数据库范式
数据库范式的理解
数据库范式的理解嘿，朋友们！今天咱来聊聊数据库范式。
这玩意儿啊，就像是搭积木，得有规矩，不然搭出来的东西歪歪扭扭，可不稳当呢！你看啊，第一范式就好像是要求每个积木块都得是完整的，不能有残缺。
咱数据库里的每一条记录都得是原子性的，不能七零八碎的。
就好比说，你不能把一个人的名字分成两半来存吧！第二范式呢，就像是让积木搭得更有秩序。
不仅每个积木块要完整，还得相互之间搭配好。
在数据库里，就是得让非主键字段完全依赖主键，不能有那种“三心二意”的情况。
要是乱依赖，那数据不就乱套啦！第三范式就更厉害了，它就像是给搭好的积木进行整理，去掉那些多余的东西。
数据库里不能有传递依赖，得让数据关系简洁明了。
这就好比你家里的东西，不能乱七八糟堆一堆，得收拾得井井有条呀！咱再想想，要是没有这些范式会咋样呢？那不就像盖房子没打地基，说不定哪天就塌了！数据会变得混乱不堪，找个东西都得费半天劲。
那可不行，咱得让数据库像个坚固的城堡一样，稳稳当当的。
你说这范式是不是很重要？就像咱走路得一步一个脚印，不能乱了步伐。
数据库的设计也是如此，按照范式来，才能让数据有条有理，用起来得心应手。
咱平时生活中也有很多类似的例子呀。
比如说整理房间，你得把东西分类放好，不能随便乱丢。
这和数据库范式不是一个道理嘛！还有做事情，得有个先后顺序，不能乱来。
所以啊，咱可得好好重视数据库范式，把咱的数据世界打造得漂漂亮亮的。
让数据在里面安安稳稳地待着，随时等我们去调用。
这多好呀，就像有个听话的小助手一样。
反正我觉得，数据库范式就是个宝，谁用谁知道！它能让我们的数据管理更轻松，更高效。
咱可别小瞧了它，得好好利用起来，让我们的数据库变得强大无比！这就是我对数据库范式的理解，你们觉得呢？。
《数据库范式》课件
BCNF范式
总结词
更严格的范式要求
详细描述
BCNF范式是比第三范式更严格的范式要求。它要求表中的每一个决定因素（决定哪些列的组合可以唯一确定一 行）都必须包含候选键（唯一标识一行数据的列）。这有助于进一步消除冗余数据和提高数据完整性。
第四范式（4NF）
总结词
消除多值依赖
总结词
提高数据独立性
详细描述
在关系型数据库设计中，范式理论用于指导数据库表的设 计，以减少数据冗余、维护数据一致性和完整性。
关系型数据库设计通常遵循第三范式（3NF）和BCNF范 式，通过规范化过程将数据分解为较小的、较简单的表， 并消除数据冗余和不一致性。
NoSQL数据库设计
NoSQL数据库是指非关系型 数据库，如MongoDB、 Cassandra、Redis等。
06
数据库范式的未来发 展
新兴的数据库技术
NoSQL数据库
随着大数据和云计算的兴起，NoSQL数据库逐渐成为主流 ，它们以非关系型数据存储和灵活的数据模型为特点，适 用于大规模数据和高并发场景。
NewSQL数据库
NewSQL数据库结合了关系型数据库的ACID特性和 NoSQL数据库的高扩展性，旨在提供高性能、可扩展和可 靠的数据存储解决方案。
02
数据库范式的基本原 则
第一范式（1NF）
总结词
确保列的原子性
总结词
消除重复行
详细描述
第一范式要求数据库表的每一列都是不可分割的 最小单元，即确保每列都是最小的数据单元。这 意味着在表中不能存在组合数据类型，如数组、 记录或枚举类型。
详细描述
第一范式还要求表中的每一行数据都是唯一的， 没有重复的行。如果有重复行，需要进一步分解 为多个行。
简述数据库设计3个范式的含义
数据库设计是指按照特定的规范和要求，对数据库的数据存储和管理进行规划和设计的过程。
数据库设计的三个范式是指数据库设计中的基本规范，其中第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）分别规定了数据库中的数据应该满足的标准和要求。
下面我们将简要介绍数据库设计的三个范式的含义。
一、第一范式（1NF）1. 第一范式是指数据库表中的所有字段都是不可再分的最小单元，即每个数据项都是不可再分的，不能再被分割为更小的数据项。
2. 数据库表中的每一列都是单一的值，不可再分。
3. 所有的字段都应该是原子性的，即不能再分。
4. 如果数据库表中的字段不满足第一范式的要求，就需要进行适当的调整和修改，使之满足第一范式的要求。
二、第二范式（2NF）1. 第二范式是指数据库表中的所有非主属性都完全依赖于全部主键。
2. 所谓主属性是指唯一标识一个记录的属性，而非主属性是指与主键相关的其他属性。
3. 如果一个表中的某些字段与主键没有直接关系，而是依赖于其他字段，则需要将这些字段拆分到另一个表中。
4. 通过将非主属性与主键分离，可以避免数据冗余和更新异常。
5. 第二范式要求数据库表中的数据项应该是唯一的，不可再分，且完全依赖于全部主键。
三、第三范式（3NF）1. 第三范式是指数据库表中的所有字段都不依赖于其他非主字段。
2. 也就是说，一个表中的字段之间应该相互独立，不应该存在字段之间的传递依赖关系。
3. 如果一个字段依赖于其他非主字段，则应该将其拆分到另一张表中，以避免数据冗余和更新异常。
4. 第三范式要求数据库表中的字段之间应该是独立的，不应该存在传递依赖关系。
数据库设计的三个范式分别规范了数据库表中数据的原子性、依赖性和独立性。
遵循这些范式可以有效地减少数据冗余和更新异常，提高数据库的数据完整性和稳定性。
在进行数据库设计时，设计人员应该严格遵循这些范式的要求，以确保数据库的高效性和可靠性。
众所周知，数据库设计的三个范式是设计和维护关系型数据库时非常重要的标准和指导原则。
数据库的三大范式例题
下面是数据库的三大范式的例题：
1. 第一范式（1NF）：
考虑一个学生表，包含以下字段：学生ID、姓名、性别、课程1、课程2、课程3。
这个表不符合第一范式，因为课程字段重复且可能存在多个值。
修复后的第一范式表应该将课程抽取出来，形成一个独立的课程表和学生表，以实现单一信息的存储。
学生表：
学生ID、姓名、性别
课程表：
学生ID、课程
2. 第二范式（2NF）：
考虑一个订单表，包含以下字段：订单ID、产品名称、产品分类、订单数量、单位价格、客户ID、客户姓名。
该表不符合第二范式，因为部分字段依赖于非码主键。
修复后的第二范式表应该将产品分类分离出来，与产品信息表关联。
订单表：
订单ID、产品ID、订单数量、单位价格、客户ID
产品信息表：
产品ID、产品名称、产品分类
客户表：
客户ID、客户姓名
3. 第三范式（3NF）：
考虑一个图书馆借阅记录表，包含以下字段：读者ID、读者姓名、图书ID、图书名称、图书作者。
该表不符合第三范式，因为图书作者字段依赖于非码主键。
修复后的第三范式表应该将图书作者分离出来，与图书信息表关联。
读者表：
读者ID、读者姓名
借阅记录表：
读者ID、图书ID
图书信息表：
图书ID、图书名称、图书作者
通过将冗余数据分离到不同的表中，并使用外键关联这些表，我们可以实现符合第一范式、第二范式和第三范式的数据库设计。
数据库范式名词解释
数据库范式名词解释
数据库范式是数据库设计中的一种理论，它基于离散数学中的知识，主要为了解决数据存储和优化的问题。
其核心目标是为了减少数据冗余，提高数据的一致性和完整性。
范式包括六种，从低到高依次是：第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）、第四范式(4NF)和第五范式（5NF，又称完美范式）。
其中，满足最低要求的范式是第一范式（1NF）。
第一范式（1NF）要求在关系模型中，所有的域都应该是原子性的，即数据库表的每一列都是不可分割的原子数据项，而不能是集合、数组、记录等非原子数据项。
如果实体中的某个属性有多个值时，必须拆分为不同的属性。
在符合第一范式（1NF）的表中，每个域值只能是实体的一个属性或一个属性的一部分。
简而言之，第一范式就是无重复的域。
数据库范式的主要作用是解决关系数据库中数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常问题。
通过应用数据库范式，可以避免数据冗余，减少数据库的存储空间，并降低维护数据完整性的成本。
数据库范式是关系数据库核心的技术之一，也是从事数据库开发人员必备知识。
数据库各范式的判定标准
数据库各范式的判定标准
数据库范式是关系型数据库设计中的一种理论，用于确保数据的完整性和减少数据冗余。
以下是常见的数据库范式及其判定标准：
1. 第一范式（1NF）：确保每列保持原子性，即列不能可分。
第一范式的合理遵循需要根据系统的实际需求来定。
2. 第二范式（2NF）：在满足第一范式的基础上，非主键列必须完全依赖于主键，不能只依赖于主键的一部分。
3. 第三范式（3NF）：在满足第二范式的基础上，任何列都不能依赖于其他非主键列。
4. 巴斯-科德范式（BCNF）：在满足第三范式的基础上，任何非主键列都不能依赖于非超键列。
除了以上常见的范式外，还有其他范式，如第四范式、第五范式等，这些范式都是在前三范式的基础上进行了更严格的约束。
在实践中，通常需要满足第三范式，以避免数据冗余和破坏数据的完整性。
然而，在某些情况下，为了提高查询效率，可能会适当地违反某些范式，例如适当的水平或垂直分表等。
因此，在设计数据库时，应该根据实际需求和实际情况进行综合考虑和折中，以满足业务需求的同时保证数据的完整性和减少冗余。
数据库表设计三范式
数据库表设计三范式
数据库表设计三范式是指在设计数据库表时，要遵循三个规范，以保证数据的一致性和减少冗余。
三个范式分别为第一范式、第二范式和第三范式。
第一范式（1NF）要求数据库表的每个字段都是原子性的，即不能再分解成更小的数据项。
例如，在一个订单表中，每个订单只应该包含一个客户信息，而不是将客户姓名、地址、电话等信息拆分到不同的字段中。
第二范式（2NF）要求数据库表中的每个非主键字段都与主键相关。
例如，在一个订单详情表中，每个订单详情都应该与唯一的订单编号相关联，而不是与客户信息或其他无关信息相关联。
第三范式（3NF）要求数据库表中的每个非主键字段都不能依赖于其他非主键字段。
例如，在一个顾客表中，顾客的姓名和邮件地址应该在不同的字段中存储，而不是将它们合并到一个字段中。
遵循这三个范式可以避免数据冗余和不一致，以提高数据库的性能和可靠性。
- 1 -。
数据库四大范式
数据库四⼤范式⼀、概念在创建⼀个数据库的过程中，必须依照⼀定的准则，这些准则被称为范式，从第⼀到第六共六个范式。
⼆、背景数据库的规范化（上⼀篇博客有写到）的程度不同，便有了这么多种范式。
数据库范式是数据库设计必不可少的知识，没有对范式的理解，就⽆法设计出⾼效率、优雅的数据库，甚⾄设计出错误误的数据库。
三、⽬标⼀般数据库设计只要遵循第⼀范式，第⼆范式，和第三范式就⾜够了，满⾜这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发⽣插⼊（insert）、删除（delete）和更新（update）操作异常。
使⽤正确的数据结构，不仅有助于对数据库进⾏相应的存取操作，还可以极⼤地简化应⽤程序中的其他内容(查询、窗体、报表、代码等)，按照“数据库规范化”对表进⾏设计，其⽬的就是减少数据库中的数据冗余，以增加数据的⼀致性。
四、概念1、候选键：唯⼀识别该表的属性或属性组。
⽽其任何、⼦集都不能再标识，则称该属性组为（超级码）候选码。
例如：在学⽣实体中，“学号”是能唯⼀的区分学⽣实体的，同时⼜假设“姓名”、“班级”的属性组合⾜以区分学⽣实体，那么{学号}和{姓名，班级}都是（超级码）候选码。
2、所谓依赖，就是函数依赖，就是映射。
可以⼀对⼀，可以⼀对多，可以多对多。
五、六⼤范式第⼀范式（1NF）：属性不可拆分或⽆重复的列⼀个属性不允许再分成多个属性来建⽴列。
事实上，在⽬前的DBMS中是不可能拆分属性的，因为他们不允许这么做。
如果出现重复的属性，就可能需要定义⼀个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为⼀对多关系。
第⼀范式的模式要求属性值不可再分裂成更⼩部分，即属性项不能是属性组合或是由⼀组属性构成。
简⽽⾔之，第⼀范式就是⽆重复的列。
例如，由“职⼯号”“姓名”“电话号码”组成的表(⼀个⼈可能有⼀部办公电话和⼀部移动电话)，这时将其规范化为1NF可以将电话号码分为“办公电话”和“移动电话”两个属性，即职⼯(职⼯号，姓名，办公电话，移动电话)。
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关系数据库设计范式介绍
.1 第一范式（1NF）无重复的列
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，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。
在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。
简而言之，第一范式就是无重复的列。
说明：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。
1.2 第二范式（2NF）属性完全依赖于主键[消除部分子函数依赖]
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。
例如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）要求实体的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，第二范式就是属性完全依赖于主键。
1.3 第三范式（3NF）属性不依赖于其它非主属性[消除传递依赖]
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（3N F）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。
II、范式应用实例剖析
下面以一个学校的学生系统为例分析说明，这几个范式的应用。
首先第一范式（1 NF）：数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。
这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。
在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。
因此，你想在现有的DBMS中设计出不符合第一范式的数据库都是不可能的。
首先我们确定一下要设计的内容包括那些。
学号、学生姓名、年龄、性别、课程、课程学分、系别、学科成绩，系办地址、系办电话等信息。
为了简单我们暂时只考虑这些字段信息。
我们对于这些信息，说关心的问题有如下几个方面。
学生有那些基本信息
学生选了那些课，成绩是什么
每个课的学分是多少
学生属于那个系，系的基本信息是什么。
2.1 第二范式（2NF）实例分析
首先我们考虑，把所有这些信息放到一个表中(学号，学生姓名、年龄、性别、课程、课程学分、系别、学科成绩，系办地址、系办电话)下面存在如下的依赖关系。
（学号）→ (姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)
(课程名称) → (学分)
（学号，课程）→ (学科成绩)
2.1.1 问题分析
因此不满足第二范式的要求，会产生如下问题
数据冗余：同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。
更新异常：
1)若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。
2)假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。
这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。
删除异常：假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。
但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。
很显然，这也会导致插入异常。
2.1.2 解决方案
把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：
学生：Student(学号，姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)；
课程：Course(课程名称, 学分)；
选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
2.2 第三范式（3NF）实例分析
接着看上面的学生表Student(学号，姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)，关键字为单一关键字"学号"，因为存在如下决定关系：
（学号）→ (姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)
但是还存在下面的决定关系
(学号) → (所在学院)→(学院地点, 学院电话)
即存在非关键字段"学院地点"、"学院电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。
它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况。
(数据的更新，删除异常这里就不分析了，可以参照2.1.1进行分析)
根据第三范式把学生关系表分为如下两个表就可以满足第三范式了：
学生：(学号, 姓名, 年龄, 性别，系别)；
系别：(系别, 系办地址、系办电话)。
总结
上面的数据库表就是符合I,II,III范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。