一、第一范式

1NF是对属性的​​原子性​​,要求属性具有原子性,不可再分解;

表:字段1、 字段2(字段2.1、字段2.2)、字段3 ......


如学生(学号,姓名,性别,出生年月日),如果认为最后一列还可以再分成(出生年,出生月,出生日),它就不是一范式了,否则就是;

二、第二范式

2NF是对记录的​​惟一性​​,要求记录有惟一标识,即实体的惟一性,即不存在部分依赖;

表:学号、课程号、姓名、学分;


这个表明显说明了两个事务:学生信息, 课程信息;由于非主键字段必须依赖主键,这里​学分依赖课程号​,​姓名依赖与学号​,所以不符合二范式。

可能会存在问题:

  • ​数据冗余:​​,每条记录都含有相同信息;
  • ​删除异常:​​删除所有学生成绩,就把课程信息全删除了;
  • ​插入异常:​​学生未选课,无法记录进数据库;
  • ​更新异常:​​调整课程学分,所有行都调整。

正确做法:

学生:​​Student​​(学号, 姓名);

课程:​​Course​​(课程号, 学分);

选课关系:​​StudentCourse​​(学号, 课程号, 成绩)。

三、第三范式

3NF是对字段的​​冗余性​​,要求任何字段不能由其他字段派生出来,它要求字段没有冗余,即不存在传递依赖;

表: 学号, 姓名, 年龄, 学院名称, 学院电话


因为存在​依赖传递​: (学号) → (学生)→(所在学院) → (学院电话) 。

可能会存在问题:

  • ​数据冗余:​​有重复值;
  • ​更新异常:​​有重复的冗余信息,修改时需要同时修改多条记录,否则会出现​数据不一致的情况​。

正确做法:

学生:(学号, 姓名, 年龄, 所在学院);

学院:(学院, 电话)。

四、反范式化

一般说来,数据库只需满足第三范式(​​3NF​​)就行了。

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​​。

〖例〗:有一张存放商品的基本表,如表1所示。“金额”这个字段的存在,表明该表的设计不满足第三范式,因为“金额”可以由“单价”乘以“数量”得到,说明“金额”是冗余字段。但是,增加“金额”这个冗余字段,可以提高查询统计的速度,这就是以空间换时间的作法。

在​​Rose 2002​​中,规定列有两种类型:​数据列​和​计算列​。“金额”这样的列被称为“计算列”,而“单价”和“数量”这样的列被称为“数据列”。

五、范式化设计和反范式化设计的优缺点

5.1 范式化

优点:

数据库设计之三大范式_数据

缺点:

数据库设计之三大范式_数据库_02


5.2 反范式化

优点:

数据库设计之三大范式_数据_03

缺点:

数据库设计之三大范式_数据_04