資料庫設計三範式

Ⅰ 資料庫三範式的具體含義是什麼

常用的就前三範式：
①第一範式：資料庫表的每一列都是不可分割的基本數據項，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性存在傳遞函數依賴關系。
②第二範式：完全依賴於主鍵，消除非主屬性對主碼的部分函數依賴
③第三範式：每個非關鍵字列都獨立於其他非關鍵字列，並依賴於關鍵字，第三範式指資料庫中不能

Ⅱ 什麼是資料庫三大範式

什麼是範式：簡言之就是，資料庫設計對數據的存儲性能，還有開發人員對數據的操作都有莫大的關系。所以建立科學的，規范的的資料庫是需要滿足一些
規范的來優化數據數據存儲方式。在關系型資料庫中這些規范就可以稱為範式。
什麼是三大範式：
第一範式：當關系模式R的所有屬性都不能在分解為更基本的數據單位時，稱R是滿足第一範式的，簡記為1NF。滿足第一範式是關系模式規范化的最低要
求，否則，將有很多基本操作在這樣的關系模式中實現不了。
第二範式：如果關系模式R滿足第一範式，並且R得所有非主屬性都完全依賴於R的每一個候選關鍵屬性，稱R滿足第二範式，簡記為2NF。
第三範式：設R是一個滿足第一範式條件的關系模式，X是R的任意屬性集，如果X非傳遞依賴於R的任意一個候選關鍵字，稱R滿足第三範式，簡記為3NF。

Ⅲ 資料庫的三大範式

1、第一範式（1NF）

所謂第一範式（1NF）是指在關系模型中，對於添加的一個規范要求，所有的域都應該是原子性的，即資料庫表的每一列都是不可分割的原子數據項，而不能是集合，數組，記錄等非原子數據項。

即實體中的某個屬性有多個值時，必須拆分為不同的屬性。在符合第一範式（1NF）表中的每個域值只能是實體的一個屬性或一個屬性的一部分。簡而言之，第一範式就是無重復的域。

說明：在任何一個關系資料庫中，第一範式（1NF）是對關系模式的設計基本要求，一般設計中都必須滿足第一範式（1NF）。

不過有些關系模型中突破了1NF的限制，這種稱為非1NF的關系模型。換句話說，是否必須滿足1NF的最低要求，主要依賴於所使用的關系模型。

2、第二範式（2NF）

在1NF的基礎上，非碼屬性必須完全依賴於候選碼（在1NF基礎上消除非主屬性對主碼的部分函數依賴）

第二範式（2NF）是在第一範式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二範式（2NF）必須先滿足第一範式（1NF）。

第二範式（2NF）要求資料庫表中的每個實例或記錄必須可以被唯一地區分。選取一個能區分每個實體的屬性或屬性組，作為實體的唯一標識。

例如在員工表中的身份證號碼即可實現每個一員工的區分，該身份證號碼即為候選鍵，任何一個候選鍵都可以被選作主鍵。

在找不到候選鍵時，可額外增加屬性以實現區分，如果在員工關系中，沒有對其身份證號進行存儲，而姓名可能會在資料庫運行的某個時間重復。

無法區分出實體時，設計辟如ID等不重復的編號以實現區分，被添加的編號或ID選作主鍵。（該主鍵的添加是在ER設計時添加，不是建庫時隨意添加）

第二範式（2NF）要求實體的屬性完全依賴於主關鍵字。

所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關鍵字一部分的屬性，如果存在，那麼這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關系。

為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的唯一標識。簡而言之，第二範式就是在第一範式的基礎上屬性完全依賴於主鍵。

3、第三範式（3NF）

在2NF基礎上，任何非主屬性不依賴於其它非主屬性（在2NF基礎上消除傳遞依賴）

第三範式（3NF）是第二範式（2NF）的一個子集，即滿足第三範式（3NF）必須滿足第二範式（2NF）。

簡而言之，第三範式（3NF）要求一個關系中不包含已在其它關系已包含的非主關鍵字信息。例如，存在一個部門信息表，其中每個部門有部門編號（dept_id）、部門名稱、部門簡介等信息。

那麼在員工信息表中列出部門編號後就不能再將部門名稱、部門簡介等與部門有關的信息再加入員工信息表中。

如果不存在部門信息表，則根據第三範式（3NF）也應該構建它，否則就會有大量的數據冗餘。

簡而言之，第三範式就是屬性不依賴於其它非主屬性，也就是在滿足2NF的基礎上，任何非主屬性不得傳遞依賴於主屬性。

(3)資料庫設計三範式擴展閱讀

設計關系資料庫時，遵從不同的規范要求，設計出合理的關系型資料庫，這些不同的規范要求被稱為不同的範式，各種範式呈遞次規范，越高的範式資料庫冗餘越小。

目前關系資料庫有六種範式：第一範式（1NF）、第二範式（2NF）、第三範式（3NF）、巴斯-科德範式（BCNF）、第四範式(4NF）和第五範式（5NF，又稱完美範式）。

滿足最低要求的範式是第一範式（1NF）。在第一範式的基礎上進一步滿足更多規范要求的稱為第二範式（2NF），其餘範式以次類推。一般說來，資料庫只需滿足第三範式(3NF）就行了。

參考資料：網路-資料庫範式

Ⅳ 資料庫三大範式

資料庫 的設計範式是資料庫 設計所需要滿足的規范，滿足這些規范的資料庫 是簡潔的、結構明晰的，同時，不會發生插入（insert）、刪除（delete）和更新（update）操作異常。反之則是亂七八糟，不僅給資料庫 的編程 人員製造麻煩，而且面目可憎，可能存儲了大量不需要的冗餘信息。

設計範式是不是很難懂呢？非也，大學教材上給我們一堆數學公式我們當然看不懂，也記不住。所以我們很多人就根本不按照範式來設計資料庫 。

實質上，設計範式用很形象、很簡潔的話語就能說清楚，道明白。本文將對範式進行通俗地說明，並以筆者曾經設計的一個簡單論壇的資料庫 為例來講解怎樣將這些範式應用於實際工程。

範式說明

第一範式（1NF）：資料庫 表中的欄位都是單一屬性的，不可再分。這個單一屬性由基本類型構成，包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。

例如，如下的資料庫 表是符合第一範式的：
欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
而這樣的資料庫 表是不符合第一範式的：

欄位1 欄位2 欄位3 欄位4 欄位3.1欄位3.2
很顯然，在當前的任何關系資料庫 管理系統（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一範式的資料庫 ，因為這些DBMS不允許你把資料庫 表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現有的DBMS中設計出不符合第一範式的資料庫 都是不可能的。

第二範式（2NF）：資料庫 表中不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的部分函數依賴（部分函數依賴指的是存在組合關鍵字中的某些欄位決定非關鍵欄位的情況），也即所有非關鍵欄位都完全依賴於任意一組候選關鍵字。

假定選課關系表為SelectCourse(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱)，因為存在如下決定關系：

(學號, 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學分)

這個資料庫 表不滿足第二範式，因為存在如下決定關系：

(課程名稱) → (學分)

(學號) → (姓名, 年齡)

即存在組合關鍵字中的欄位決定非關鍵字的情況。

由於不符合2NF，這個選課關系表會存在如下問題：

(1) 數據冗餘：

同一門課程由n個學生選修，"學分"就重復n-1次；同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重復了m-1次。

(2) 更新異常：

若調整了某門課程的學分，數據表中所有行的"學分"值都要更新，否則會出現同一門課程學分不同的情況。

(3) 插入異常：

假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由於還沒有"學號"關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入資料庫 。

(4) 刪除異常：

假設一批學生已經完成課程的選修，這些選修記錄就應該從資料庫 表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。

把選課關系表SelectCourse改為如下三個表：

學生：Student(學號, 姓名, 年齡)；

課程：Course(課程名稱, 學分)；

選課關系：SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。

這樣的資料庫 表是符合第二範式的，消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

另外，所有單關鍵字的資料庫 表都符合第二範式，因為不可能存在組合關鍵字。

第三範式（3NF）：在第二範式的基礎上，數據表中如果不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。所謂傳遞函數依賴，指的是如果存在"A → B → C"的決定關系，則C傳遞函數依賴於A。因此，滿足第三範式的資料庫 表應該不存在如下依賴關系：

關鍵欄位 → 非關鍵欄位x → 非關鍵欄位y

假定學生關系表為Student(學號, 姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)，關鍵字為單一關鍵字"學號"，因為存在如下決定關系：

(學號) → (姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)這個資料庫 是符合2NF的，但是不符合3NF，因為存在如下決定關系：

(學號) → (所在學院) → (學院地點, 學院電話)

即存在非關鍵欄位"學院地點"、"學院電話"對關鍵欄位"學號"的傳遞函數依賴。

它也會存在數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況，讀者可自行分析得知。

把學生關系表分為如下兩個表：

學生：(學號, 姓名, 年齡, 所在學院)；

學院：(學院, 地點, 電話)。

這樣的資料庫 表是符合第三範式的，消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

鮑依斯-科得範式（BCNF）：在第三範式的基礎上，資料庫 表中如果不存在任何欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。

假設倉庫管理關系表為StorehouseManage(倉庫ID, 存儲物品ID, 管理員ID, 數量)，且有一個管理員只在一個倉庫工作；一個倉庫可以存儲多種物品。這個資料庫 表中存在如下決定關系：

(倉庫ID, 存儲物品ID) →(管理員ID, 數量)

(管理員ID, 存儲物品ID) → (倉庫ID, 數量)

所以，(倉庫ID, 存儲物品ID)和(管理員ID, 存儲物品ID)都是StorehouseManage的候選關鍵字，表中的唯一非關鍵欄位為數量，它是符合第三範式的。但是，由於存在如下決定關系：

(倉庫ID) → (管理員ID)

(管理員ID) → (倉庫ID)

即存在關鍵欄位決定關鍵欄位的情況，所以其不符合BCNF範式。它會出現如下異常情況：

(1) 刪除異常：

當倉庫被清空後，所有"存儲物品ID"和"數量"信息被刪除的同時，"倉庫ID"和"管理員ID"信息也被刪除了。

(2) 插入異常：

當倉庫沒有存儲任何物品時，無法給倉庫分配管理員。

(3) 更新異常：

如果倉庫換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。

把倉庫管理關系表分解為二個關系表：

倉庫管理：StorehouseManage(倉庫ID, 管理員ID)；

倉庫：Storehouse(倉庫ID, 存儲物品ID, 數量)。

這樣的資料庫 表是符合BCNF範式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。
範式應用

我們來逐步搞定一個論壇的資料庫 ，有如下信息：

（1） 用戶：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址

（2） 帖子：發帖標題，發帖內容，回復標題，回復內容

第一次我們將資料庫 設計為僅僅存在表：
用戶名 email 主頁電話聯系地址發帖標題發帖內容回復標題回復內容
這個資料庫 表符合第一範式，但是沒有任何一組候選關鍵字能決定資料庫 表的整行，唯一的關鍵欄位用戶名也不能完全決定整個元組。我們需要增加"發帖ID"、"回復ID"欄位，即將表修改為：

用戶名email主頁電話聯系地址發帖ID發帖標題發帖內容回復ID回復標題回復內容
這樣數據表中的關鍵字(用戶名，發帖ID，回復ID)能決定整行：

(用戶名,發帖ID,回復ID) → (email,主頁,電話,聯系地址,發帖標題,發帖內容,回復標題,回復內容)

但是，這樣的設計不符合第二範式，因為存在如下決定關系：

(用戶名) → (email,主頁,電話,聯系地址)

(發帖ID) → (發帖標題,發帖內容)

(回復ID) → (回復標題,回復內容)

即非關鍵欄位部分函數依賴於候選關鍵欄位，很明顯，這個設計會導致大量的數據冗餘和操作異常。

我們將資料庫 表分解為（帶下劃線的為關鍵字）：

（1） 用戶信息：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址

（2） 帖子信息：發帖ID，標題，內容

（3） 回復信息：回復ID，標題，內容

（4） 發貼：用戶名，發帖ID

（5） 回復：發帖ID，回復ID

這樣的設計是滿足第1、2、3範式和BCNF範式要求的，但是這樣的設計是不是最好的呢？

不一定。

觀察可知，第4項"發帖"中的"用戶名"和"發帖ID"之間是1：N的關系，因此我們可以把"發帖"合並到第2項的"帖子信息"中；第5項"回復"中的"發帖ID"和"回復ID"之間也是1：N的關系，因此我們可以把"回復"合並到第3項的"回復信息"中。這樣可以一定量地減少數據冗餘，新的設計為：（1） 用戶信息：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址

（2） 帖子信息：用戶名，發帖ID，標題，內容

（3） 回復信息：發帖ID，回復ID，標題，內容

資料庫 表1顯然滿足所有範式的要求；

資料庫 表2中存在非關鍵欄位"標題"、"內容"對關鍵欄位"發帖ID"的部分函數依賴，即不滿足第二範式的要求，但是這一設計並不會導致數據冗餘和操作異常；

資料庫 表3中也存在非關鍵欄位"標題"、"內容"對關鍵欄位"回復ID"的部分函數依賴，也不滿足第二範式的要求，但是與資料庫 表2相似，這一設計也不會導致數據冗餘和操作異常。

由此可以看出，並不一定要強行滿足範式的要求，對於1：N關系，當1的一邊合並到N的那邊後，N的那邊就不再滿足第二範式了，但是這種設計反而比較好！

對於M：N的關系，不能將M一邊或N一邊合並到另一邊去，這樣會導致不符合範式要求，同時導致操作異常和數據冗餘。
對於1：1的關系，我們可以將左邊的1或者右邊的1合並到另一邊去，設計導致不符合範式要求，但是並不會導致操作異常和數據冗餘。

Ⅳ 資料庫三範式

關系資料庫設計範式介紹

.1 第一範式（1NF）無重復的列
所謂第一範式（1NF）是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本數據項，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性。如果出現重復的屬性，就可能需要定義一個新的實體，新的實體由重復的屬性構成，新實體與原實體之間為一對多關系。在第一範式（1NF）中表的每一行只包含一個實例的信息。簡而言之，第一範式就是無重復的列。

說明：在任何一個關系資料庫中，第一範式（1NF）是對關系模式的基本要求，不滿足第一範式（1NF）的資料庫就不是關系資料庫。

1.2 第二範式（2NF）屬性完全依賴於主鍵[消除部分子函數依賴]
第二範式（2NF）是在第一範式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二範式（2NF）必須先滿足第一範式（1NF）。第二範式（2NF）要求資料庫表中的每個實例或行必須可以被惟一地區分。為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的惟一標識。例如員工信息表中加上了員工編號（emp_id）列，因為每個員工的員工編號是惟一的，因此每個員工可以被惟一區分。這個惟一屬性列被稱為主關鍵字或主鍵、主碼。
第二範式（2NF）要求實體的屬性完全依賴於主關鍵字。所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關鍵字一部分的屬性，如果存在，那麼這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關系。為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的惟一標識。簡而言之，第二範式就是屬性完全依賴於主鍵。

1.3 第三範式（3NF）屬性不依賴於其它非主屬性[消除傳遞依賴]
滿足第三範式（3NF）必須先滿足第二範式（2NF）。簡而言之，第三範式（3NF）要求一個資料庫表中不包含已在其它表中已包含的非主關鍵字信息。例如，存在一個部門信息表，其中每個部門有部門編號（dept_id）、部門名稱、部門簡介等信息。那麼在的員工信息表中列出部門編號後就不能再將部門名稱、部門簡介等與部門有關的信息再加入員工信息表中。如果不存在部門信息表，則根據第三範式（3NF）也應該構建它，否則就會有大量的數據冗餘。簡而言之，第三範式就是屬性不依賴於其它非主屬性。

II、範式應用實例剖析
下面以一個學校的學生系統為例分析說明，這幾個範式的應用。首先第一範式（1NF）：資料庫表中的欄位都是單一屬性的，不可再分。這個單一屬性由基本類型構成，包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。在當前的任何關系資料庫管理系統（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一範式的資料庫，因為這些DBMS不允許你把資料庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現有的DBMS中設計出不符合第一範式的資料庫都是不可能的。
首先我們確定一下要設計的內容包括那些。學號、學生姓名、年齡、性別、課程、課程學分、系別、學科成績，系辦地址、系辦電話等信息。為了簡單我們暫時只考慮這些欄位信息。我們對於這些信息，說關心的問題有如下幾個方面。

學生有那些基本信息
學生選了那些課，成績是什麼
每個課的學分是多少
學生屬於那個系，系的基本信息是什麼。

2.1 第二範式（2NF）實例分析
首先我們考慮，把所有這些信息放到一個表中(學號，學生姓名、年齡、性別、課程、課程學分、系別、學科成績，系辦地址、系辦電話)下面存在如下的依賴關系。
（學號）→ (姓名, 年齡，性別，系別，系辦地址、系辦電話)
(課程名稱) → (學分)
（學號，課程）→ (學科成績)
2.1.1 問題分析
因此不滿足第二範式的要求，會產生如下問題

數據冗餘： 同一門課程由n個學生選修，"學分"就重復n-1次；同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重復了m-1次。

更新異常：
1)若調整了某門課程的學分，數據表中所有行的"學分"值都要更新，否則會出現同一門課程學分不同的情況。
2)假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由於還沒有"學號"關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。

刪除異常 ： 假設一批學生已經完成課程的選修，這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。
2.1.2 解決方案
把選課關系表SelectCourse改為如下三個表：
學生：Student(學號，姓名, 年齡，性別，系別，系辦地址、系辦電話)；
課程：Course(課程名稱, 學分)；
選課關系：SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。

2.2 第三範式（3NF）實例分析
接著看上面的學生表Student(學號，姓名, 年齡，性別，系別，系辦地址、系辦電話)，關鍵字為單一關鍵字"學號"，因為存在如下決定關系：

（學號）→ (姓名, 年齡，性別，系別，系辦地址、系辦電話)
但是還存在下面的決定關系
(學號) → (所在學院)→(學院地點, 學院電話)
即存在非關鍵欄位"學院地點"、"學院電話"對關鍵欄位"學號"的傳遞函數依賴。
它也會存在數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況。 (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)

根據第三範式把學生關系表分為如下兩個表就可以滿足第三範式了：

學生：(學號, 姓名, 年齡, 性別，系別)；
系別：(系別, 系辦地址、系辦電話)。

總結
上面的資料庫表就是符合I,II,III範式的，消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

Ⅵ 資料庫第二範式和第三範式的區別的是什麼

一、含義不同：

第二範式（2NF）：關系模式R屬於第一範式，且每個非主屬性都完全函數依賴於鍵碼。

第三範式（3NF）：關系模式R屬於第一範式，且每個非主屬性都不偉遞領帶於鍵碼。

二、內容不同：

第二範式（2NF）：首先是 1NF，另外包含兩部分內容，一是表必須有一個主鍵；二是沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴於主鍵，而不能只依賴於主鍵的一部分。

第三範式（3NF）：首先是 2NF，另外非主鍵列必須直接依賴於主鍵，不能存在傳遞依賴。即不能存在：非主鍵列 A 依賴於非主鍵列 B，非主鍵列 B 依賴於主鍵的情況。

第二範式

通常稱這種關系為函數依賴(Functional dependence)關系，即表中其他數據元素都依賴於主關鍵字,或稱該數據元素惟一地被主關鍵字所標識。第二範式是資料庫規范化中所使用的一種正規形式。它的規則是要求數據表裡的所有非主屬性都要和該數據表的主鍵有完全依賴關系；如果有哪些非主屬性只和主鍵的一部份有關的話，它就不符合第二範式。

以上內容參考：網路-第二範式

Ⅶ 資料庫三大範式通俗理解是什麼

1、第一範式（1NF）：

所謂第一範式（1NF）是指在關系模型中，對於添加的一個規范要求，所有的域都應該是原子性的，即資料庫表的每一列都是不可分割的原子數據項，而不能是集合，數組，記錄等非原子數據項。

即實體中的某個屬性有多個值時，必須拆分為不同的屬性。在符合第一範式（1NF）表中的每個域值只能是實體的一個屬性或一個屬性的一部分。簡而言之，第一範式就是無重復的域。

2、第二範式（2NF）

在1NF的基礎上，非碼屬性必須完全依賴於候選碼（在1NF基礎上消除非主屬性對主碼的部分函數依賴）

第二範式（2NF）是在第一範式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二範式（2NF）必須先滿足第一範式（1NF）。第二範式（2NF）要求資料庫表中的每個實例或記錄必須可以被唯一地區分。選取一個能區分每個實體的屬性或屬性組，作為實體的唯一標識。

3、第三範式（3NF）

在2NF基礎上，任何非主屬性不依賴於其它非主屬性（在2NF基礎上消除傳遞依賴）第三範式（3NF）是第二範式（2NF）的一個子集，即滿足第三範式（3NF）必須滿足第二範式（2NF）。簡而言之，第三範式（3NF）要求一個關系中不包含已在其它關系已包含的非主關鍵字信息。

關系模型結構

1、單一的數據結構——關系（表文件）。關系資料庫的表採用二維表格來存儲數據，是一種按行與列排列的具有相關信息的邏輯組，它類似於Excel工作表。一個資料庫可以包含任意多個數據表。在用戶看來，一個關系模型的邏輯結構是一張二維表，由行和列組成。這個二維表就叫關系，通俗地說，一個關系對應一張表。

2、元組（記錄）。表中的一行即為一個元組，或稱為一條記錄。

3、屬性（欄位）。數據表中的每一列稱為一個欄位，表是由其包含的各種欄位定義的，每個欄位描述了它所含有的數據的意義，數據表的設計實際上就是對欄位的設計。創建數據表時，為每個欄位分配一個數據類型，定義它們的數據長度和其他屬性。欄位可以包含各種字元、數字、甚至圖形。

以上內容參考網路——資料庫範式、網路——關系資料庫

Ⅷ 資料庫的三範式分別是什麼

第一範式（1NF）無重復的列
第二範式（2NF）屬性完全依賴於主鍵
第三範式（3NF）屬性不依賴於其它非主屬性

Ⅸ 資料庫三大範式究竟是什麼

資料庫範式1NF 2NF 3NF BCNF(實例）
設計範式（範式,資料庫設計範式,資料庫的設計範式）是符合某一種級別的關系模式的集合。構造資料庫必須遵循一定的規則。在關系資料庫中，這種規則就是範式。關系資料庫中的關系必須滿足一定的要求，即滿足不同的範式。目前關系資料庫有六種範式：第一範式（1NF）、第二範式（2NF）、第三範式（3NF）、第四範式（4NF）、第五範式（5NF）和第六範式（6NF）。滿足最低要求的範式是第一範式（1NF）。在第一範式的基礎上進一步滿足更多要求的稱為第二範式（2NF），其餘範式以次類推。一般說來，資料庫只需滿足第三範式（3NF）就行了。下面我們舉例介紹第一範式（1NF）、第二範式（2NF）和第三範式（3NF）。
在創建一個資料庫的過程中，范化是將其轉化為一些表的過程，這種方法可以使從資料庫得到的結果更加明確。這樣可能使資料庫產生重復數據，從而導致創建多餘的表。范化是在識別資料庫中的數據元素、關系，以及定義所需的表和各表中的項目這些初始工作之後的一個細化的過程。
下面是范化的一個例子 Customer Item purchased Purchase price Thomas Shirt $40 Maria Tennis shoes $35 Evelyn Shirt $40 Pajaro Trousers $25
如果上面這個表用於保存物品的價格，而你想要刪除其中的一個顧客，這時你就必須同時刪除一個價格。范化就是要解決這個問題，你可以將這個表化為兩個表，一個用於存儲每個顧客和他所買物品的信息，另一個用於存儲每件產品和其價格的信息，這樣對其中一個表做添加或刪除操作就不會影響另一個表。
關系資料庫的幾種設計範式介紹

1 第一範式（1NF）
在任何一個關系資料庫中，第一範式（1NF）是對關系模式的基本要求，不滿足第一範式（1NF）的資料庫就不是關系資料庫。
所謂第一範式（1NF）是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本數據項，同一列中不能有多個值，即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重復的屬性。如果出現重復的屬性，就可能需要定義一個新的實體，新的實體由重復的屬性構成，新實體與原實體之間為一對多關系。在第一範式（1NF）中表的每一行只包含一個實例的信息。例如，對於圖3-2 中的員工信息表，不能將員工信息都放在一列中顯示，也不能將其中的兩列或多列在一列中顯示；員工信息表的每一行只表示一個員工的信息，一個員工的信息在表中只出現一次。簡而言之，第一範式就是無重復的列。

2 第二範式（2NF）
第二範式（2NF）是在第一範式（1NF）的基礎上建立起來的，即滿足第二範式（2NF）必須先滿足第一範式（1NF）。第二範式（2NF）要求資料庫表中的每個實例或行必須可以被惟一地區分。為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的惟一標識。如圖3-2 員工信息表中加上了員工編號（emp_id）列，因為每個員工的員工編號是惟一的，因此每個員工可以被惟一區分。這個惟一屬性列被稱為主關鍵字或主鍵、主碼。
第二範式（2NF）要求實體的屬性完全依賴於主關鍵字。所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關鍵字一部分的屬性，如果存在，那麼這個屬性和主關鍵字的這一部分應該分離出來形成一個新的實體，新實體與原實體之間是一對多的關系。為實現區分通常需要為表加上一個列，以存儲各個實例的惟一標識。簡而言之，第二範式就是非主屬性非部分依賴於主關鍵字。

3 第三範式（3NF）
滿足第三範式（3NF）必須先滿足第二範式（2NF）。簡而言之，第三範式（3NF）要求一個資料庫表中不包含已在其它表中已包含的非主關鍵字信息。例如，存在一個部門信息表，其中每個部門有部門編號（dept_id）、部門名稱、部門簡介等信息。那麼在圖3-2的員工信息表中列出部門編號後就不能再將部門名稱、部門簡介等與部門有關的信息再加入員工信息表中。如果不存在部門信息表，則根據第三範式（3NF）也應該構建它，否則就會有大量的數據冗餘。簡而言之，第三範式就是屬性不依賴於其它非主屬性。
資料庫設計三大範式應用實例剖析
資料庫的設計範式是資料庫設計所需要滿足的規范，滿足這些規范的資料庫是簡潔的、結構明晰的，同時，不會發生插入（insert）、刪除（delete）和更新（update）操作異常。反之則是亂七八糟，不僅給資料庫的編程人員製造麻煩，而且面目可憎，可能存儲了大量不需要的冗餘信息。
設計範式是不是很難懂呢？非也，大學教材上給我們一堆數學公式我們當然看不懂，也記不住。所以我們很多人就根本不按照範式來設計資料庫。
實質上，設計範式用很形象、很簡潔的話語就能說清楚，道明白。本文將對範式進行通俗地說明，並以筆者曾經設計的一個簡單論壇的資料庫為例來講解怎樣將這些範式應用於實際工程。
範式說明
第一範式（1NF）：資料庫表中的欄位都是單一屬性的，不可再分。這個單一屬性由基本類型構成，包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。
例如，如下的資料庫表是符合第一範式的：
欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
而這樣的資料庫表是不符合第一範式的：

欄位1 欄位2 欄位3 欄位4
欄位3.1 欄位3.2
很顯然，在當前的任何關系資料庫管理系統（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一範式的資料庫，因為這些DBMS不允許你把資料庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現有的DBMS中設計出不符合第一範式的資料庫都是不可能的。
第二範式（2NF）：資料庫表中不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的部分函數依賴（部分函數依賴指的是存在組合關鍵字中的某些欄位決定非關鍵欄位的情況），也即所有非關鍵欄位都完全依賴於任意一組候選關鍵字。
假定選課關系表為SelectCourse(學號, 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學分)，關鍵字為組合關鍵字(學號, 課程名稱)，因為存在如下決定關系：
(學號, 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學分)
這個資料庫表不滿足第二範式，因為存在如下決定關系：
(課程名稱) → (學分)
(學號) → (姓名, 年齡)
即存在組合關鍵字中的欄位決定非關鍵字的情況。
由於不符合2NF，這個選課關系表會存在如下問題：
(1) 數據冗餘：
同一門課程由n個學生選修，"學分"就重復n-1次；同一個學生選修了m門課程，姓名和年齡就重復了m-1次。
(2) 更新異常：
若調整了某門課程的學分，數據表中所有行的"學分"值都要更新，否則會出現同一門課程學分不同的情況。
(3) 插入異常：
假設要開設一門新的課程，暫時還沒有人選修。這樣，由於還沒有"學號"關鍵字，課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。
(4) 刪除異常：
假設一批學生已經完成課程的選修，這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是，與此同時，課程名稱和學分信息也被刪除了。很顯然，這也會導致插入異常。
把選課關系表SelectCourse改為如下三個表：
學生：Student(學號, 姓名, 年齡)；
課程：Course(課程名稱, 學分)；
選課關系：SelectCourse(學號, 課程名稱, 成績)。
這樣的資料庫表是符合第二範式的， 消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。
另外，所有單關鍵字的資料庫表都符合第二範式，因為不可能存在組合關鍵字。
第三範式（3NF）：在第二範式的基礎上，數據表中如果不存在非關鍵欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。所謂傳遞函數依賴，指的是如果存在"A → B → C"的決定關系，則C傳遞函數依賴於A。因此，滿足第三範式的資料庫表應該不存在如下依賴關系：
關鍵欄位 → 非關鍵欄位x → 非關鍵欄位y
假定學生關系表為Student(學號, 姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)，關鍵字為單一關鍵字"學號"，因為存在如下決定關系：
(學號) → (姓名, 年齡, 所在學院, 學院地點, 學院電話)
這個資料庫是符合2NF的，但是不符合3NF，因為存在如下決定關系：
(學號) → (所在學院) → (學院地點, 學院電話)
即存在非關鍵欄位"學院地點"、"學院電話"對關鍵欄位"學號"的傳遞函數依賴。
它也會存在數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常的情況，讀者可自行分析得知。
把學生關系表分為如下兩個表：
學生：(學號, 姓名, 年齡, 所在學院)；
學院：(學院, 地點, 電話)。
這樣的資料庫表是符合第三範式的，消除了數據冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。
鮑依斯-科得範式（BCNF）：在第三範式的基礎上，資料庫表中如果不存在任何欄位對任一候選關鍵欄位的傳遞函數依賴則符合第三範式。
假設倉庫管理關系表為StorehouseManage(倉庫ID, 存儲物品ID, 管理員ID, 數量)，且有一個管理員只在一個倉庫工作；一個倉庫可以存儲多種物品。這個資料庫表中存在如下決定關系：
(倉庫ID, 存儲物品ID) →(管理員ID, 數量)
(管理員ID, 存儲物品ID) → (倉庫ID, 數量)
所以，(倉庫ID, 存儲物品ID)和(管理員ID, 存儲物品ID)都是StorehouseManage的候選關鍵字，表中的唯一非關鍵欄位為數量，它是符合第三範式的。但是，由於存在如下決定關系：
(倉庫ID) → (管理員ID)
(管理員ID) → (倉庫ID)
即存在關鍵欄位決定關鍵欄位的情況，所以其不符合BCNF範式。它會出現如下異常情況：
(1) 刪除異常：
當倉庫被清空後，所有"存儲物品ID"和"數量"信息被刪除的同時，"倉庫ID"和"管理員ID"信息也被刪除了。
(2) 插入異常：
當倉庫沒有存儲任何物品時，無法給倉庫分配管理員。
(3) 更新異常：
如果倉庫換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。
把倉庫管理關系表分解為二個關系表：
倉庫管理：StorehouseManage(倉庫ID, 管理員ID)；
倉庫：Storehouse(倉庫ID, 存儲物品ID, 數量)。
這樣的資料庫表是符合BCNF範式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。
範式應用
我們來逐步搞定一個論壇的資料庫，有如下信息：
（1） 用戶：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址
（2） 帖子：發帖標題，發帖內容，回復標題，回復內容
第一次我們將資料庫設計為僅僅存在表：
用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖標題 發帖內容 回復標題 回復內容
這個資料庫表符合第一範式，但是沒有任何一組候選關鍵字能決定資料庫表的整行，唯一的關鍵欄位用戶名也不能完全決定整個元組。我們需要增加"發帖ID"、"回復ID"欄位，即將表修改為：
用戶名 email 主頁 電話 聯系地址 發帖ID 發帖標題 發帖內容 回復ID 回復標題 回復內容
這樣數據表中的關鍵字(用戶名，發帖ID，回復ID)能決定整行：
(用戶名,發帖ID,回復ID) → (email,主頁,電話,聯系地址,發帖標題,發帖內容,回復標題,回復內容)
但是，這樣的設計不符合第二範式，因為存在如下決定關系：
(用戶名) → (email,主頁,電話,聯系地址)
(發帖ID) → (發帖標題,發帖內容)
(回復ID) → (回復標題,回復內容)
即非關鍵欄位部分函數依賴於候選關鍵欄位，很明顯，這個設計會導致大量的數據冗餘和操作異常。
我們將資料庫表分解為（帶下劃線的為關鍵字）：
（1） 用戶信息：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址
（2） 帖子信息：發帖ID，標題，內容
（3） 回復信息：回復ID，標題，內容
（4） 發貼：用戶名，發帖ID
（5） 回復：發帖ID，回復ID
這樣的設計是滿足第1、2、3範式和BCNF範式要求的，但是這樣的設計是不是最好的呢？
不一定。
觀察可知，第4項"發帖"中的"用戶名"和"發帖ID"之間是1：N的關系，因此我們可以把"發帖"合並到第2項的"帖子信息"中；第5項"回復"中的"發帖ID"和"回復ID"之間也是1：N的關系，因此我們可以把"回復"合並到第3項的"回復信息"中。這樣可以一定量地減少數據冗餘，新的設計為：
（1） 用戶信息：用戶名，email，主頁，電話，聯系地址
（2） 帖子信息：用戶名，發帖ID，標題，內容
（3） 回復信息：發帖ID，回復ID，標題，內容
資料庫表1顯然滿足所有範式的要求；
資料庫表2中存在非關鍵欄位"標題"、"內容"對關鍵欄位"發帖ID"的部分函數依賴，即不滿足第二範式的要求，但是這一設計並不會導致數據冗餘和操作異常；
資料庫表3中也存在非關鍵欄位"標題"、"內容"對關鍵欄位"回復ID"的部分函數依賴，也不滿足第二範式的要求，但是與資料庫表2相似，這一設計也不會導致數據冗餘和操作異常。
由此可以看出，並不一定要強行滿足範式的要求，對於1：N關系，當1的一邊合並到N的那邊後，N的那邊就不再滿足第二範式了，但是這種設計反而比較好！
對於M：N的關系，不能將M一邊或N一邊合並到另一邊去，這樣會導致不符合範式要求，同時導致操作異常和數據冗餘。
對於1：1的關系，我們可以將左邊的1或者右邊的1合並到另一邊去，設計導致不符合範式要求，但是並不會導致操作異常和數據冗餘。
結論
滿足範式要求的資料庫設計是結構清晰的，同時可避免數據冗餘和操作異常。這並意味著不符合範式要求的設計一定是錯誤的，在資料庫表中存在1：1或1：N關系這種較特殊的情況下，合並導致的不符合範式要求反而是合理的。
在我們設計資料庫的時候，一定要時刻考慮範式的要求。
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應該是第二種說法，只聽說過1NF,2NF,3NF這么分的，我大學教科書上也這么寫的

Ⅹ 在資料庫設計的過程中，要求遵循三大範式，這三大範式具體是什麼

1確保第一列的原子性，每列不可再分。需要考慮實際的需要2 每列都需要和主鍵相關，每個表只描述一件事情3每列和主鍵直接相關