数据库关系模式的理解

第一范式(1NF):

数据库系统概论引用:

  1. 列是同质的(Homogeneous),即每一列中的分量是同一类型的数据,来自同一个域.
  2. 不同的列可出自同一个域,称其中的每一列为一个属性,不同的属性要给予不同的属性名.
  3. 列的顺序无所谓,即列的次序可以任意交换.
  4. 任意两个元组不能完全相同.
  5. 行的顺序无所谓,即行的次序可以任意交换.
  6. 分量必须取原子值,即每一个分量都必须是不可分的数据项.

所谓第一范式(1NF)是指在关系模型中,对域添加的一个规范要求,所有的域都应该是原子性的,即数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项,而不能是集合,数组,记录等非原子数据项。即实体中的某个属性有多个值时,必须拆分为不同的属性。在符合第一范式(1NF)表中的每个域值只能是实体的一个属性或一个属性的一部分。简而言之,第一范式就是无重复的域。
说明:在任何一个关系数据库中,第一范式(1NF)是对关系模式的设计基本要求,一般设计中都必须满足第一范式(1NF)。不过有些关系模型中突破了1NF的限制,这种称为非1NF的关系模型。换句话说,是否必须满足1NF的最低要求,主要依赖于所使用的关系模型。

第二范式(2NF):

数据库系统概论引用:
若R<U,F>∈1NF,并且每一个非主属性都完全函数依赖于码,则R<U,F>∈2NF。

在1NF的基础上,非码属性必须完全依赖于码[在1NF基础上消除非主属性对主码的部分函数依赖]
第二范式(2NF)是在第一范式(1NF)的基础上建立起来的,即满足第二范式(2NF)必须先满足第一范式(1NF)。第二范式(2NF)要求数据库表中的每个实例或记录必须可以被唯一地区分。选取一个能区分每个实体的属性或属性组,作为实体的唯一标识。例如在员工表中的身份证号码即可实现每个一员工的区分,该身份证号码即为候选键,任何一个候选键都可以被选作主键。在找不到候选键时,可额外增加属性以实现区分,如果在员工关系中,没有对其身份证号进行存储,而姓名可能会在数据库运行的某个时间重复,无法区分出实体时,设计辟如ID等不重复的编号以实现区分,被添加的编号或ID选作主键。(该主键的添加是在ER设计时添加,不是建库时随意添加)
第二范式(2NF)要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性,如果存在,那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体,新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列,以存储各个实例的唯一标识。简而言之,第二范式就是在第一范式的基础上属性完全依赖于主键。

第三范式(3NF):

数据库系统概论引用:
传递依赖:在R<U,F>中,如果X → Y,(Y ⊈ X),Y !→ X,Y → Z,则称Z对X传递函数依赖.

3NF:关系模式R<U,F>中若不存在这样的码X,属性组Y及非主属性Z(Z⊈Y), 使得X → Y,Y → Z成立,Y !→ X,则称R<U,F>∈3NF。

简单的说,就是没有传递的第二范式。

第三范式(3NF)是第二范式(2NF)的一个子集,即满足第三范式(3NF)必须满足第二范式(2NF)。简而言之,第三范式(3NF)要求一个关系中不包含已在其它关系已包含的非主关键字信息。例如,存在一个部门信息表,其中每个部门有部门编号(dept_id)、部门名称、部门简介等信息。那么在员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表,则根据第三范式(3NF)也应该构建它,否则就会有大量的数据冗余。简而言之,第三范式就是属性不依赖于其它非主属性,也就是在满足2NF的基础上,任何非主属性不得传递依赖于主属性。

数据库系统概论引用:
设关系模式R<U,F>∈1NF,若X → Y且Y ⊈ X时X必含码,则R<U,F>∈BCNF。

在1NF基础上,任何非主属性不能对主键子集依赖[在3NF基础上消除对主码子集的依赖]
巴斯-科德范式(BCNF)是第三范式(3NF)的一个子集,即满足巴斯-科德范式(BCNF)必须满足第三范式(3NF)。通常情况下,巴斯-科德范式被认为没有新的设计规范加入,只是对第二范式与第三范式中设计规范要求更强,因而被认为是修正第三范式,也就是说,它事实上是对第三范式的修正,使数据库冗余度更小。这也是BCNF不被称为第四范式的原因。某些书上,根据范式要求的递增性将其称之为第四范式是不规范,也是更让人不容易理解的地方。而真正的第四范式,则是在设计规范中添加了对多值及依赖的要求。
对于BCNF,在主码的任何一个真子集都不能决定于主属性。关系中U主码,若U中的任何一个真子集X都不能决定于主属性Y,则该设计规范属性BCNF。例如:在关系R中,U为主码,A属性是主码中的一个属性,若存在A->Y,Y为主属性,则该关系不属于BCNF。
一般关系型数据库设计中,达到BCNF就可以了!

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