数据库设计 - 数据库范式举例理解应用?

Question

数据库三范式

三范式详细内容

Answer 1

关系数据库设计理论

Answer 2

1.第一范式(1NF)
表中各字段不可再分
eg:学生信息表

在此表中，可以看到联系方式一列又分为qq,微信，不符合第一范式
解决：如下图

2.第二范式(2NF)
不存在非关键字段对关键字段的部分依赖
eg:

这张表中，学号和课程编号为联合主键，即为关键字段，其他为非关键字段，通过学号，可以查出姓名，年龄，，通过课程编号，可以查出课程名称，存在非关键字段对关键字段的部分依赖，不符合第二范式
解决：将各主键单独列出来，再将组合的主键列出来(三张表)
1.
2.
3.
3.第三范式(3NF)
不存在非关键字段的传递依赖
eg:

此表中学号为主键，学号可以确定这个学生在哪个学院，学院编号依赖PK，学院编号有唯一确定学院名称，存在传递依赖，所以不符合第三范式
解决：将关键字段和被依赖的非关键字段分别作为主键，依次检查所有的非关键字段的依赖关系
1.
2.

Answer 3

数据库范式（Database Normalization）是关系型数据库设计的基础理论，用于指导如何构建无冗余和结构良好的数据库。三范式是数学定理在数据库设计中的应用，它们分别是：

1. 第一范式（1NF）:

* **定义**：每个列都不可再分，即列中存储的都是原子值，不可再分的数据项。* **理解**：在关系型数据库中，每个字段都应该只包含一个值，不应该有集合、数组或记录等复杂的数据结构。* **举例**：假设有一个字段用于存储用户的地址，它包含了省、市、区和详细地址等多个信息。这违反了1NF，应该将这个字段拆分为多个字段，如`province`、`city`、`district`和`address`。

2. 第二范式（2NF）:

* **定义**：满足第一范式，并且每个表只描述一件事情。即每个非主属性都完全函数依赖于整个主键。* **理解**：如果一个表有一个复合主键，则该表的每一个非主属性都应该依赖于这个复合主键的整个部分，而不仅仅是部分。* **举例**：考虑一个订单明细表，其中有一个复合主键（订单ID，产品ID）。如果只有订单ID决定了某些列（如订单日期、客户名等），而产品ID决定了其他列（如产品名称、价格等），那么这个表就违反了2NF。应该将这个表拆分为两个表：订单表和产品表。

3. 第三范式（3NF）:

* **定义**：满足第二范式，并且非主属性之间没有传递依赖。即非主属性不应该依赖于其他非主属性。* **理解**：如果一个非主属性依赖于另一个非主属性，那么这个表就违反了3NF。* **举例**：考虑一个员工表，其中有一个字段是员工的部门名称，而这个部门名称是由另一个表的部门ID决定的。这就是一个传递依赖，因为员工表依赖于部门ID，而部门ID又决定了部门名称。为了满足3NF，应该删除员工表中的部门名称字段，并在需要时通过连接操作从部门表中获取。

通过遵循三范式，可以确保数据库的结构清晰、冗余度低，并且易于维护。然而，在某些情况下，为了查询性能和其他的优化，设计者可能会故意违反三范式。这种情况下，设计者需要仔细权衡规范化的好处和潜在的缺点，并做出明智的决策。