系相关联;因此，要实现整个数据库范式，每个关系都必须达到最高范式。

“范式”是一种关系的简化状态，在这种状态上应用有关函数依赖关系(属性之间的关系)的规则。以下是“范式”的规则或不同层次。

• “第一范式”(1NF)的结果是一个没有多值属性的关系。
• “第二范式”(2NF)导致了一种没有部分功能依赖的关系。
• “第三正常形式”（3NF）导致无递奏函数依赖关系的关系（两个非键属性之间的功能依赖性）。
• “Boyce-Codd范式”是通过删除3NF之后的剩余函数依赖项来实现的。
• “第四范式”的结果是一个没有多值依赖关系的关系。
• “第五范式”是通过去除所有剩余的异常现象来实现的。

只讨论了前三种范式，因为它涵盖了设计数据库时的所有基本问题。

第一标准表格(1NF)

当关系中没有存在多值属性时，据说关系处于“第一正常形式”。因此，在1NF中的关系符合关系定义中的所有所需属性。重要属性是每个属性值必须只包含单个值和相同类型，每个属性都有唯一的名称。订单是微不足道的。换句话说，关系中没有两行可以是相同的。以下表显示了学生的多价属性和结果1NF关系。

StudentID	的名字	deptname.	DeptLocation	CourseTitle	DateCompleted
1	约翰先生	软件	北	DBMSJava	01/10 / 20xx06 / 10 / 20xx
2	Doe先生	电信	南	c++ Java	01/10 / 20xx06 / 10 / 20xx
3.	十字架先生	软件	北	DBMSJava	01/10 / 20xx06 / 10 / 20xx

StudentID	的名字	deptname.	DeptLocation	CourseTitle	DateCompleted
1	约翰先生	软件	北	DBMS.	01/10/20XX
1	约翰先生	软件	北	Java	06/10/20XX
2	Doe先生	电信	南	C ++	01/10/20XX
2	Doe先生	电信	南	Java	06/10/20XX
3.	十字架先生	软件	北	DBMS.	01/10/20XX
3.	十字架先生	软件	北	Java	06/10/20XX

在第一个表中，存在一个多值属性‘CourseTitle’，这就是为什么它不是一个有效关系的原因。第二个表通过填充创建新行的空位置，并将该属性作为主键的一部分，从而惟一地标识表中的每一行，从而删除了这个多值属性。这使得第二个表成为“第一范式”中的有效关系。

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第二标准表格(2NF)

当关系已经处于“第一正常形式”时，并且关系中的每个非关键属性都是完全起作用的，并且依赖于主键，则据说关系处于“第二正常形式”。以下规则用于标识2nf关系：

• 仅将一个属性分配为关系中的主键。
• 关系中的所有属性组成一个主键。
• 关系中的每个非键属性都完全依赖于主键的所有组件。

在主键是复合键的“第一个正常形式”的最后一表中，关系不在2nf中，因为'name'和'deptname'仅在功能上依赖于“Studentid”的主键的一部分。'dateCompleted'也是如此，这是“Coursetitle”。这被称为部分功能依赖性。因此，在1NF学生关系中存在部分功能依赖性，它创建数据冗余和异常，如删除课程细节也会删除学生的部门信息。要将1NF学生与2NF转换为2NF，该关系被分解为满足上述规则之一的较小和结构良好的关系。

表：student_basic_info.

StudentID	的名字	deptname.	DeptLocation
1	约翰先生	软件	北
2	Doe先生	电信	南
3.	十字架先生	软件	北

表:Student_Course_Info

StudentID	CourseTitle	DateCompleted
1	DBMS.	01/10/20XX
1	Java	06/10/20XX
2	C ++	01/10/20XX
2	Java	06/10/20XX
3.	DBMS.	01/10/20XX
3.	Java	06/10/20XX

上面的表'student_basic_info'满足2nf的第一个规则，其中只有一个属性'suddentid'作为主键。“Student_Course_Info”满足第三条规则，作为“数据成分”完全函数依赖于主键的每个组件。此外，从该表的分解，显然删除了一些冗余数据。

三级标准表格(3NF)

当一个关系已经在2NF中，并且在两个或多个非关键属性(也称为传递依赖)之间不存在功能性依赖时，一个关系就是“第三范式”。

2NF表名' Student_Basic_Info '不在3NF中，因为' DeptLocation '(一个非键属性)在功能上依赖于非键属性' DeptName '，存在一个传递依赖。由于这种依赖性，存在数据冗余，因为每个学生的系名重复了一个系的位置。一些异常现象也存在。更新部门位置的修改需要更改多个记录。如果没有' StudentID '，就不可能插入新部门，最后，要删除' Mr. '的' StudentID '。John '还删除部门位置信息。为了达到3NF，需要进一步分解。以下是结果表:

表：student_basic_info.

StudentID	的名字	deptname.
1	约翰先生	软件
2	Doe先生	电信
3.	十字架先生	软件

表:Department_Info

deptname.	DeptLocation
软件	北
电信	南

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