關聯式資料庫中的幾種設計正規化

2021-07-22 15:47:13 字數 3032 閱讀 6220

第一正規化(1nf):

資料庫表中的字段都是單一屬性的,不可再分。這個單一屬性由基本型別構成,包括整型、實數、字元型、邏輯型、日期型等。

定義:如果乙個關係模式r的所有屬性都是不可分的基本資料項,則r屬於1nf。

例如,下面的資料庫表是符合第一正規化的:

欄位1 欄位2 欄位3 欄位4

而這樣的資料庫表是不符合第一正規化的:

欄位1 欄位2 欄位3 欄位4

欄位3.1 欄位3.2

很顯然,在當前的任何關聯式資料庫管理系統(dbms)中,誰也不可能做出不符合第一正規化的資料庫,因為這些dbms不允許你把資料庫表的一列再分成二列或多列。因此,想在現有的dbms中設計出不符合第一正規化的資料庫都是不可能的。

第二正規化(2nf):

資料庫表中不存在非關鍵字段對任一候選關鍵字段的部分函式依賴(部分函式依賴指的是存在組合關鍵字中的某些字段決定非關鍵字段的情況),也即所有非關鍵字段都完全依賴於任意一組候選關鍵字。

假定選課關係表為selectcourse(學號,姓名,年齡,課程名稱,成績,學分),關鍵字為組合關鍵字(學號,課程名稱),因為存在如下決定關係:

(學號,課程名稱) → (姓名,年齡,成績,學分)

這個資料庫表不滿足第二正規化,因為存在如下決定關係:

(課程名稱) → (學分)

(學號) → (姓名,年齡)

即存在組合關鍵字中的字段決定非關鍵字的情況。

由於不符合2nf,這個選課關係表會存在如下問題:

(1) 資料冗餘:

同一門課程由n個學生選修,"學分"就重複n-1次;同乙個學生選修了m門課程,姓名和年齡就重複了m-1次。

(2) 更新異常:

若調整了某門課程的學分,資料表中所有行的"學分"值都要更新,否則會出現同一門課程學分不同的情況。

(3) 插入異常:

假設要開設一門新的課程,暫時還沒有人選修。這樣,由於還沒有"學號"關鍵字,課程名稱和學分也無法記錄入資料庫。

(4) 刪除異常:

假設一批學生已經完成課程的選修,這些選修記錄就應該從資料庫表中刪除。但是,與此同時,課程名稱和學分資訊也被刪除了。很顯然,這也會導致插入異常。

把選課關係表selectcourse改為如下三個表:

學生:student(學號,姓名,年齡);

課程:course(課程名稱,學分);

選課關係:selectcourse(學號,課程名稱,成績)。

這樣的資料庫表是符合第二正規化的, 消除了資料冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

另外,所有單關鍵字的資料庫表都符合第二正規化,因為不可能存在組合關鍵字。

第三正規化(3nf):

在第二正規化的基礎上,資料表中如果不存在非關鍵字段對任一候選關鍵字段的傳遞函式依賴則符合第三正規化。所謂傳遞函式依賴,指的是如果存在"a → b → c"的決定關係,則c傳遞函式依賴於a。因此,滿足第三正規化的資料庫表應該不存在如下依賴關係:

關鍵字段 → 非關鍵字段x → 非關鍵字段y

假定學生關係表為student(學號,姓名,年齡,所在學院,學院地點,學院**),關鍵字為單一關鍵字"學號",因為存在如下決定關係:

(學號) → (姓名,年齡,所在學院,學院地點,學院**)

這個資料庫是符合2nf的,但是不符合3nf,因為存在如下決定關係:

(學號) → (所在學院) → (學院地點,學院**)

即存在非關鍵字段"學院地點"、"學院**"對關鍵字段"學號"的傳遞函式依賴。

它也會存在資料冗餘、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。

把學生關係表分為如下兩個表:

學生:(學號,姓名,年齡,所在學院);

學院:(學院,地點,**)。

這樣的資料庫表是符合第三正規化的,消除了資料冗餘、更新異常、插入異常和刪除異常。

鮑依斯-科得正規化(bcnf):

在第三正規化的基礎上,資料庫表中如果不存在任何欄位對任一候選關鍵字段的傳遞函式依賴則符合第三正規化。

假設倉庫管理關係表為storehousemanage(倉庫id,儲存物品id,管理員id,數量),且有乙個管理員只在乙個倉庫工作,乙個倉庫可以儲存多種物品。這個資料庫表中存在如下決定關係:

(倉庫id,儲存物品id) →(管理員id,數量)

(管理員id,儲存物品id) → (倉庫id,數量)

所以(倉庫id,儲存物品id)和(管理員id,儲存物品id)都是storehousemanage的候選關鍵字,表中的唯一非關鍵字段為數量,它是符合第三正規化的。但是,由於存在如下決定關係:

(倉庫id) → (管理員id)

(管理員id) → (倉庫id)

即存在關鍵字段決定關鍵字段的情況,所以其不符合bcnf正規化。它會出現如下異常情況:

(1) 刪除異常:

當倉庫被清空後,所有"儲存物品id"和"數量"資訊被刪除的同時,"倉庫id"和"管理員id"資訊也被刪除了。

(2) 插入異常:

當倉庫沒有儲存任何物品時,無法給倉庫分配管理員。

(3) 更新異常:

如果倉庫換了管理員,則表中所有行的管理員id都要修改。

把倉庫管理關係表分解為二個關係表:

倉庫管理:storehousemanage(倉庫id,管理員id);

倉庫:storehouse(倉庫id,儲存物品id,數量)。

這樣的資料庫表是符合bcnf正規化的,消除了刪除異常、插入異常和更新異常。

第四正規化(4nf):

關係模式r∈1nf,如果對於r對於r的每個非平凡多值依賴x→→y(y不屬於x),x都含有候選碼,則r∈4nf。4nf就是限制關係模式的屬性之間不允許有非平凡且非函式依賴的多值依賴。顯然乙個關係模式是4nf,則必為bcnf。

第五正規化(5nf):

是最終正規化,消除了4nf中的連線依賴。

viidk正規化(dknf):在值域上定義上的正規化。

viii第六正規化(6nf):目前關係型資料庫最高正規化。所有第六正規化的關係同時滿足第5正規化與dk正規化。

關聯式資料庫的幾種設計正規化介紹

關聯式資料庫的幾種設計正規化介紹 1 第一正規化 1nf 在任何乙個關聯式資料庫中,第一正規化 1nf 是對關係模式的基本要求,不滿足第一正規化 1nf 的資料庫就不是關聯式資料庫。所謂第一正規化 1nf 是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本資料項,同一列中不能有多個值,即實體中的某個屬性不能有多...

關聯式資料庫的幾種設計正規化介紹

1 第一正規化 1nf 在任何乙個關聯式資料庫中,第一正規化 1nf 是對關係模式的基本要求,不滿足第一正規化 1nf 的資料庫就不是關聯式資料庫。所謂第一正規化 1nf 是指資料庫表的每一列都是不可分割的基本資料項,同一列中不能有多個值,即實體中的某個屬性不能有多個值或者不能有重複的屬性。如果出現...

關聯式資料庫設計正規化

簡介 設計關聯式資料庫時,遵從不同的規範要求,設計出合理的關係型資料庫,這些不同的規範要求被稱為不同的正規化,各種正規化呈遞次規範,越高的正規化資料庫冗餘越小。目前關聯式資料庫有六種正規化 第一正規化 1nf 第二正規化 2nf 第三正規化 3nf 巴德斯科正規化 bcnf 第四正規化 4nf 和第...