关系规范化
简述关系模式规范化过程
简述关系模式规范化过程
关系模式规范化是一种将关系模式转换为更高级别的模式的过程，以提高数据库的性能和可维护性。
它的目的是减少冗余，消除潜在的更新异常，并使数据库更容易维护。
关系模式规范化的过程包括：
1.确定属性依赖：首先，需要确定属性之间的依赖关系，以便确定哪些属性可以被删除，以及哪些属性可以被拆分。
2.确定函数依赖：函数依赖是指一个属性或一组属性可以用来确定另一个属性的值。
3.确定范式：范式是指一种模式，它可以用来描述一个关系模式的结构。
4.确定正则化：正则化是指将关系模式转换为更高级别的模式，以减少冗余和消除潜在的更新异常。
5.确定拆分：拆分是指将一个关系模式拆分成多个模式，以减少冗余和消除潜在的更新异常。
6.确定合并：合并是指将多个关系模式合并成一个模式，以减少冗余和消除潜在的更新异常。
7.确定索引：索引是指在数据库中创建一个索引，以提高查询性能。
关系模式规范化的过程可以提高数据库的性能和可维护性，并使数据库更容易维护。
它可以帮助减少冗余，消除潜在的更新异常，并使数据库更容易维护。
因此，关系模式规范化是一个重要的数据库设计过程，可以提高数据库的性能和可维护性。
简述关系模式规范化
简述关系模式规范化
关系模式规范化是一种技术，是按照一定的规则将关系模式进行重新组织和整理的过程。
其宗旨在于提高系统的完整性和弹性，将数据结构按照一定的高低规则排列，使其冗余度降至最低。
关系数据模式(Relational Data Model)是一种结构化的数据模式，在逻辑数
据库系统中被用作描述数据库的数据结构(RDM亦被称为 E-R模型)。
关系模式是一种关系数据模式，可以将关系型数据库中彼此有一定联系的实体之间构建出一个逻辑关系，其中存储在数据库中的信息元素彼此联系起来，形成一条完整的记录。
它可以表示多个实体之间的一个强耦合的逻辑关系，其中的实体之间的数据结构是精确和完整的，可以很容易的进行提取和检索。
关系模式规范化有三个主要阶段：第一阶段是简单规范化(简单的冗余度消除);第二阶段是必要的规范化;第三阶段是高级规范化。
简单规范化阶段是关系模式规范化的最初阶段，主要是针对关系模式中冗余性和破坏单一原则(第一范式)引起的错误进行发现和消除，所以这一阶段的操作就是将冗余性数据移入另外的表格中。
必要的规范化阶段是对关系模式规范化的关键阶段，在该阶段，根据一定的规则移除掉第一范式中不充分函数依赖(也称为不完全函数依赖)，通过这种方式可以完全实现第二范式，也就是把所有非主属性完全依赖于主属性。
高级规范化阶段涉及重新把已经规范化的模式进步进一步抽象化，使之达到第三范式甚至第四范式水平，也就是非主属性完全的依赖于主属性，同时剔除掉冗余数据。
关系模式规范化是将关系模式按照一定的规则组织和整理的过程，有利于提升模式的完整性和弹性，降低其冗余度，它主要包括简单规范化、必要规范化和高级规范化三个阶段，是一种十分重要的数据库。
第四章 关系的规范化
上面的规范化步骤可以在其中任何一步终止
4.5 规范化步骤 1NF2NF3NF…
①、把直接对码函数依赖的非主属性与决定它们的 码放在一个关系模式中。 ②、把造成传递函数依赖的决定因素连同被它们决 定的属性放在一个关系模式中。 ③、检查分解后的新模式，如果不是3NF，则继续 按照前面的方法进行分解，直至达到要求。 对于关系模式SD来说，系别直接依赖于主属性 学号，可将学号和系别放在一个关系模式中;系别 决定住址，系别是造成传递函数依赖的决定因素， 则将系别和住址放在另一个关系模式中;得到的分 解结果如下所示。 学生关系模式：S(学号，系别)。 系关系模式：D(系别，住址)。 关系S与D见表4-5和表4-6
对于关系模式SCD来说，成绩属性完全函数依赖
主属性学号和课程名，可将它们放在一个关系模 式中;属性住址和系别只依赖学号，可将它们放在 另一个关系模式中;则得到的分解结果如下所示。 学生和系关系模式：SD(学号，系别，住址)。 选课关系模式：SC(学号，课程名，成绩)。 关系SC与SD见表4-3和表4-4
消除不合适的数据依赖
的各关系模式达到某种程度的“分离”
采用“一事一地”的模式设计原则
让一个关系描述一个概念、一个实体或者实体 间的一种联系。若多于一个概念就把它“分离” 出去 所谓规范化实质上是概念的单一化
不能说规范化程度越高的关系模式就越好 在设计数据库模式结构时，必须对现实世界的实
这两个关系模式都不存在部分函数依赖，它 们都是第二范式。虽然消除了数据的插入异常， 但仍然存在其他存储问题，从关系模式SD包含了 学生和系两方面的信息来看，该模式仍然存在问 题，有待进一步分解，这就需要更高级别的范式。
4.3 第3范式（3NF）
关系规范化
1.2.4 关系规范化
在关系数据库设计的理论中很重要的就是关系规范化 理论。 关系规范化为具体问题，如何构造一个适合于它的数 据模式，即应该构造几个关系模式，每个关系由哪些属性 构成等内容，提供方法。
关系规范化理论的内容
数据依赖：研究数据之间的联系。 范式：关系模式的标准。 模式分解：模式设计的方法。
在实际的数据库设计中，不是关系规范化的等级越高 就越好，具体问题还要具体分析。总之目的是设计一个性 能良好的数据库模式。
小 结
这一讲我们主要讲授了如何通过关系规范化理论将一 个不十分合理的关系模型转化为一个最佳的关系模型。 将一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转 换为若干个高一级范式的关系模式集合，从而有效地解决 了插入异常、删除异常、更新异常、数据冗余等问题。
根据学生关系模式已知函数依赖集，有： 学号 →姓名， 课程编号→姓名 姓名对码是部分函数依赖 同样方法可得到除成绩属性外，其他非主属性对码也 都是部分函数依赖。 所以学生关系模式不是2NF。
改进方法
将关系“学生”中对码完全依赖的属性和部分函数依 赖的属性分解成以下4个关系模式： 学生（学号，姓名，性别，出生年月，班级编号，系 编号） 院系（系编号，系名称） 课程（课程编号，课程名称） 成绩（学号，课程编号，成绩） 在分解后的每一个关系模式中，非主属性对码是完全 函数依赖，所以上述4个关系模式均为2NF。
以下“成绩”表具有组合数据项，不属于第一范式。
成绩 数据库原理 程序设计 软件制作
学号 A101100102 A101100109 A101100113 ……
姓名 赵盘 江鑫 刘鹏 ……
76
97 45 ……
89
95 78 ……
关系规范化理论
化定义来证明一个函数依赖是否成立。 例如，对于关系模式S，当不存在重名的情况下，可以得到：
SN→AGE SN→DEPT
这种函数依赖关系，必须是在没有重名的条件下成立，否则
不成立。 所以函数依赖反映了一种语义完整性约束。
返回
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3．函数依赖与属性之间的联系类型有关。
（ 1 ）在一个关系模式中，如果属性 X 与 Y 有1:1 联系时，则存
根据实际情况，这些数据有如下语义规定：
1. 一个系有若干个学生，但一个学生只属于一个系； 2. 一个系只有一名系主任，但一个系主任可以同时兼几个系
的系主任； 3. 一个学生可以选修多门功课，每门课程可有若干学生选修； 4. 每个学生学习每门课程有一个成绩。
SCD关系模式的实例
如图4.1所示。 返回
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4.2 函数依赖
4.2.1 函数依赖的定义及性质
关系模式中的各属性之间相互依赖、相互制约 的联系称为数据依赖。 数据依赖一般分为函数依赖、多值依赖和连接 依赖。 其中,函数依赖是最重要的数据依赖。
返回
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4.2.1.1 函数依赖的定义
定义4.1 设关系模式 R(U，F) ，U是属性全集，F是 U上的函 数依赖集，X和Y是U的子集，如果对于R(U)的任意一个可能 的关系r，对于X的每一个具体值，Y都有唯一的具体值与之 对应，则称X决定函数Y，或Y函数依赖于X，记作X→Y。我们 称X为决定因素，Y为依赖因素。当Y不函数依赖于X时，记作： X Y。当X→Y且Y→X时，则记作： X Y。 对于关系模式SCD
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4.2.1.2 函数依赖的基本性质
1．投影性。
关系模式规范化的方法
什么是关系模式的规范化
所谓关系模式的规范化，就是对关系模式进行某种 处理，使它满足一定的规范化要求。
关系模式规范化的形式划分
关系模式规范化的形式可以分成六级，每一级称为 一个范式，记为XNF，其中X表示级别，NF就是范式 (Normal Form)。
第六级范式 第五级范式 第四季范式 第三级范式 第二级范式
第一级范式
第一范式（1NF）
如果一个关系模式R的每个属性的域都只包含单纯值， 而不是一些值的集合，则称R满足第一范式。
第一范式其实就是一张二维表作为关系的一个最起码的要求。 不满足第一范式的要求就不能称为关系，例如下表
职 工 号
姓
职
工
资
扣
除
实
名
称
讲 师 …
基 本
工 龄
职 务
50 …
房 租
60 …
水 电
12 …
发
803
860 陈
805 20
平
… …
…
…
…范式，且它的任意非关键字 属性都函数依赖于任一候选关键字，则称R满足第二 范式。
函数依赖
如果对于属性A，有且只有一个属性B与之对应，也 就是说，A决定了B，我们就说B函数依赖于A。 只能根据现实需求来确定一个函数依赖。例如姓名 确定年龄这个函数依赖只有在该学校没有同名人的 条件下成立。如果允许有同名人，则年龄就不再函 数依赖于姓名了。当然这些也是设计者对现实世界 作强制的规定而已。例如规定不允许同名人出现， 因而使姓名确定年龄函数依赖成立。
分析关系数据库是否满足第三范式 的方法
同样可以使用构建数据表和记录的方式进行具体分 析。首先分析该二维表（关系模式）是否满足第一、 第二范式。最后再根据第三范式的定义判断是否存 在传递依赖现象。
数据库中的关系规范化与优化
数据库中的关系规范化与优化随着现代信息技术的迅猛发展，数据管理和存储成为企业和机构关注的焦点。
数据库作为当前最为普遍和有效的数据存储技术，其重要性愈发凸显。
而在数据库中，关系规范化和优化是必不可少的环节。
本篇文章将着重探讨数据库中的关系规范化与优化，包括概念、作用、方法和注意事项等方面。
一、概念与作用关系规范化是数据库设计的核心环节之一，其主要目的是提高数据在数据库中的存储效率，同时减少数据冗余和数据不一致性等问题。
具体而言，关系规范化可以被理解为一个将原始数据表拆分成多个关联表的过程。
在这个过程中，设计人员需要根据一定的规则将原始表中的数据行分成若干个新的关联表，并保证每个表中只包含相关的数据。
关系规范化对数据库设计和管理的作用非常重要。
首先，它可以减少数据冗余并提高数据的存储效率，这就意味着数据库系统的整体性能将会得到提升。
其次，关系规范化还可以保证数据不会重复出现在多个表中，从而降低数据不一致性的发生率，保障了数据库的数据准确性。
最后，关系规范化还可以更加灵活地维护数据表之间的关联关系，让数据库的数据结构更加清晰、简洁。
二、基本步骤和方法一旦我们认识到关系规范化的重要性，就需要了解具体的规范化方法和流程。
在本节中，我们将简要介绍关系规范化的基本步骤和方法，以便更好地了解和实践这个技术。
1. 第一范式关系规范化的第一步通常是将原始数据表拆分成第一范式。
也就是说，所有数据表中的数据都应该是原子性的，即不可再分解为更小的单元。
这样做的好处是，可以避免重复数据、数据冗余和数据不一致等问题。
2. 第二范式在第一范式基础上，我们需要进一步拆分数据表，将所有非主键属性与主键属性之间的关系提取出来，作为一个新的数据表。
这样做的好处是，可以避免非主键属性对主键造成干扰，保持数据表的清晰度和规整性。
3. 第三范式第三范式是指，每个数据表中的属性都要与主键直接相关，并且每个数据表中只包含一个“事实”或“示例”。
第1章 第3讲—关系规范化
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定义
◦ 如果关系模式R为第二范式，且R中每个非主属性都不
传递函数依赖于R的主码，则称R属于3NF。
示例
◦ 下列关系模式是2NF，是否为3NF？为什么？ SD（学号，姓名，系名，系主任）
绩；每个教师只担任一门课的教学，一门课由若干教师任教；一位教师可以 指导多个学生，一个学生在某个时间和地点只能被一位教师指导。“学生”有 属性：学号、姓名、性别、专业名。“教师”有属性：职工号、教师姓名、职 称，“课程”有属性：课程号、课程名。 试画出ER图，并注明属性和联系类型。
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谢谢观看
，“商店”有属性：商店编号、商店名、地 址、电话，“顾客”有属性：顾客编号、姓名、地址、年龄、性别。假设一个 商店有多个顾客购物，一个顾客可以到多个商店购物，顾客每次去商店购物 有一个消费金额和日期。
试画出ER图，并注明属性和联系类型。 任务二、假设每个学生选修若干门课程，且每个学生每选一门课只有一个成
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MySql简介
2
在数据库的设计过程中，对于同一个问题，选用不同的关系模式，其性能的优劣是大不相同的，为 了区分关系模式的优劣，人们常常把关系模式分为各种不同等级的范式。
满足特定要求的关系模式称为范式，按其规范化程度从低到高可分为5级范式（Normal Form）， 分别称为1NF，2NF，3NF（BCNF），4NF和5NF。
学习目标
了解数据库系统的基本概念 理解数据模型的类型及相关概念 理解关系、关系模型相关概念 掌握E-R图的绘制的方法 掌握将E-R模型转换为关系模型的方法 理解关系的完整性规则 理解关系规范化
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关系规范化规范化理论是数据库逻辑设计的指南和工具，具体步骤如下：（1）考察关系模型的函数依赖关系，确定范式等级。
逐一分析各关系模式，考察是否存在部分函数依赖、传递函数依赖等，确定它们分别属于第几范式。
（2）对关系模式进行合并或分解。
根据应用要求，考察这些关系模式是否合乎要求，从而确定是否要对这些模式进行合并或分解，例如，对于具有相同主码的关系模式一般可以合并；对于非BCNF的关系模式，要考察“异常弊病”是否在实际应用中产生影响，对于那些只是查询，不执行更新操作，则不必对模式进行规范化（分解），实际应用中并不是规范化程度越高越好，有时分解带来的消除更新异常的好处与经常查询需要频繁进行自然连接所带来的效率低相比会得不偿失。
对于那些需要分解的关系模式，可以用规范化方法和理论进行模式分解。
最后，对产生的各关系模式进行评价、调整，确定出较合适的一组关系模式。
关系规范化理论提供了判断关系逻辑模式优劣的理论标准，帮助预测模式可能出现的问题，是产生各种模式的算法工具，因此是设计人员的有力工具。
扩展阅读：∙1《数据库设计解决方案》1.3 关系规范化 2007-04-07 13:31 史创明、王俊伟清华大学出版社我要评论(0)∙摘要：在数据库中，数据之间存在着密切的联系。
关系数据库由相互联系的一组关系所组成，每个关系包括关系模式和关系值两个方面。
关系模式是对关系的抽象定义，给出关系的具体结构；关系的值是关系的具体内容，反映关系在某一时刻的状态。
∙标签：SQL SQL2000微软数据库∙在数据库中，数据之间存在着密切的联系。
关系数据库由相互联系的一组关系所组成，每个关系包括关系模式和关系值两个方面。
关系模式是对关系的抽象定义，给出关系的具体结构；关系的值是关系的具体内容，反映关系在某一时刻的状态。
一个关系包含许多元组，每个元组都是符合关系模式结构的一个具体值，并且都分属于相应的属性。
在关系数据库中的每个关系都需要进行规范化，使之达到一定的规范化程度，从而提高数据的结构化、共享性、一5.1 数据库表的创建、修改和删除2007-04-07 13:53 史创明、王俊伟清华大学出版社我要评论(0)字号：T | T综合评级：想读(6)在读(0)已读(2)品书斋鉴(0)已有8人发表书评一个数据库中包含一个或多个的表。
表是数据的集合，按行和列排列。
每个表都有一个特定的主题，例如，“图书管理系统”数据库中包含有“作者表”、“图书明细表”以及“出版社表”等。
本章介绍表的管理。
AD：建立完数据库后，就可以创建数据库表。
表属于数据库对象中的一种，是数据存储的基本单位，它包含了所有的数据内容。
在SQL Server中，一个数据库中可以创建多个表，而且每一个表内可以包含多达1 024个列。
列的数目及表的总大小仅受限于可用的硬盘存储容量。
另外，每一个列最多可以有8 092字节（不包括image、text或者ntext数据）。
下面我们开始创建表。
5.1.1 表表是SQL Server中最主要的数据库对象，它是用来存储和操作数据的一种逻辑结构。
表由行和列组成，因此也称之为二维表。
1．表结构表是我们在工作和生活中经常使用的一种表示数据及其关系的形式，如表5-1所示。
每个表都有一个名字，以标识该表。
例如，表5-1的名称为“作者表”，该表共有六列，每一列都有一个列名来描述该列的特性。
每个表由若干行组成，表的第一行为各列标题，即“栏目信息”，其余各行都是数据。
例如，表5-1中有四行数据，分别描述了四位作者的基本情况。
用户可以根据日常工作经验，结合集合理论，创建关系数据库使用表（即关系）来表示实体及其联系。
“表结构每个数据库包含了若干个表。
每个表具有一定的结构，称之为“表型”。
所谓表型是指组成表的各列的名称及数据类型，也就是日常表格的“栏目信息”。
“记录每个表包含了若干行数据，它们是表的“值”。
表中的一行称为一条记录（record），因此，表是记录的有限集合。
“字段（列）每条记录由若干个数据项构成，将构成记录的每个数据项称为字段（field）或者列。
例如在“作者表”中，表结构为（作者编号、作者姓名、性别、电话、家庭住址、籍贯），该表有四条记录，每条记录包括六个字段。
“关键字在“作者表”中，若不加以限制，每个记录的“作者姓名”、“性别”、“电话”、“家庭住址”和“籍贯”字段的值有可能相同。
但是“作者编号”字段的值对表中所有记录来说一定不同，“作者编号”字段可将表中的不同记录区分开来，也就是我们所说的侯选关键字（candidate key）。
2．设计表在为一个数据库设计表之前，应考虑该数据库中要存放的数据以及数据如何划分到表中。
例如，“图书管理系统”数据库需要存储图书信息、工作人员信息、学生信息等，而在“图书信息表”中将存储图书的详细信息（即“图书明细表”）、借出信息（即“借出信息表”）、图书类型信息（即“图书类别表”）、出版社信息（即“出版社信息表”）、作者信息（即“作者表”）。
具体对于某一个表，在创建之前，最好先在纸上画出其轮廓。
此时要考虑每个表中的内容有：5.1.2 创建表在纸上设计好表以后就可以开始创建表了。
用户可以使用T-SQL中的CREATE TABLE语句或者使用企业管理器来创建表。
默认状态下，只有系统管理员和数据库拥有者（DBO）可以创建新表，但系统管理员和数据库拥有者可以授权其他人来完成这一任务。
在开始创建表之前，我们先来了解一下字段的属性。
1．字段的属性表的字段名字在同一个表中具有唯一性，同一字段的数据属于同一种数据类型。
除了用字段名和数据类型来指定字段的属性外，还可以定义其他属性，如NULL或NOT NULL属性和IDENTITY属性。
“ NULL或NOT NULL属性NULL即空值，通常表示未知、不可用或将在以后添加的数据。
如果表的某一字段被指定具有NULL属性，那么就允许在输入数据时省略该字段的值。
反之，如果表的某一字段被指定具有NOT NULL属性，那么输入时必须给出具体值。
“ IDENTITY属性IDTENTITY即字段的标识属性。
对任何表都可创建包含系统自动生成序号值的一个标识字段，该序号值唯一标识表中的一行。
每个表只能有一个字段设置为标识属性，且该字段只能是decimal、int、numeric，bigint或tinyint数据类型。
指定了IDENTITY属性的字段称为IDENTITY字段。
当用IDENTITY属性定义一个字段时，可以指定一个初始值和一个增量，输入数据到含有IDENTITY字段的表时，初始值在输入第一行数据时使用，以后就由SQL Server根据上一次使用的IDENTITY值加上增量得到新的IDENTITY值。
如果不指定初始值和增量值，则其默认值均为1。
2．使用企业管理器创建表在“图书管理系统”数据库中创建一个数据表，其表名为“图书明细表”，表结构如表5-2所示。
操作步骤：启动SQL Server企业管理器，依次打开树型目录选项，并在【图书管理系统】目录中右击【表】项，选择【新建表】命令，如图5-1所示。
弹出【“图书管理系统”中的新表】（即表设计器）对话框。
在该对话框中，用户可以将自己所设计的表结构输入到【列名】文本框中，并设置该列的【数据类型】、【长度】以及【允许空】等信息，如图5-2所示。
加在【表设计器】对话框中，选择【列名】中的第一个文本框，并输入“图书编号”文字，将鼠标指针右移到【数据类型】列中，将显示出【数据类型】为char，【长度】为10，【允许空】为允许，如图5-3所示。
单击【数据类型】列的下拉列表，选择int项。
此时，【长度】将改为4。
单击【允许空】中的“√”符号，将其改为不允许为空，如图5-4所示。
选择【列名】中的第二行文本框，在该文本框中输入列名为“类别编号”。
设置【数据类型】为smallint，【长度】为2，并且允许为空，如图5-5所示。
用户可以根据表结构图，将其余字段填写完整，并设置其字段的类型，如图5-6所示。
右击图书名称的行选择器，选择【设置主键】命令，如图5-7所示。
此时，将在行选择器中显示出主键标识，如图5-8所示。
单击工具栏上的【保存】按钮，在弹出的【选择名称】对话框的【输入表名】文本框中，输入表名称为“图书明细表”，单击【确定】按钮将其保存。
3．使用T-SQL语句创建表在创建数据库时，已经运用T-SQL语句创建过数据库，同样也可以运用T-SQL语句创建表。
在使用T-SQL 创建表之前，先了解一下T-SQL语句的语法结构。
通过T-SQL语句来创建表，其核心语句是CREATE TABLE，该语句的语法格式如下所示：下面说明主要参数与子句的含义。
“ database_name 用来创建表所在的数据库的名称。
当然，此数据库必须存在，不能将一个不存在的数据库名称作为指定的数据库名称，否则会发生错误提示。
“ owner 用来指定所创建的新表的所有者名。
“ table_name 用来指定添加表的名称。
表名必须遵循T-SQL标识符命名规则。
“ column_name 用来指定在新表中的字段名称。
“ computed_column_expression 用来定义计算字段值的表达式。
表达式可以是字段名、常量、变量、函数等或它们的组合。
所谓计算字段是一个虚拟的字段，它的值并不实际存储在表中，而是通过对同一个表中其他字段进行某种计算而得到的结果。
“ ON{filegroup｜DEFAULT} 用来指定存储此新表的文件组名称。
当指定filegroup时，此新表将存储在所指定的文件组中，并且此文件组必须存在于数据库中。
如果是指定DEFAULT或没有指定时，则此新表将会存储在默认的文件组中。
“ TEXTIMAGE_ON 用来指定text、ntext和image字段的数据存储的文件组。
如果无此子句或指定了DEFAULT，这些类型的数据就和表一起存储在相同的文件组中。
接下来我们通过使用CREATE TABLE语句来创建“图书管理系统”数据库中的“图书明细表”。
在“图书明细表”中，各字段类型分别为：【图书编号】类型为int；【类别编号】类型为smallint；【图书名称】类型为nvarchar(50)；【作者编号】类型为char；【出版社编号】类型为char；【出版日期】类型为smalldatetime；【定价】类型为money；【是否借出】类型为bit；【封面】类型为image，其应用方法如下：5.1.3 修改表的结构用户在创建好表后，可能在使用一段时间后，需要对所创建的表结构、约束或其他列的属性进行修改，以符合目前使用的实际状况。
在SQL Server 2000中，创建表与修改表同样简单。
一般我们可以使用SQL Server 2000企业管理器和T-SQL 语言两种方法来修改表。