数据库新手教程（数据库新手教程pdf）



规范化是组织数据库数据的过程。其目的是通过分解数据库表，消除数据冗余、确保数据一致性和完整性。规范化的过程通常分为多个阶段，称为“范式”（Normal Forms）。

第一范式（1NF）

每一列都是不可分割的基本数据项，不包含重复的列。

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。

例如：学生信息表中记录学生的选课信息，一个学生可能选了多门任选课：

这样的数据库是不符合第一范式的，应该将选修课信息单独存放在选课信息表中，使用学生ID将选修课信息和学生信息关联起来

⚠️不满足第一范式会存在数据冗余

第二范式（2NF）

在1NF的基础上，非主键列完全依赖于主键，而不是依赖于主键的一部分。

例如下表：

该表的关键字为（学生ID, 课程号），但是存在以下依赖：

（课程）→ （任课教师）

（学生ID）→（学生姓名. 专业, 学院）

存在非主属性部分依赖关键字的情况

⚠️不满足第二范式会存在如下问题：

1. 数据冗余
   1. 一个学生需要学习n门课程，学生信息就在表中重复出现n次，一门课程有m个同学需要学习，则课程信息就在表中重复m次
2. 数据不一致
   1. 更新异常
      1. 如果调整了某学生的专业或某个课程的任课老师发生了变化，需要在表中同时更新n条数据
   2. 插入异常
      1. 假设需要开设新的课程，该课程还没有学生需要学习，那么该课程的信息无法插入数据库
   3. 删除异常
      1. 删除学生信息时，课程信息也会一起被删除

第三范式（3NF）

在2NF的基础上，消除非主键列之间的传递依赖，即任何非主键列都不依赖于其他非主键列

例如：

表中存在如下传递依赖：学生ID → 专业 → 学院，因此不满足第三范式

⚠️不满足第三范式会出现:

1. 数据冗余
2. 数据不一致
3. 缺少数据完整性约束
   1. 修改专业信息时会导致学院信息错误

巴斯-科德范式（BCNF）

在3NF基础上，消除主属性对候选码的部分函数依赖和传递函数依赖

例如：

有如下依赖关系：

(仓库ID, 存储物品ID) →(管理员ID, 数量)

(管理员ID, 存储物品ID) → (仓库ID, 数量)

所以，(仓库ID, 存储物品ID)和(管理员ID, 存储物品ID)都是候选关键字，表中的唯一非关键字段为数量，符合第三范式。但是，由于存在如下决定关系：

(仓库ID) → (管理员ID)

(管理员ID) → (仓库ID)

仓库ID是决定因素，但仓库ID不包含候选键。

同样的，管理员ID也是决定因素，但不包含候选键。

所以该表不满足BCNF。

⚠️不满足BCNF会出现:

1. 数据冗余
2. 数据不一致
3. 缺少数据完整性约束

参考：

数据库规范化说明 - Microsoft 365 Apps | Microsoft Learn

数据库设计之规范化--------几种范式详解_如何对数据库进行规范化设计-CSDN博客

[学习笔记]数据库设计三大范式与BCNF，学习笔记 - ybwang1989 - 博客园

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