数据库规范,尤其是关系数据库的设计,通常遵循一系列称为范式的理论框架。范式是一系列等级,用于指导数据库模式设计以达到特定的目标。主要有六种主要范式:

  1. 第一范式 (1NF):要求每个属性应原子性,即不可再分,每个字段只包含单一值。

  2. 第二范式 (2NF):在1NF的基础上,消除了部分依赖,即非主键属性完全依赖于主键而不能单独依赖其他部分。

  3. 第三范式 (3NF):进一步去除传递依赖,确保非主键属性不间接依赖于其他非主键属性。

  4. 巴-科德范式 (BCNF)第四范式 (4NF):防止多值依赖,确保不存在非平凡的对角线依赖。

  5. 第五范式 (5NF/5NF)完美范式:最严格的范式,除超码外,消除所有多值依赖和传递依赖,通常很难满足。

规范化的主要目的是减少数据冗余、提高数据一致性,使得数据更容易维护和更新。设计过程中遵循更高阶的范式可以降低数据不一致性和存储复杂性,但有时可能会导致查询性能下降,因此需要权衡设计决策。

第一范式(1NF)和第二范式(2NF)都是关系数据库设计中的关键原则,它们旨在确保数据的一致性和有效性。

  1. 第一范式(1NF):这是基本的数据组织要求,确保每个表列(字段)只存储单一的数据项,避免混合不同类型的数据。换句话说,每个单元格都应该包含原子(不可再分的基本单位)数据。

  2. 第二范式(2NF):在1NF的基础上,2NF进一步消除部分函数依赖。这意味着如果一个非主键属性(非码属性)完全依赖于另一个非主键属性和主键,那么这个关系还不够2NF。为了达到2NF,非主键属性必须直接依赖于整个主键,而不能仅仅依赖主键的一部分。

所以,1NF关注的是单个值,而2NF则关注的是完整性和独立性。简单来说,1NF保证数据无重复,2NF则防止数据冗余并确保逻辑完整性。举例来说,假设有一个"员工"表,如果有一个"部门ID"字段,如果它是主键的一部分但不是全部,那么这个表就没有达到2NF,因为它可能包含部门级别的数据,而这些数据应独立存在于一个专门的"部门"表中。