一、范式

关系模式的规范化标准，达到范式的关系才是规范化的。

1-1、目前有6种范式：

• 第一范式：1NF；（满足最低要求）
• 第二范式：2NF；（在第一范式的基础上进一步的满足一些要求）
• 第三范式：3NF；
• BC范式：BCNF；
• 第四范式：4NF；
• 第五范式：5NF；

各范式之间存在的联系：

 

 

1-2、规范化

一个第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的集合。这个过程叫做规范化。

判断范式，第一步：求出候选码，并将主属性、非主属性分开。

1-3、第一范式

1NF——>2NF，要解决部分函数依赖。 

反例：

改进方式：

 

1-3-1、数据冗余 

示例：表中学生信息重复

1-3-2、更新异常

1、修改异常

基于数据冗余引起的修改异常。

2、插入异常

理应能插入的信息，实际却不能插入，如下所示：

实体完整性约束：

关系中，主码的值不能为空或部分为空，多个属性构成的主码，不能部分为空。

此时，若是只想在表中插入课程信息：课程号、课程名，则会破坏实体完整性。因为学生信息为空。但是一般的逻辑是：先有课程，再让学生选择课程。

3、删除异常

 把不该删除的数据删除了，如下所示：

若是只想删除课程信息，却把与之相关的学生信息也删除了。

1-4、第二范式

【回顾】：

第一范式存在的问题：

        部分函数依赖。

部分函数依赖，导致的结果：

数据冗余、更新异常（插入、删除、修改）

第一范式，消除部分函数依赖的问题，得到：第二范式。

1-4-1、第二范式的定义

示例：

 问题的解决：规范化，即：分解。

1-4-2、关系模式的分解

将一个关系模式分解为多个关系模式，相应的，原来存储在一个二维表中的数据就要分散到多个二维表中。要使这个分解有意义，起码要求：后者不能丢失前者的信息（无论是表，还是关系，都不能丢失）

1-4-3、消除部分函数依赖

示例：

此时R1，R2，R3符合第二范式的定义。 

单个属性作为候选码的时候，不存在部分函数依赖。

候选码为属性组合的时候，存在部分函数依赖。

1-4-4、第二范式存在的问题

属于2NF的关系模式R也存在问题：数据冗余、更新异常。

因为：传递函数依赖。

示例：

此时，R1存在的传递函数依赖，如下：

1、R1的数据冗余问题：

若是多个学生都属于同一个学院，则：学院信息和院长信息会重复多次。

2、R1的更新异常问题 

2-1、修改异常

若是R1中要修改周八院长的信息，则需要修改多次，可能导致一部分数据修改，一部分没有修改，则会出现修改的不一致性。

2-2、插入异常

若是只想新增一个学员信息：学院、院长，但是没有学生信息，则不能插入，因为R1中学号是主键。

 

2-3、删除异常

若是只是删除学生信息，或是，只是删除学员信息，关联的学院或学生信息都会被删除，这是不恰当的。

第二范式，规范化（关系模式的分解），消除传递函数依赖， 得到：第三范式。

1-5、第三范式

1-5-1、第三范式的定义

1-5-2、消除传递函数依赖

示例：R1

 

将R1中的院长拆分出去，此时关系：学号——>院长、学院——>院长也从R1中删除了。

保留关系：学院——>院长（若是保留学号——>院长，则还是存在传递依赖。）

以上，是R1中存在单个传递函数依赖问题的解决；若是R1中存在多个传递函数依赖呢？如下所示： 

 

此时将人数属性也放到新的分解表中：

 

也就是说，若是存在如下情况的传递函数依赖：

X——>Y，Y——>Z1， Y——>Z2，Y——>Z3

此时，将Y、Z1、Z2、Z3都放到新的分解表中。

分解完成后，符合第三范式的示例：

此时，所有的表中，都满足：

1、非主属性，完全依赖于，主属性；

2、非主属性，非传递依赖于，主属性。

1-5-3、第三范式存在的问题

属于第三范式的关系模式R可能存在：主属性对码的部分函数依赖、传递依赖。

不属于第三范式的关系模式R可能存在：非主属性对码的部分函数依赖、传递依赖。

示例：（前提：每个书店只有1名店长，每个店长只在一个书店）

由此可得：

 

先求候选码，再由此得到主属性、非主属性。 

 

第一范式：R中每个属性A的值域只包含原子项。 

第二范式：每个非主属性，都完全依赖于，候选码。

第三范式：每个非主属性，都非传递依赖于，候选码。

由此可知，改表格符合第三范式。

 

1、数据冗余

若是书店1有100本不同的书，则店长张三的姓名要重复100次。

有了数据冗余，就有更新异常。

2、更新异常

2-1、修改异常

修改店长张三的值，修改不彻底，导致数据的不一致性。

2-2、插入异常

此时，有2个主码，三个主属性。

若是只想插入书店的信息，没有店长和图书信息，则不能添加。

2-3、删除异常

想要删除一本书的信息，对应的这条数据整个删除后，店长和书店的信息也没有了。

出现这些问题的原因：主属性对码的部分函数依赖、传递依赖。

示例：

 

书店，依赖于店长，店长是候选码（店长，图书）的部分；

店长，依赖于书店，书店是候选码（书店，图书）的部分。

解决方式：第三范式，消除主属性对码的部分函数依赖、传递依赖，升级到：BC范式。

1-6、BC范式

1-6-1、BC范式的定义

一个满足BC范式的关系模式，有如下特点：

一个满足BC范式的关系模式R已消除了插入和删除异常。

1-6-2、消除主属性对码的部分函数依赖、传递依赖

1-7、多值依赖和第四范式

1-7-1、多值依赖 

示例：

一门课程，对应多个任课老师；

一门课程，对应多本参考书；

1-7-2、第四范式的定义

看到多值依赖，想到第四范式；（考的极少，简单了解即可）