数据库设计范式

谢欧申

谢欧申

2016-01-29 13:54

数据库设计范式,数据库设计范式

关系数据库设计之时是要遵守一定的规则的。尤其是数据库设计范式 现简单介绍1NF(第一范式),2NF(第二范式),3NF(第三范式)和BCNF,另有第四范式和第五范式留到以后再介绍。 在你设计数据库之时,若能符合这几个范式,你就是数据库设计的高手。

 

第一范式(1NF):在关系模式R中的每一个具体关系r中,如果每个属性值 都是不可再分的最小数据单位,则称R是第一范式的关系。例:如职工号,姓名,电话号码组成一个表(一个人可能有一个办公室电话 和一个家里电话号码) 规范成为1NF有三种方法:
一是重复存储职工号和姓名。这样,关键字只能是电话号码。
二是职工号为关键字,电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性
三是职工号为关键字,但强制每条记录只能有一个电话号码。
以上三个方法,第一种方法最不可取,按实际情况选取后两种情况。

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第二范式(2NF):如果关系模式R(U,F)中的所有非主属性都完全依赖于任意一个候选关键字,则称关系R 是属于第二范式的。
例:选课关系 SCI(SNO,CNO,GRADE,CREDIT)其中SNO为学号, CNO为课程号,GRADEGE 为成绩,CREDIT 为学分。 由以上条件,关键字为组合关键字(SNO,CNO)
在应用中使用以上关系模式有以下问题:
a.数据冗余,假设同一门课由40个学生选修,学分就 重复40次。
b.更新异常,若调整了某课程的学分,相应的元组CREDIT值都要更新,有可能会出现同一门课学分不同。
c.插入异常,如计划开新课,由于没人选修,没有学号关键字,只能等有人选修才能把课程和学分存入。
d.删除异常,若学生已经结业,从当前数据库删除选修记录。某些门课程新生尚未选修,则此门课程及学分记录无法保存。
原因:非关键字属性CREDIT仅函数依赖于CNO,也就是CREDIT部分依赖组合关键字(SNO,CNO)而不是完全依赖。
解决方法:分成两个关系模式 SC1(SNO,CNO,GRADE),C2(CNO,CREDIT)。新关系包括两个关系模式,它们之间通过SC1中的外关键字CNO相联系,需要时再进行自然联接,恢复了原来的关系

第三范式(3NF):如果关系模式R(U,F)中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递信赖,则称关系R是属于第三范式的。
例:如S1(SNO,SNAME,DNO,DNAME,LOCATION) 各属性分别代表学号,
姓名,所在系,系名称,系地址。
关键字SNO决定各个属性。由于是单个关键字,没有部分依赖的问题,肯定是2NF。但这关系肯定有大量的冗余,有关学生所在的几个属性DNO,DNAME,LOCATION将重复存储,插入,删除和修改时也将产生类似以上例的情况。
原因:关系中存在传递依赖造成的。即SNO - DNO。 而DNO - SNO却不存在,DNO - LOCATION, 因此关键辽 SNO 对 LOCATION 函数决定是通过传递依赖 SNO - LOCATION 实现的。也就是说,SNO不直接决定非主属性LOCATION。
解决目地:每个关系模式中不能留有传递依赖。
解决方法:分为两个关系 S(SNO,SNAME,DNO),D(DNO,DNAME,LOCATION)
注意:关系S中不能没有外关键字DNO。否则两个关系之间失去联系。

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BCNF:如果关系模式R(U,F)的所有属性(包括主属性和非主属性)都不传递依赖于R的任何候选关键字,那么称关系R是属于BCNF的。或是关系模式R,如果每个决定因素都包含关键字(而不是被关键字所包含),则RCNF的关系模式。
例:配件管理关系模式 WPE(WNO,PNO,ENO,QNT)分别表仓库号,配件号,职工号,数量。有以下条件
a.一个仓库有多个职工。
b.一个职工仅在一个仓库工作。
c.每个仓库里一种型号的配件由专人负责,但一个人可以管理几种配件。
d.同一种型号的配件可以分放在几个仓库中。
分析:由以上得 PNO 不能确定QNT,由组合属性(WNO,PNO)来决定,存在函数依赖(WNO,PNO) - ENO。由于每个仓库里的一种配件由专人负责,而一个人可以管理几种配件,所以有组合属性(WNO,PNO)才能确定负责人,有(WNO,PNO)- ENO。因为 一个职工仅在一个仓库工作,有ENO - WNO。由于每个仓库里的一种配件由专人负责,而一个职工仅在一个仓库工作,有 (ENO,PNO)- QNT。
找一下候选关键字,因为(WNO,PNO) - QNT,(WNO,PNO)- ENO ,因此 (WNO,PNO)可以决定整个元组,是一个候选关键字。根据ENO-WNO,(ENO,PNO)-QNT,故(ENO,PNO)也能决定整个元组,为另一个候选关键字。属性ENO,WNO,PNO 均为主属性,只有一个非主属性QNT。它对任何一个候选关键字都是完全函数依赖的,并且是直接依赖,所以该关系模式是3NF。
分析一下主属性。因为ENO-WNO,主属性ENO是WNO的决定因素,但是它本身不是关键字,只是组合关键字的一部分。这就造成主属性WNO对另外一个候选关键字(ENO,PNO)的部 分依赖,因为(ENO,PNO)- ENO但反过

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