資料庫設計三大正規化

2021-07-11 16:15:34 字數 3160 閱讀 1518

為了建立冗餘較小、結構合理的資料庫,設計資料庫時必須遵循一定的規則。在關係型資料庫中這種規則就稱為正規化。正規化是符合某一種設計要求的總結。要想設計乙個結構合理的關係型資料庫,必須滿足一定的正規化。

在實際開發中最為常見的設計正規化有三個:

1.第一正規化(確保每列保持原子性)

第一正規化是最基本的正規化。如果資料庫表中的所有字段值都是不可分解的原子值,就說明該資料庫表滿足了第一正規化。

第一正規化的合理遵循需要根據系統的實際需求來定。比如某些資料庫系統中需要用到「位址」這個屬性,本來直接將「位址」屬性設計成乙個資料庫表的字段就行。但是如果系統經常會訪問「位址」屬性中的「城市」部分,那麼就非要將「位址」這個屬性重新拆分為省份、城市、詳細位址等多個部分進行儲存,這樣在對位址中某一部分操作的時候將非常方便。這樣設計才算滿足了資料庫的第一正規化,如下表所示。

上表所示的使用者資訊遵循了第一正規化的要求,這樣在對使用者使用城市進行分類的時候就非常方便,也提高了資料庫的效能。

2.第二正規化(確保表中的每列都和主鍵相關)

主要針對有聯合主鍵的表,如果乙個資料表的主鍵只有單一乙個字段的話,它就一定符合第二正規化(前提是該資料表符合第一正規化)

第二正規化在第一正規化的基礎之上更進一層。第二正規化需要確保資料庫表中的每一列都和主鍵相關,而不能只與主鍵的某一部分相關(主要針對聯合主鍵而言)。也就是說在乙個資料庫表中,乙個表中只能儲存一種資料,不可以把多種資料儲存在同一張資料庫表中。

比如要設計乙個訂單資訊表,因為訂單中可能會有多種商品,所以要將訂單編號和商品編號作為資料庫表的聯合主鍵,如下表所示。

訂單資訊表

這樣就產生乙個問題:這個表中是以訂單編號和商品編號作為聯合主鍵。

這樣在該表中商品名稱、單位、商品**與商品編號相關

而客戶、所屬單位、****與另外乙個聯合主鍵之一的訂單編號相關(這就是所謂的部分依賴)

所以在這裡違反了第二正規化的設計原則。

而如果把這個訂單資訊表進行拆分,把商品資訊分離到另乙個表中,把訂單專案表也分離到另乙個表中,就非常完美了。如下所示。

這樣設計,在很大程度上減小了資料庫的冗餘。如果要獲取訂單的商品資訊,使用商品編號到商品資訊表中查詢即可。

3.第三正規化(確保每列都和主鍵列直接相關,而不是間接相關)

定義:第三正規化是在第二正規化的基礎上定義的,如果資料表中不存在非關鍵字段對任意候選關鍵字段的傳遞函式依賴則符合第三正規化

傳遞函式依賴:假設a、b和c是關係r的三個屬性,如果a-〉b且b-〉c,則從這些函式依賴中,可以得出a-〉c,如上所述,依賴a-〉c是傳遞依賴。

第三正規化需要確保資料表中的每一列資料都和主鍵直接相關,而不能間接相關。

下面的表不符合第三正規化設計:

修改:

比如在設計乙個訂單資料表的時候,可以將客戶編號作為乙個外來鍵和訂單表建立相應的關係。而不可以在訂單表中新增關於客戶其它資訊(比如姓名、所屬公司等)的字段。如下面這兩個表所示的設計就是乙個滿足第三正規化的資料庫表。

第三正規化

4.bc正規化

bc方式比第三正規化更加嚴格, 剛才第三正規化的定義是不允許任意非關鍵字段對候選關鍵字段存在傳遞依賴, 而bc正規化是不允許任意欄位對候選關鍵字段存在傳遞依賴。這樣如果是復合關鍵字,則復合關鍵字之間也不能存在傳遞依賴關係。

假定:**商聯絡人只能受僱於一家**商,每家**商可以**多個商品

則存在如下決定關係:

(**商,商品id)——>(聯絡人,商品數量)

(聯絡人,商品id)——>(**商,商品數量)

存在下列關係因此不符合bcnf要求:

(**商)——>(**商聯絡人)

(**商聯絡人)——>(**商)

並且存在資料庫操作異常及資料冗餘

解決方式:

理解一:

理解二:

第一正規化:確保每列的原子性.

如果每列(或者每個屬性)都是不可再分的最小資料單元(也稱為最小的原子單元),則滿足第一正規化.

例如:顧客表(姓名、編號、位址、……)其中"位址"列還可以細分為國家、省、市、區等。

第二正規化:在第一正規化的基礎上更進一層,目標是確保表中的每列都和主鍵相關.

如果乙個關係滿足第一正規化,並且除了主鍵以外的其它列,都依賴於該主鍵,則滿足第二正規化.

例如:訂單表(訂單編號、產品編號、定購日期、**、……),"訂單編號"為主鍵,"產品編號"和主鍵列沒有直接的關係,即"產品編號"列不依賴於主鍵列,應刪除該列。

第三正規化:在第二正規化的基礎上更進一層,目標是確保每列都和主鍵列直接相關,而不是間接相關.

如果乙個關係滿足第二正規化,並且除了主鍵以外的其它列都不依賴於主鍵列,則滿足第三正規化.

為了理解第三正規化,需要根據armstrong公里之一定義傳遞依賴。假設a、b和c是關係r的三個屬性,如果a-〉b且b-〉c,則從這些函式依賴中,可以得出a-〉c,如上所述,依賴a-〉c是傳遞依賴。

例如:訂單表(訂單編號,定購日期,顧客編號,顧客姓名,……),初看該錶沒有問題,滿足第二正規化,每列都和主鍵列"訂單編號"相關,再細看你會發現"顧客姓名"和"顧客編號"相關,"顧客編號"和"訂單編號"又相關,最後經過傳遞依賴,"顧客姓名"也和"訂單編號"相關。為了滿足第三正規化,應去掉"顧客姓名"列,放入客戶表中。

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