关系数据库的规范化

关系数据库的规范化

文章分类:数据库

一、函数依赖

在数据库中，函数依赖是最基本、最重要的一种依赖。

   在数据库中，属性值之间会发生联系，这类联系称为函数依赖。

   设有属性集U上的关系模式R(U)，X,Y是U的子集，若对于任一个关系R中的任一元组在X中的属性值确定后，则在Y中的属性值必确定，则称Y依赖于X。

二、范式和规范化方法。

1 第一范式（1NF）   

在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。  这体现了数据库的原子性；是不可再分的 。

所 谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果 出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。例如，在学校的学生信息表中，每一行只表示一个学 生的信息，一个学生的信息在表中只出现一次。简而言之，第一范式就是无重复的列。  

2 第二范式（2NF）  完全依赖于主键。

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 的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。如图3-2 员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是惟一的，因此每个员工可以被惟一区分。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主 码。  

第二范式（2NF）要求每个非主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，以存储各个实例的惟一标识。简而言之，第二范式就是非主属性部分必须完全依赖于主关键字。  

 

例如，把所有这些信息放到一个表中(学号，课程，学生姓名、年龄、性别、、课程学分、系别、学科成绩)下面存在如下的依赖关系。

关键字是：学号和课程
  （学号）→ (姓名, 年龄，性别，系别)
  (课程) → (学分)
  （学号，课程）→ (学科成绩)

其属性之间的依赖关系如图所示：

                   

       在图中 ，虽然姓名, 年龄，性别，系别，成绩都依赖于学号，学分依赖于课程，但是他们都不是完全依赖于学号和课程，所以不是第二范式。

满足第二范式可以分解为三个模型。

如图：   图1

：

 

 

 

图2：

     

图3 ：

            

 

如上： 图1  图2   图三  都满足第二范式。   
3 第三范式（3NF）  

               满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中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。那么在图3-2的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。