如何进行数据库三大范式的分析

技术如何进行数据库三大范式的分析这篇文章将为大家详细讲解有关如何进行数据库三大范式的分析,文章内容质量较高,因此小编分享给大家做个参考,希望大家阅读完这篇文章后对相关知识有一定的了解。一: 引言 作为一个数据

本文将详细解释如何分析数据库的三种范式。文章内容质量很高,所以边肖会分享给大家作为参考。希望大家看完这篇文章能有所了解。

一: 引言

作为一名数据库学习者,了解关系数据库的三种范式非常有用。但是教材中引入的数据库范式都是学术定义,语法比较腼腆,让人难以理解。所以,写下你对数据库范式的理解,给初学者提供帮助,为以后参考做准备。下面我就不介绍规范化程度高于3NF的范式了,因为在实际应用中基本没有用到,原因很明显(查询成本变大)。因此,对于许多大型复杂系统,数据库设计并不遵循所谓的范式,这就是为什么会出现所谓的反规范化。好了,让我们言归正传。

二: 范式介绍

a:第零范式

零范式是指不使用任何范式的设计,其添加数据的行为非常奇怪。看下表。

假设一个学生学习了三门课程,每门都有得分,那么第零范式的设计将如下: .

表A0如何进行数据库三大范式的分析

这样,向表中添加数据会非常麻烦。每次添加新数据,都要添加相应的字段。而且,因为表中的其他记录可能不需要这么多字段,所以会浪费掉。

很大的空间。如表a1所示。

表a_1

如何进行数据库三大范式的分析

由此可以看出,不对数据库任用任何范式是非常愚蠢的,因为不仅会产生大量无用的表字段,而且会使得表结构非常难以维护。由此,引出第一范式的介绍

b: 第一范式

第一范式是基于第零范式的改进。网上很多人认为所谓的第一范式是指表中所有字段都是原子的,不可分割的。个人认为这个理解是正确的,原因没有说明。我对第一范式的理解是

第零范式中的重复字段被提取为表数据,从而形成具有较少冗余数据的稳定表结构。

因此,可以得出符合第一范式的表结构应该是:

如何进行数据库三大范式的分析

此时,表的结构变得稳定了,而且表中的冗余信息相对第零范式也少了很多。可是,第一范式只是关系数据库设计的最低满足的范式,第一范式中仍然有很多的冗余信息,由此,需要引入第二范    式。

c: 第二范式

第二个范例是满足属性完全依赖于主键的功能。因此,满足第二范式的表肯定满足第一范式,第二范式的目的是消除表中的部分依赖。

这里有几个概念需要解释,

1.完全功能依赖

nbsp;  设有属性集K和P,若K中的所有属性共同能够推出P中的任意属性,且对于K的任何真子集,都不能推出P中的任意属性,则成K完全函数依赖P。

              2: 部分函数依赖

                   与上相似,只是,K中存在真子集使得,该子集能推出p中任意属性。

         概念性的东西,往往都难懂,举个例子,方便大家理解:

         假如有一张学生成绩表,包含如下属性(学生Id,课程Id,课程分数,学生名字),其中,主键为(学生id,课程id),表中的数据如下:

如何进行数据库三大范式的分析

         那么,此时这张表的设计就不满足第二范式, 因为 主键(学生id,课程id) 能够唯一确定学生的姓名,因此,不满足属性完全函数依赖主键,因此不是第二范式。

         从上面的表数据易知,不满足第二范式的表至少有以下几个缺点:

             1:数据重复,浪费空间,因为每存一条记录,都要存学生的名字,这样就是得存在大量重复的数据。

             2: 插入异常,若学生还没有成绩,那么这个学生就没有名字。

             3:  更新异常,删除异常等

        解决方法:

             将student_name字段放入学生表中,即消除表中的部分依赖。

   d: 第三范式

       第三范式是指在满足第二范式的情况下,消除表中的传递依赖。

       所谓传递依赖,就是指x-->y,y-->z,那么可以得到y-->z.

       传递依赖常发生在主键、外键、外键相关的属性上,例如,假设有这样的表

               学生表(学生id,学生姓名,院系id,院系名)  ,此处主键为(学生id),外键为(院系id)

               院系表(院系id,院长名称),主键为 (院系id)

       很明显,此处存在传递依赖,因为 学生id  可以唯一确定  院系id,而 院系id 可以唯一确定 院系名。

       表中的数据如下 

       从上面的表数据易知,不满足第三范式的表至少有以下几个缺点:

            1 :  数据重复,浪费空间,因为学生表每存一条记录,都会记录住院系的名字,存在大量的重复数据。

            2:  插入异常,若新建一个院系,而该院系没有学生的话,该院系就没有名字。

            3:  更新异常,删除异常等                 

三: 数据库设计的经验

       1: 表的数目不要太多,一般20-30张就够了。如果表的数目太多,则可以考虑采用同化操作,即将大体相同的实体放入到一张表中。

       2:当数据库中的信息非常庞大时,不要使用外键(逆规范化),因为由此可能带来非常大的性能损失。

       3:一般以消耗存储空间来换取效率。

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