关系数据库的几种设计范式

Question

谁能简单易懂的帮我介绍一下关系数据库的几种设计范式

Answer 1

.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唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。
　　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，以存储各个实例的唯一标识。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（3NF）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。第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。

Answer 2

原文地址: http://blog.csdn.net/fantasylu/archive/2004/07/20/45794.aspx
注:
表在定义中被称为关系,记作R
字段在定义中被称作属性
模式:数据库中有三种模式,外模式,内模式,模式
粗体是关键字的意思
斜体为外键

第一范式
定义：如果关系R 中所有属性的值域都是单纯域，那么关系模式R是第一范式的
那么符合第一模式的特点就有
1)有主关键字
2)主键不能为空，
3)主键不能重复,
4)字段不可以再分
例如：
StudyNo | Name | Sex | Contact
20040901 john Male Email:[email protected],phone:222456
20040901 mary famale email:[email protected] phone:123455
以上的表就不符合，第一范式：主键重复(实际中数据库不允许重复的)，而且Contact字段可以再分
所以变更为正确的是
StudyNo | Name | Sex | Email | Phone
20040901 john Male [email protected] 222456
20040902 mary famale [email protected] 123455

第二范式：
定义：如果关系模式R是第一范式的，而且关系中每一个非主属性不部分依赖于主键，称R是第二范式的。
所以第二范式的主要任务就是
满足第一范式的前提下，消除部分函数依赖。
StudyNo | Name | Sex | Email | Phone | ClassNo | ClassAddress
01 john Male [email protected] 222456 200401 A楼2
02 mary famale [email protected] 123455 200402 A楼3
这个表完全满足于第一范式,
主键由StudyNo和ClassNo组成，这样才能定位到指定行
但是,ClassAddress部分依赖于关键字(ClassNo-〉ClassAddress),
所以要变为两个表
表一
StudyNo | Name | Sex | Email | Phone | ClassNo
01 john Male [email protected] 222456 200401
02 mary famale [email protected] 123455 200402
表二
ClassNo | ClassAddress
200401 A楼2
200402 A楼3

第三范式：
满足第二范式的前提下，消除传递依赖。
例:
StudyNo | Name | Sex | Email | bounsLevel | bouns
20040901 john Male [email protected] 优秀 $1000
20040902 mary famale [email protected] 良 $600
这个完全满足了第二范式,但是bounsLevel和bouns存在传递依赖
更改为：
StudyNo | Name | Sex | Email | bouunsNo
20040901 john Male [email protected] 1
20040902 mary famale [email protected] 2
bounsNo | bounsLevel | bouns
1 优秀 $1000
2 良 $600
这里我比较喜欢用bounsNo作为主键，
基于两个原因
1）不要用字符作为主键。可能有人说：如果我的等级一开始就用数值就代替呢？
2）但是如果等级名称更改了，不叫 1，2 ，3或优、良，这样就可以方便更改，所以我一般优先使用与业务无关的字段作为关键字。

一般满足前三个范式就可以避免数据冗余。

第四范式：
主要任务：满足第三范式的前提下，消除多值依赖
product | agent | factory
Car A1 F1
Bus A1 F2
Car A2 F2
在这里，Car的定位，必须由 agent 和 Factory才能得到（所以主键由agent和factory组成）,可以通过 product依赖了agent和factory两个属性
所以正确的是
表1 表2：
product | agent factory | product
Car A1 F1 Car
Bus A1 F2 Car
Car A2 F2 Bus

第五范式：
定义: 如果关系模式R中的每一个连接依赖, 都是由R的候选键所蕴含, 称R是第五范式的
看到定义，就知道是要消除连接依赖,并且必须保证数据完整
例子
A | B | C
a1 b1 c1
a2 b1 c2
a1 b2 c1
a2 b2 c2
如果要定位到特定行，必须三个属性都为关键字。
所以关系要变为 三个关系，分别是A 和B,B和C ，C和A
如下：
表1 表2 表3
A | B B | C C | A
a1 b1 b1 c1 c1 a1
a1 b2 b1 c2 c1 a2

范式可以避免数据冗余，减少数据库的空间，减轻维护数据完整性的麻烦，但是操作难，因为需要联系多个表才能得到所需要数据，而且越高范式性能就会越差。要权衡是否使用更高范式是比较麻烦。
一般我在做项目中都，用得最多的也就是第三范式，我认为使用到第三范式也就足够了，性能好
而且方便管理数据