关系数据库三范式

Posted 2020-09-10 嗡嘛呢巴美吽舍

 

简单的说，

第一范式就是原子性，字段不可再分割；
第二范式就是属性完全依赖于主键，没有部分依赖；
第三范式就是没有传递依赖，属性不依赖于其它非主属性。

 

(1) 第一范式（1NF）

1NF的定义为：符合1NF的关系中的每个属性都不可再分。下表所示的情况，就不符合1NF的要求。

 1NF是所有关系型数据库的最基本要求，也就是说，只要在RDBMS中已经存在的数据表，一定是符合1NF的。如下表所示：

 

(2) 第二范式（2NF）

2NF的定义为：在1NF的基础之上，消除了非主属性对于码的部分函数依赖。   例如： 对于下仅仅符合1NF的下表

仍会存在一些问题：

数据冗余过大： 学号、姓名、系名、系主任这些数据重复多次。每个系与对应的系主任的数据也重复多次

插入异常:  假如学校3月份新建了一个系，等到8月份才招生，那么无法将系名与系主任的数据单独地添加到数据表中去

删除异常: 假如将某个系中所有学生相关的记录都删除，那么所有系与系主任的数据也就随之消失了

修改异常: 假如李小明转系到法律系，那么为了保证数据库中数据的一致性，需要修改三条记录中系与系主任的数据

改进后如下：

 

(3) 第三范式（3NF）

3NF的定义为：在2NF的基础之上，消除了非主属性对于码的传递函数依赖。

仅仅符合2NF的要求，很多情况下还是不够的，原因在于仍然存在非主属性(系主任)对于码(学号)的传递函数依赖。改进后如下：

改进：

删除某个系中所有的学生记录，该系的信息不会丢失。

插入一个尚无学生的新系的信息。因为系表与学生表目前是独立的两张表，所以不影响。

数据冗余更加少了。

 

(4)  函数关系依赖

 以上已经表达了三种范式的差别。  下面再从函数关系依赖说明，1NF -> 2NF -> 3NF 逐步规范的过程：

             

 

(5) 名次解释

1. 函数依赖： 若在一张表中，在属性（或属性组）X的值确定的情况下，必定能确定属性Y的值，那么就可以说Y函数依赖于X，写作 X → Y。

例如： 系名 → 系主任， （学号，课名） → 分数

 

2. 完全函数依赖： 在一张表中，若 X → Y，且对于 X 的任何一个真子集（假如属性组 X 包含超过一个属性的话），X \' → Y 不成立，那么我们称 Y 对于 X 完全函数依赖，记作：

例如： 学号 F→ 姓名，  （学号，课名） F→ 分数   （F在箭头上边。。。）

 

3.部分函数依赖： 假如 Y 函数依赖于 X，但同时 Y 并不完全函数依赖于 X，那么我们就称 Y 部分函数依赖于 X，

记作

例如： （学号，课名） P→ 姓名  （P在箭头上边。。。）

 

4.传递函数依赖：假如 Z 函数依赖于 Y，且 Y 函数依赖于 X （严格来说还有一个X 不包含于Y，且 Y 不函数依赖于Z的前提条件），那么我们就称 Z 传递函数依赖于 X ，

记作

 

5. 码：  设 K 为某表中的一个属性或属性组，若除 K 之外的所有属性都完全函数依赖于 K，那么我们称 K 为候选码，简称为码。

一张表中可以有超过一个码。通常选择其中的一个码作为主码。

例如：（学号、课名）这个属性组就是码。  我们可以理解为：假如当 K 确定的情况下，该表除 K 之外的所有属性的值也就随之确定，那么 K 就是码。 

 

(6) 一道习题

已知关系模式R(A, B, C, D, E)及其上的函数依赖集F={A->D, E->D, D->B, BC->D, DC->A} , 求满足3NF的关系模式。

A.  ｛AB, BCD, ADE｝

B.  ｛CE， DE， BCD，ACD｝

C.  ｛AC， BD，ACD，DE｝

D.  ｛ADE， AC， CD， BC｝

 

因为A－>D, E->D，故ADE是有传递依赖，不符合3NF， 所以选项A，D不对；

因为拆出来的表里要么全是主键，要么必须存在依赖关系，而AC没有依赖关系，且AC也不是候选码，所以C不对；

答案是B。

 

ref： 

https://www.zhihu.com/question/24696366/answer/29189700

http://aijuans.iteye.com/blog/1629645