數(shù)據(jù)庫復(fù)習(xí)資料數(shù)據(jù)庫范式(1NF2NF3NFBCNF)詳解

1、）詳解數(shù)據(jù)庫范式（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式編程制造數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)所需要滿足的規(guī)范，滿足這些規(guī)范的數(shù)據(jù)庫是簡(jiǎn)潔的、結(jié)構(gòu)明晰的，同時(shí)，不會(huì)發(fā)生插入（）、刪除（）和更新（）操作異常。反之則是亂七八糟，不僅給數(shù)據(jù)庫的編程人員制造麻煩，而且面目可憎，可能存儲(chǔ)了大量不需要的冗余信息。范式說明第一范式（）無重復(fù)的列所謂第一范式（）是指數(shù)據(jù)庫表的每一列都是不可分割的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，同一列中不能有多個(gè)值，即實(shí)體中的某個(gè)屬性不能有多個(gè)值或者不能有重復(fù)的屬性。如果出現(xiàn)重復(fù)的屬性，就可能需要定義一個(gè)新的實(shí)體，新的實(shí)體由重復(fù)的屬性構(gòu)成，新實(shí)體與原實(shí)體之間為一對(duì)多關(guān)系。在第一范式（）中表的每一行只包含一個(gè)實(shí)例的信息。簡(jiǎn)

2、而言之，第一范式就是無重復(fù)的列。說明：在任何一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，第一范式（）是對(duì)關(guān)系模式的基本要求，不滿足第一范式（）的數(shù)據(jù)庫就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。例如，如下的數(shù)據(jù)庫表是符合第一范式的：字段字段字段字段而這樣的數(shù)據(jù)庫表是不符合第一范式的：字段字段字段字段字段字段數(shù)據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的，不可再分。這個(gè)單一屬性由基本類型構(gòu)成，包括整型、實(shí)數(shù)、字符型、邏輯型、日期型等。很顯然，在當(dāng)前的任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)檫@些不允許你把數(shù)據(jù)庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現(xiàn)有的中設(shè)計(jì)出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫都是不可能的。第二范式（）屬性完全依賴于主鍵消除

3、部分子函數(shù)依賴如果關(guān)系模式為第一范式，并且中每一個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于的某個(gè)候選鍵，則稱為第二范式模式。第二范式（）是在第一范式（）的基礎(chǔ)上建立起來的，即滿足第二范式（第）必須先滿足第一范式（第）。第二范式（第）要求數(shù)據(jù)庫表中的每個(gè)實(shí)例或行必須可以被惟一地區(qū)分。為實(shí)現(xiàn)區(qū)分通常需要為表加上一個(gè)列，以存儲(chǔ)各個(gè)實(shí)例的惟一標(biāo)識(shí)。這個(gè)惟一屬性列被稱為主關(guān)鍵字或主鍵、主碼。例如員工信息表中加上了員工編號(hào)（）列，因?yàn)槊總€(gè)員工的員工編號(hào)是惟一的，因此每個(gè)員工可以被惟一區(qū)分。簡(jiǎn)而言之，第二范式（）就是非主屬性完全依賴于主關(guān)鍵字。所謂完全依賴是指不能存在僅依賴主關(guān)鍵字一部分的屬性（設(shè)有函數(shù)依賴W-A，若存在XW

4、，有X-A成立，那么稱W-A是局部依賴，否則就稱W-A是完全函數(shù)依賴）。如果存在，那么這個(gè)屬性和主關(guān)鍵字的這一部分應(yīng)該分離出來形成一個(gè)新的實(shí)體，新實(shí)體與原實(shí)體之間是一對(duì)多的關(guān)系。假定選課關(guān)系表為學(xué)號(hào)姓名（年齡課程名稱成績(jī)學(xué)分），關(guān)鍵字為組合關(guān)鍵字（學(xué)號(hào)課程名稱），因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：（學(xué)號(hào)課程名稱）-（姓名年齡成績(jī)學(xué)分）這個(gè)數(shù)據(jù)庫表不滿足第二范式，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：（課程名稱）-（學(xué)分）（學(xué)號(hào)）-（姓名年齡）即存在組合關(guān)鍵字中的字段決定非關(guān)鍵字的情況。由于不符合，這個(gè)選課關(guān)系表會(huì)存在如下問題：（1）數(shù)據(jù)冗余：同一門課程由個(gè)學(xué)生選修，學(xué)分就重復(fù)次；同一個(gè)學(xué)生選修了門課程,姓名和年齡就重復(fù)了

5、次。（2）更新異常：若調(diào)整了某門課程的學(xué)分，數(shù)據(jù)表中所有行的學(xué)分值都要更新，否則會(huì)出現(xiàn)同一門課程學(xué)分不同的情況。（3）插入異常：假設(shè)要開設(shè)一門新的課程，暫時(shí)還沒有人選修。這樣，由于還沒有學(xué)號(hào)關(guān)鍵字，課程名稱和學(xué)分也無法記錄入數(shù)據(jù)庫。（4）刪除異常：假設(shè)一批學(xué)生已經(jīng)完成課程的選修，這些選修記錄就應(yīng)該從數(shù)據(jù)庫表中刪除。但是，與此同時(shí)，課程名稱和學(xué)分信息也被刪除了。很顯然，這也會(huì)導(dǎo)致插入異常。把選課關(guān)系表（改為如下三個(gè)表：學(xué)生：學(xué)號(hào)姓名年齡）；課程：C課程名稱學(xué)分）；選課關(guān)系：C學(xué)號(hào)課程名稱成績(jī)）。這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合第二范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。另外，所有單關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)

6、庫表都符合第二范式，因?yàn)椴豢赡艽嬖诮M合關(guān)鍵字。第三范式（）屬性不依賴于其它非主屬性消除傳遞依賴如果關(guān)系模式是第二范式，且每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴于的候選鍵，則稱為第三范式模式。滿足第三范式（）必須先滿足第二范式（）。第三范式（）要求一個(gè)數(shù)據(jù)庫表中不包含已在其它表中已包含的非主關(guān)鍵字信息。例如，存在一個(gè)部門信息表，其中每個(gè)部門有部門編號(hào)（）、部門名稱、部門簡(jiǎn)介等信息。那么在的員工信息表中列出部門編號(hào)后就不能再將部門名稱、部門簡(jiǎn)介等與部門有關(guān)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(jù)第三范式（第，）。也應(yīng)該構(gòu)建它，否則就會(huì)有大量的數(shù)據(jù)冗余。第三范式（第，）。：在第二范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)表

7、中如果不存在非關(guān)鍵字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。簡(jiǎn)而言之，第三范式就是屬性不依賴于其它非主屬性。所謂傳遞函數(shù)依賴，指的是如果存在AfBfC的決定關(guān)系，則C傳遞函數(shù)依賴于A。因此，滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫表應(yīng)該不存在如下依賴關(guān)系：關(guān)鍵字段f非關(guān)鍵字段xf非關(guān)鍵字段假定學(xué)生關(guān)系表為學(xué)號(hào)姓名年齡所在學(xué)院學(xué)院地點(diǎn)學(xué)院電話），關(guān)鍵字為單一關(guān)鍵字學(xué)號(hào)，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：（學(xué)號(hào)）f（姓名,年齡,所在學(xué)院,學(xué)院地點(diǎn),學(xué)院電話）這個(gè)數(shù)據(jù)庫是符合2，的。，但是不符合第，。因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：（學(xué)號(hào)）-（所在學(xué)院）-（學(xué)院地點(diǎn)學(xué)院電話）即存在非關(guān)鍵字段學(xué)院地點(diǎn)、學(xué)院電話對(duì)關(guān)鍵字段學(xué)號(hào)的傳遞函

8、數(shù)依賴。它也會(huì)存在數(shù)據(jù)冗余、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(xué)生關(guān)系表分為如下兩個(gè)表：學(xué)生：（學(xué)號(hào),姓名,年齡,所在學(xué)院）；學(xué)院：（學(xué)院,地點(diǎn),電話）。這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合第三范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。鮑依斯科得范式（是的改進(jìn)形式）若關(guān)系模式是第一范式，且每個(gè)屬性都不傳遞依賴于的候選鍵。這種關(guān)系模式就是模式。即在第三范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫表中如果不存在任何字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合鮑依斯-科得范式。假設(shè)倉庫管理關(guān)系表為倉庫ID存儲(chǔ)物品ID管理員ID數(shù)量），且有一個(gè)管理員只在一個(gè)倉庫工作；一個(gè)倉庫可以存儲(chǔ)多種物品。這個(gè)數(shù)據(jù)庫表中存在如下決定關(guān)系：（倉庫ID存儲(chǔ)物品ID）-（管理員ID數(shù)量）（管理員ID存儲(chǔ)物品ID）-（倉庫ID數(shù)量）所以，（倉庫ID存儲(chǔ)物品ID）和（管理員ID存儲(chǔ)物品ID）都是的候選關(guān)鍵字，表中的唯一非關(guān)鍵字段為數(shù)量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下決定關(guān)系：（倉庫ID）-（管理員ID）（管理員ID）-（倉庫ID）即存在關(guān)鍵字段決定關(guān)鍵字段的情況，所以其不符合范式。它會(huì)出現(xiàn)如下異常情況：（1）刪除異常：當(dāng)倉庫被清空后，所有存儲(chǔ)物品ID和數(shù)量信息被刪除的同時(shí)，倉庫ID和管理員ID信息也被刪除了。（2）插入異常：當(dāng)倉