第4章 范式理论
数据库设计中的范式理论
数据库设计中的范式理论数据库是当今信息技术领域中最为重要的组成部分之一，而数据库的设计则是数据库系统中最为核心的部分。
在数据库设计中，范式理论是最为重要的基础理论之一。
范式理论主要是用来规范数据库中数据的存储方式，以达到数据冗余最小化的目的。
本文将从范式的概念、范式的种类以及它们之间的关系来详细探讨数据库设计中的范式理论。
一、范式的概念范式是数据库设计中最为重要的一个概念。
范式是一个规范，它定义了数据库中数据的存储方式。
它描述了如何将数据有效地组织在数据库表中，从而使得数据在存储、查询、更新等方面都更加高效。
范式的主要目的是降低数据冗余和维护数据一致性。
二、范式的种类根据数据中存在的依赖关系，范式分为第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）、巴斯-科德范式（BCNF）等。
1. 第一范式（1NF）第一范式（1NF）是最基本的范式。
它要求所有字段都是原子性的，即所有字段不能再分解成更小的数据项。
此外，1NF 还要求每个字段的值都是不可重复的。
在1NF 中，每个属性都具有原子性，即一个属性不能分解为其他属性。
如果一个属性具有可分解性，就需要将其分解为两个或多个单一属性。
2. 第二范式（2NF）第二范式（2NF）是在1NF 的基础上得出的。
2NF 要求数据库表中的每个非主键属性都完全依赖于主键，而不是仅依赖于主键的某个子集。
如果没有与主键存在部分依赖，数据库表就是符合2NF 的。
3. 第三范式（3NF）在2NF 的基础上有一种范式叫做第三范式（3NF）。
3NF 要求数据库表中的每个非主键属性都不传递依赖于主键。
如果一个非主键属性依赖于另一个非主键属性，那么应将其作为另一个表中的属性。
4. 巴斯-科德范式（BCNF）巴斯-科德范式（BCNF）是比3NF 更为严格的范式。
在BCNF 中，对于任何一个函数依赖关系X->Y，要么X是一个超码，要么Y是X的子集。
换句话说，BCNF 要求表中的所有列都依赖于主键，且不存在主键的任何非超码属性。
范式理论
一是重复存储职工号和姓名。这样，关键字只能是电话号码。
二是职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性
三是职工号为关键字，但强制每条记录只能有一个电话号码。
以上三个方法，第一种方法最不可取，按实际情况选取后两种情况。
第二范式（2NF）：如果关系模式R（U，F）中的所有非主属性都完全依赖于任意一个候选关键字，则称关系R 是属于第二范式的。
方法：将关系模式投影分解成两个或两个以上的关系模式。
要求：分解后的关系模式集合应当与原关系模式等价，即经过自然联接可以恢复原关系而不丢失信息，并保持属性间合理的联系。
注意：一个关系模式结这分解可以得到不同关系模式集合，也就是说分解方法不是唯一的。最小冗余的要求必须以分解后的数据库能够表达原来数据库所有信息为前提来实现。其根本目标是节省存储空间，避免数据不一致性，提高对关系的操作效率，同时满足应用需求。实际上，并不一定要求全部模式都达到BCNF不可。有时故意保留部分冗余可能更方便数据查询。尤其对于那些更新频度不高，查询频度极高的数据库系统更是如此。
关系数据库设计之时是要遵守一定的规则的。尤其是数据库设计范式 现简单介绍1NF（第一范式），2NF（第二范式），3NF（第三范式）和BCNF，另有第四范式和第五范式留到以后再介绍。 在你设计数据库之时，若能符合这几个范式，你就是数据库设计的高手。
数据库设计中的范式理论解读
数据库设计中的范式理论解读在数据库设计中，范式理论是一个重要的概念，它帮助我们规范化数据库结构，提高数据的一致性和可靠性。
本文将解读数据库设计中的范式理论，探讨其原理和应用。
一、范式理论概述范式理论是数据库设计中的一种规范化方法，旨在消除数据冗余和数据不一致性。
它通过将数据库分解为多个关系表，并定义一系列规则来确保数据的完整性和一致性。
范式理论主要包括一至五个范式，每个范式都有不同的要求和优势。
二、第一范式（1NF）第一范式是范式理论的基础，它要求数据库中的每个属性都是原子性的，即不可再分解的。
这意味着每个属性只能包含一个值，而不能包含多个值或者集合。
例如，如果我们设计一个学生表，那么学生姓名应该是一个属性，而不是一个包含多个姓名的属性。
第一范式的应用可以避免数据冗余和数据不一致性，提高数据的可靠性和一致性。
同时，它也为后续的范式提供了基础。
三、第二范式（2NF）第二范式要求数据库中的每个非主属性完全依赖于主键。
简而言之，就是要求非主属性不能部分依赖于主键，而是必须完全依赖于主键。
如果存在部分依赖的情况，应该将其拆分为多个表，以满足第二范式的要求。
例如，如果我们设计一个订单表，其中包含订单号、商品名称和商品价格等属性。
如果商品价格只依赖于商品名称，而不依赖于订单号，那么就存在部分依赖的情况。
为了满足第二范式，我们可以将商品名称和商品价格拆分为一个独立的商品表，使其依赖于商品编号。
第二范式的应用可以减少数据冗余和数据不一致性，提高数据的可靠性和一致性。
它进一步规范了数据库的结构，使得数据更加清晰和易于管理。
四、第三范式（3NF）第三范式要求数据库中的每个非主属性不传递依赖于主键。
简而言之，就是要求非主属性不能依赖于其他非主属性，而是必须直接依赖于主键。
如果存在传递依赖的情况，应该将其拆分为多个表，以满足第三范式的要求。
例如，如果我们设计一个员工表，其中包含员工编号、部门名称和部门经理等属性。
如果部门经理依赖于部门名称，而部门名称又依赖于员工编号，那么就存在传递依赖的情况。
数据库设计中的范式理论解析
数据库设计中的范式理论解析在数据库设计中，范式理论起着至关重要的作用。
范式是用于规范数据库中关系模式的一组准则，旨在减少数据冗余，并确保数据的一致性和完整性。
本文将解析数据库设计中的范式理论，详细介绍不同范式的要求和优势。
1. 第一范式（1NF）第一范式要求每个属性都是原子性的，不可再分。
也就是说，数据库中的每个列都应该是不能再分的单一数据项。
例如，如果一个表中有一个“姓名”字段，那么该字段不能包含多个姓名。
1NF的优势在于提供了最基本的数据结构，确保了数据项之间的唯一性。
2. 第二范式（2NF）第二范式建立在第一范式的基础上，进一步要求表中的非主键属性完全依赖于主键。
也就是说，数据库中的每个非主键列必须完全依赖于主键，而不能只依赖于主键的一部分。
2NF的优势是消除了冗余数据，减少了数据的插入、更新和删除操作的复杂性。
3. 第三范式（3NF）第三范式要求表中的非主键属性不依赖于其他非主键属性。
也就是说，一个表中的每个非主键列都只应该依赖于主键和其他非主键列。
3NF的优势在于提高了数据的一致性和可靠性，避免了数据冗余、插入异常和更新异常。
4. 泛化和反范式设计泛化是指将一组相关的实体抽象成一个更高级别的通用实体。
通过泛化，可以减少数据冗余，并简化复杂的数据模型。
但是，过度的泛化可能导致数据丢失和查询性能下降。
反范式设计是在特定情况下，为了提高查询性能而违反范式的规则。
反范式设计可能包括冗余数据和非完全依赖的属性。
虽然反范式设计可以提高查询性能，但也增加了数据一致性的风险。
5. 范式理论的选择在实际的数据库设计中，选择合适的范式是一个权衡和综合考虑的过程。
较低范式（如1NF或2NF）可能导致更高的数据冗余，但提供了更快的查询性能。
较高范式（如3NF）可以减少冗余，但也要求更复杂的查询。
因此，根据实际需求和性能要求，可以根据具体情况选择合适的范式。
在设计过程中，我们可以根据表的复杂性和关系之间的依赖关系来决定使用哪个范式。
请阐述库恩的范式理论,并进行分析和评价
请阐述库恩的范式理论,并进行分析和评价库恩（Kuhn）的范式理论，是一种影响20世纪科学思想和研究方法论的重要理论，它指出了科学的发展规律，以及如何在科学发展中推动模式的变迁。
范式理论几乎塑造了当代科学的构建，并且今天仍然是科学发展研究的一个重要参照点，也是科学研究者们必须熟悉的一部分。
库恩把科学发展定义为一种模式变迁，而组成这一模式变迁的最重要元素，恰恰就是“范式”（paradigm）。
范式就是一个科学概念解释和理论结构系统，它提供了一套语言、发现方法和结果的解释框架，以便科学家研究特定领域的物质现象，并完成更多的发现。
范式的形成不仅使科学家们从“迷失的茫茫大海”中重新获得了“安慰”，而且使科学研究的进程得以规范化、有序地推进。
在库恩看来，一个范式具有三大基本要素：语言要素、实践要素和体系要素。
语言要素包括特定领域的术语和表达方式；实践要素包括对某个特定领域的实践方法，如实验、观察、记录、研究等；体系要素则指范式的本质，它集中表达了科学家在特定领域的想法和观点，以及如何解释科学现象。
在范式理论中，库恩认为，科学研究应该以有序的步骤进行，在每一个步骤中，科学家应该坚持实践、观察、发现、论证、改革、加强等，在实践和论证的过程中，科学家应该有创造新理论的勇气，而在改革、加强的过程中，科学家应该领悟原有的理论，以便进行深入的探究和研究。
正是在这种有序的理论环境中，范式的改革得以实现，新的范式也可以被建立。
另外，库恩的范式理论也强调，每一个范式的形成、发展和变迁，都伴随着强烈的群体性，也就是科学家们之间的思维趋同。
也就是说，科学家们思考、研究和发现的过程，都会受到某种影响，超越了个体本身，即形成了一种群体性解释和行为模式。
综上所述，库恩的范式理论影响了当代科学研究，它为科学发现和模式变迁提供了一套理论框架，起到了实施科学发展的重要作用。
范式理论的最大特点是，从形成一个范式的发现，到改造一个范式的发展，都给科学家们提供了一个范式化的过程，从而有效地推动了科学研究的发展。
范式理论——精选推荐
范式理论范式理论00001. 中医、西医与爱因斯坦2. 什么是“范式”？3. 科学革命1.与其说我是物理学家，不如说我是哲学家——爱因斯坦爱因斯坦引领的近代物理学革命颠覆了牛顿时空观，颠覆了以往人类对物质世界的认知。
当物理革命取得巨大成功之后，哲家们也对什么是“科学”进行了深刻反思。
美国科学哲学家托马斯·库恩用于剖析“科学革命”的“范式理论”，也就在这一时代背景下应运而生，成为最具影响力的科学哲学流派。
库恩学说不同于以往科学哲学之处在于，他试图从科学家的心理习惯及学术团体集体行为角度，来解释科学史上发生的那些重大变革。
而这些心理习惯、集体行为方式也普遍存在于各种学术领域的研究者身上，因此库恩学说远远超越了科学哲学的范围，无论是社会学、心理学还是美学、文学，几乎所有学科的学者都频频引用库恩理论分析自身学科的发展，因此美国哲学家理查德·罗蒂将库恩誉为“二战之后最具影响力的以英文写作的哲学家”。
同样，库恩理论也可以用来分析中医，尤其当中医四面楚歌，需要一场巨大变革来突破现在的困境时候，用“科学革命”理论来思考中医的过去与未来，应当获得很多有益的结论。
本书的主旨，就希望以《黄帝内经》为主线索，用通俗的方式勾勒出中医体系的概貌，为不同知识背景的读者展现出中医“范式”的主要特点，让更多的人加入到对这份人类共同遗产的思考与讨论中去。
另一方面，现代人越来越难接纳中医，一个重要原因是中医的理论、思想、方法与现代医学格格不入，当西方科学深刻改变了我们生活方式的时候，现代医学观念也借助着“科学”的巨大影响力扎根在越来越多人的头脑之中，人们对中医的偏见也随之日渐加深。
对此，我曾在一个微博网上看到一段精彩的评论说道：“西医的解释体系和科学可以平滑对接，中医则找不到接口，所以，与其说相信西医这只狐，不如说是因为相信西医背后的科学大老虎”。
然而现代科学的成功并不等同于现代医学的成功，在本书的讨论中我们将看到，“还原论”是整个西方科学的思想基石，它也正是主导西方医学发展的核心观念，但“还原论”的局限性使得现代医学发展面临着巨大困境。
数据库范式理论
数据库范式理论数据库范式理论是设计和组织关系型数据库的基础理论之一。
它的目标是消除数据冗余和数据不一致，提高数据库的数据可靠性和一致性。
范式理论通过将数据分解为更小的关系，使每个关系都具有确定的目的和属性集合，从而达到数据的最优化组织和存储。
1. 第一范式（1NF）第一范式是数据库范式理论的基础，要求数据库表中的每个属性都是原子性的，不可再分。
每个属性必须是单一的值，不允许重复或多个值。
例如，如果一个学生表中的电话号码属性包含多个号码，就不符合第一范式。
2. 第二范式（2NF）第二范式要求关系表中的非主属性完全依赖于候选码，而不是依赖于候选码的一部分。
换句话说，每个非主属性必须完全依赖于候选码。
通过将数据拆分成多个表，并通过外键关联这些表，可以满足第二范式的要求。
3. 第三范式（3NF）第三范式要求关系表中的非主属性不依赖于其他非主属性，而是只依赖于候选码。
换句话说，所有非主属性之间应该是互相独立的。
通过进一步拆分数据，将非主属性存储在与其相关的表中，可以满足第三范式的要求。
4. 巴斯-科德范式（BCNF）巴斯-科德范式是范式理论的进一步扩展，它要求关系表中的所有属性都必须直接依赖于候选码，而不能依赖于其他非主属性。
这种范式可以进一步减少数据冗余，提高数据存储的效率和一致性。
范式理论的应用对于数据库设计和性能优化非常重要。
根据实际情况和需求，设计人员可以根据具体的业务逻辑选择合适的范式级别。
过高的范式级别可能导致数据拆分过于细致，增加数据查询和维护的复杂性，而过低的范式级别可能导致数据冗余和更新异常。
除了基本的范式理论，还有其他相关的理论和方法可以用于数据库设计和优化，如反范式化、索引的设计和优化等。
合理应用这些理论和方法，可以提高数据库的性能、可扩展性和安全性。
总结：数据库范式理论是关系型数据库设计和组织的基础理论，通过将数据分解为更小的关系表，消除数据冗余和不一致，提高数据库的数据可靠性和一致性。
简述库恩的“范式”理论
简述库恩的“范式”理论托马斯·库恩（Thomas Kuhn）是一个著名的科学哲学家和历史学家。
他的重要贡献是提出了“范式”这一概念，极大地影响了理解科学研究的方式。
本文将对库恩的“范式”理论进行简述。
一、范式的定义在库恩的理论中，“范式”被定义为一种普遍认可的科学理论、方法和实践模式的集合。
范式决定了科学研究的方向、重点和目标，形成了一个科学共同体的共识。
二、范式的性质1. 范式是与时代和文化相关的范式是根据特定的历史和文化条件形成的。
不同文化和历史条件下，科学范式也会发生变化。
2. 范式是以共识为基础的范式建立在科学共同体的特定共识上，并被大多数科学实践者所接受。
3. 范式对新理论的接受有明显的影响范式对科学实践者的思维方式、理解和接受新理论的标准有很大的影响。
新理论必须符合现行的范式，才能被科学共同体所认可。
4. 范式对科学方向的指引起重要作用范式导致科学研究的共同方向和目标。
科学实践者必须遵循范式中规定的方法和理论，才能推进科学研究的进程。
三、范式的转变1. 范式内的危机当一个范式面临无法解决的问题时，就会出现内部危机。
范式内的危机是科学共同体内部自我生成、自我解决的问题。
2. 范式间的危机当新的范式与现有范式不兼容时，就会出现范式间的危机。
这种危机会导致科学化危机（当科学家们试图在不同的范式之间交流时无法理解彼此的观点和方法）。
3. 范式的转变当一个新的范式被大多数科学实践者所接受时，范式的转变就发生了。
范式的转变往往与科学革命和新的科学进程相关。
四、范式的应用1. 展示科学研究中的置信和假定科学范式体现了科学研究中的置信和假定。
科学研究者必须明确地了解这些置信和假定，以确定科学研究的方向和目标。
2. 微分不同领域和文化中的科学实践科学研究是不同领域和文化中的科学实践累积的结果。
了解和比较不同领域和文化中的范式可以帮助我们更好地理解科学研究和社会文化之间的关系。
3. 设计教学和研究策略科学教育和研究策略应该考虑到范式的作用。
第4章 关系规范化理论
t
4.3
范式和规范化方法
4.3
范式和规范化方法
范式（Normal Forms，NF）的概念是E.F.Codd在
1971年提出的。1971—1972年，E.F.Codd提出了1NF、
2NF与3NF。1974年，Codd与Boyce又共同提出了 BCNF。1976年，Fagin提出了4NF，后来又有人提出了 5NF。在这些范式中，最重要的是3NF和BCNF，它们是 进行规范化的主要目标，基本保证了防止冗余问题和异常
【例4-7】 分析关系模式T(Tno, Tname, Tsex)中，各属性 分别代表教师号、教师姓名、性别。
解：T只有一个主键Tno，没有任何属性对Tno部分依赖或
传递依赖，所以T↔3NF。同时Tno是T中唯一的决定因素， 所以T↔BCNF。
4.3.4 BCNF
【例4-8】 分析关系模式STC(S, T, C)中，S表示学生，T表 示教师，C表示课程。每一教师只教一门课。
【例4-5】 分解例4-4中的关系S1，使其满足3NF的要求。
解：在关系S1中，院长（Dean）传递函数依赖于学号（Sno），即Sno Dean，所以S1不属于3NF。
将关系S1(Sno, Sname, Ssex, Sdept, Dean)进一步分解，消除传递依赖。 分解步骤如下：
（1）对于不是候选键的每个决定因素，从关系中删除依赖它的所有属性。 在关系S1中，学院（Sdept）不是候选键，但却是决定因素，从关系S1 中删除依赖它的属性院长（Dean），得到新的关系S11(Sno, Sname, Ssex, Sdept)。 （2）新建一个关系，该关系中包含原关系中不是候选键的决定因素以及 所有依赖该决定因素的属性，并将决定因素作为该关系的主键。对于关系 S1，新建的关系为S12(Sdept, Dean)，主键为Sdept。 关系S1分解后消除了传递函数依赖，因此S11和S12都满足3NF。
数据库设计中的范式理论及其实际应用
数据库设计中的范式理论及其实际应用数据库设计是计算机科学中非常重要的一部分，在现代化信息系统中占据着核心地位。
在数据库设计中，范式是一个非常重要的概念。
范式是设计关系数据库时用于检验和修正数据设计的一组理论原则，数据库范式指的是规范化在关系数据库中的规则集合。
范式由第一范式，第二范式、第三范式、BC范式等多种范式组成，每一种范式都有其独特的特点和应用场景。
第一范式（1NF）: 消除字段的重复性。
例如，如果存储了学生的姓名和地址，则应使用 2 个表，一个用于存储学生信息，例如学生号码和姓名，另一个用于存储地址信息。
第二范式(2NF): 消除非主属性对非码属性的部分依赖。
例如，如果存在一个表，其中包含部门号、员工号、员工名字和雇用日期，其中部门号和员工号是联合主键，部门号可以用来唯一识别员工号和员工名字，而雇用日期只与员工号有关，则应创建两个表，一个存储部门和部门号，另一个存储员工信息。
第三范式（3NF）: 消除非码属性对码的传递依赖性。
例如，有一个存储订单信息的表，其中包含订单号、客户号和客户名称。
如果客户名称可以使用客户编号单独识别，则应该将客户名称与订单信息分开，并将客户编号添加到订单信息中。
BC范式(BCNF): 消除主属性对非主属性的依赖性。
例如，存在一个学生表格，其中包含学生编号、学生名字、学生选课号码和课程名称。
在此情况下，应该考虑在课程号码和课程名称之间建立一个新表格，只用于课程信息，并将课程号码添加为学生选课信息表的外键。
时刻保持数据库的范式设计可以避免数据冗余和数据不一致，提高数据安全性、可靠性和程序运行效率。
数据库范式可以降低开发工作量、增加数据维护的灵活性、简化数据的更新和删除操作，同时也可以提高数据查询效率。
在现实的信息系统中，越高级的范式往往会降低数据处理的效率。
如果只关注范式，会降低数据处理的效率，例如通过2个表链接表示信息所涉及的data元素，3个表链接的信息更加复杂，4个表链接则更加复杂。
托马斯库恩“范式理论”
范式指常规科学所赖以运作的理论基础和实践规范，是从事某一科学的研究者群体所共同遵从的世界观和行为方式。
通俗来讲，范式就是一个模型或模式。
引申到具体学科，比如旅游学科，就是指旅游学领域内关于研究对象的基本意向、基本结构，学科发展阶段中理论研究的主导共识，是学科的研究纲领！库恩对科学发展持历史阶段论，认为每一个科学发展阶段都有特殊的内在结构，而体现这种结构的模型即“范式”（PARADIGM）。
范式通过一个具体的科学理论为范例，表示一个科学发展阶段的模式.科学理论不是能被经验证实或证伪的个别命题的集合，而是由许多相互联系、彼此影响的命题和原理组成的系统整体。
库恩将这一系统整体称作范式范式是某一科学共同体在长期的探索、教育和训练中形成的共同信念。
这种信念规定了他们共同的理论观点和研究思路，为他们提供了考察问题和解决问题的共同方法，从而形成为该学科的一种共同传统，并为其发展确定了共同方向。
“范式”这个范畴虽然系科学哲学家库恩提出，但任何概念都要随着科学的发展而不断明确。
在库恩那里，“范式”这个范畴存在许多概念模糊之处。
我国著名学者陈世清认为，范式是学说的坐标，是开展科学研究、建立科学体系、运用科学思想的坐标、参照系与基本方式，科学体系的基本模式、基本结构与基本功能。
科学范式后面是哲学范式。
哲学范式与科学范式：前者制约后者，后者引领、展现前者。
哲学范式决定科学范式，范式决定基础理论，基础理论决定具体理论，理论决定模型，模型决定模式。
方法是理论的功能，和理论之间不是层次关系。
虽然由于认识机制和利益机制的协整作用，在同一个范式基础上会产生学术观点基本相同、学术荣誉等既得利益和学术目标基本一致的“科学共同体”，对共同体外的学说和学者会产生“异体排斥”，但任何一门科学的真正进步，都最终要表现为范式的转换。
不同的参照系之间的关系不是并列的，而是分属于不同的层次；以不同的参照系为背景建立起来的不同范式之间也不是并列的，而是不同层次、不同阶段之间的关系。
数据库范式理论
数据库范式理论在数据库设计和管理中，范式理论是一个重要的概念。
它是由埃德加·科德（Edgar F. Codd）在20世纪70年代提出的，目的是规范化数据库结构，使之更高效、更易于维护和使用。
本文将介绍数据库范式理论的基本概念和原则，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、范式理论的基本概念数据库范式理论是一套规则、原则和标准，用于规范化数据库的结构。
根据范式理论的要求，数据库应该满足一定的条件和约束，以确保数据的一致性、完整性和可靠性。
范式理论主要涉及到三个基本概念：函数依赖、关系键和范式。
函数依赖是指一个属性（或属性集合）的值决定了另外一个属性（或属性集合）的值。
在数据库设计中，函数依赖可以帮助我们确定关系表的键和相关属性之间的依赖关系。
关系键是一个或多个属性的组合，用于唯一地标识一个关系表中的元组。
范式是一种规则，用于检测和评估数据库设计是否符合范式理论的要求。
目前，最常用的范式有第一范式（1NF）、第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。
二、范式理论的原则范式理论的设计原则是为了使数据库结构更高效、更灵活、更易于扩展和维护。
以下是范式理论的主要原则：1. 第一范式（1NF）：确保每个属性都是不可再分的，即每个属性都是原子的，不包含重复的值或值集合。
这样可以避免数据冗余和数据异常。
2. 第二范式（2NF）：在满足1NF的基础上，通过确定关系键和非关键属性之间的完全函数依赖关系，消除非关键属性对关系键的部分依赖。
这样可以避免数据冗余和更新异常。
3. 第三范式（3NF）：在满足2NF的基础上，消除非关键属性之间的传递函数依赖关系。
这样可以避免数据冗余和插入异常。
三、范式理论的重要性范式理论在数据库设计中起着重要的作用，具有以下几个方面的重要性：1. 数据一致性：范式理论要求数据库结构满足一定的条件和约束，确保数据的一致性。
合理的数据库设计可以减少数据冗余和不一致，提高数据的准确性和可靠性。
2. 数据完整性：范式理论强调关系键的重要性，通过关系键唯一地标识数据库中的元组，保证数据的完整性。
简述库恩的“范式”理论（全文）
简述库恩的“范式”理论（全文）摘要：托马斯・库恩在其著作《科学革命的结构》（以下简称《结构》）中提出了“范式”概念，这一概念不仅影响了当时的科学哲学界，更渗透到了诸多的人文社会科学领域。
“范式”具有非常丰富的内涵，库恩对“范式”基本含义的论述也多达21种，并没有明确的定义。
库恩在发现“范式”的使用存在问题之后，“范式”在后库恩时代逐渐消失。
本文对库恩的“范式”理论作了系统地总结分析，并试图在此基础上加深对“范式”本质的理解和把握，有助于我们今后在研究中规范“范式”的原本含义。
关键词：库恩；范式；科学革命1962年，美国著名的科学哲学家托马斯・库恩出版了《结构》一书。
该书中频频出现“范式”、“不可通约性”、“科学共同体”、“常态”、“危机”等库恩式专业术语，在社会科学界引起了强烈震动。
库恩由此被誉为“现代科学哲学之父”，美国著名学者罗蒂称其为“二战之后最具影响力的一位以英文写作的哲学家”。
在《结构》中，“范式”一词是该书的关键，而且也是库恩的科学发展模式中的一个基本概念。
“范式”一词的出现，在世界学术范围内引起了一场轩然大波，由此，心理学界提出“范式是否可以成功重建心理科学发展史”，经济学界提出“改革目标转换模式”，企业界提出“再造企业内部结构”等问题，这些问题成为人类社会发展史上古老而又崭新的问题。
问题古已有之，而现在要通过“范式”理论从新的视觉入手，进行分析、再分析。
然而，由于“范式”本身还存在着很多不足之处，所以，“范式”概念到了后库恩时代就渐渐淡化乃至消失。
一、库恩的“范式”概念“范式”一词源于古希腊语parade Gina ，最初用于语言学中，原意是语法表示词形的变化规则，如名词变格、动词人称变化等，由此可以引申出模式、模型、范例等义。
所以，“范式”一词并非库恩自己所创。
李醒名在《库恩在科学哲学中首次使用了“范式”术语吗？》一文中指出，“范式”一词从15 世纪进入了英语词汇之后，先后有马赫、迪昂、威纳以及默顿先于库恩在科学哲学的意义上直接使用了该词。
库恩的范式理论课件
生物学研究 生物学作为自然科学的基础学科，范式理论在生 物学的研究中也有一定的应用，例如细胞生物学、 分子生物学、生态学等。
工程应用领域
计算机科学
计算机科学作为工程应用领域的基础学科，范式理论在计 算机科学的研究中也有广泛的应用，例如算法设计、数据 结构、人工智能等。
工程应用领域的案例
• 计算机科学：在计算机科学领域，库恩的范式理论也被用来指 导计算机系统的设计和开发。例如，在研究软件设计时，库恩 的范式理论可以帮助我们理解软件系统的稳定性、可维护性和 可扩展性等特性。这些特性往往是由软件系统内部的模块、架 构和接口所决定的，而这些因素又受到开发团队的技术水平、 开发流程和管理制度等因素的影响。
在社会学研究中，库恩的范式理论也 被用来解释社会现象。例如，在研究 社会结构时，库恩的范式理论可以帮 助我们理解社会结构的变化和演进。 这种变化和演进往往是由社会内部的 矛盾和冲突所推动的，而这些矛盾和 冲突又是由不同的社会群体所持有的 不同价值观和利益所导致的。
政治学
在政治学领域，库恩的范式理论也被 用来解释政治现象。例如，在研究政 治制度时，库恩的范式理论可以帮助 我们理解政治制度的稳定性和变革。 政治制度的稳定性和变革往往是由政 治系统内部的权力分配和利益关系所 决定的，而这些关系又受到社会结构 和文化因素的影响。
07 总结与思考
对范式理论的综合评价
范式理论的贡献
范式理论为科学哲学提供了重要的思 想资源，对科学发展的规律和机制进 行了深入的探讨，有助于我们理解科 学的本质和演化。
范式理论的局限性
范式理论在解释科学发展的复杂性和 多样性方面存在一定的局限性，有时 过于强调科学发展的内部逻辑，忽视 了社会、历史等因素的影响。
管理学范式理论研究
管理学范式理论研究，罗珉，四川人民出版社，2003.4第一章．导论一．管理学范式问题的提出现代管理学的研究者往往把管理学理论范式与研究范式统称为范式（paradigm），将研究范式的学问称为范式理论。
范式规定为一门学科具有的关于其研究主题的基本意向和潜在的假定。
美国哲学家、科学史学家托马斯•S 库恩：范式是“一个时代提供给社会参与的、在典型问题及解决方法方面被普遍认识的科学成就”。
其将科学发展划分为前范式阶段、范式阶段、革命阶段、新范式阶段。
范式包括：科学定律和定理；科学仪器的制造和使用技术；非常一般的形而上学的原则；非常一般的方法论规定（针对自然科学）管理学有自己独特的研究方法，但并不存在证明规律的方法，管理理论只能被证伪，而不能被证明；管理理论只具备证伪性，而不是可证实性。
管理学是一种在使用中不断构造的科学。
管理学的知识理论体系以一些经验的（即可检验的）命题为基础，推导出诸多可检验的单称判断命题和特称判断命题。
作为经验科学的管理学可以向我们提供有关组织及其管理的知识，但其代价是，它并不具备永真性。
作为经验科学的管理学总是处在时时翻新的过程中。
这不仅是因为人类认识自然的能力的局限性，也因为组织及其管理（包括物质的和社会心理的）处于变动中的缘故。
二．管理学范式革命的意义管理学范式革命的根本性动力来源于组织系统的开放性。
范式革命产生的外生变量较多，但技术革命和制度变迁是范式革命产生的主要内生变量。
范式从来就没有真正改变：范式只不过是为创立新的智力知识资本提供了空间，这些新的智力知识资本与现存范式之间的斗争展示了学者职业生涯中的政治关系。
随着现有占主导地位的理论范式越发拥挤，一些先锋人士将转向其他范式去建树智力知识资本，这种新的知识体系的建立也就是范式的革命罢了。
主流实证主义学者凯萨提出范式是一个处方，只是流行的修辞。
三个理论：渗透扩散理论、集体选择理论、牵线木偶理论。
范式或管理学的新理论只是流行，不具有实际价值。
库恩的范式理论ppt课件
eg.学生做习题
没有这样的范例，他前面所学过的定律和理论就没有什么 经验内容（p157）
通过这种相似性，抓住了两个或更多的问题间的类似，他 就能用以前证明为有效的方式，把符号联系起来并使之与 自然界相对应（p158）
式性的团体的承诺对象，都是学科基质的组成成分，并因 而形成一个整体而共同起作用。（p153）
学科基质的成分 1.符号概括 2.模型 3.价值 4.范例 玛格丽特·玛斯特曼的解读
7
范式是共有的范例
范式是共有的范例，这是我现在认为本书中最有新意而最 不为人理解的那些方面中的核心内容。（p157）
科学共同体与科学学科主题一一对应（p150）
5
范式
两种使用方式(p147) 一方面，它代表着一个特定共同体的成员所共有的信念、
价值、技术等等构成的整体 另一方面，它指谓着那个整体的一种元素，即具体的谜题
解答，把它们当做模型和范例，可以取代明确的规则以作 为常规科学中其他谜题解答的基础
两个基本特征(p8) 它们的成就空前地吸引一批坚定的拥护者，使他们脱离科学
17
2、分类
托尔斯顿·胡森(TorstenHusen)认为，从20世 纪初就一直存在着的两种主要教育研究范式:
“一是模仿自然科学,强调适合于用数学工具 来分析的、经验的、量化的观察,研究的任务 在于确立因果关系,并做出解释,即实证主义研 究范式;另一种是从人文学科推衍出来的,所注 重的是整体和定性的信息以及理解的方法,即 人本主义研究范式。
4）教育研究的任务不只是描述和阐释动态的教育过程,而且要 促进教育者与学习者的解放意识。
第四范式的入门指南
第四范式的入门指南在当今信息时代，数据的重要性愈发凸显。
无论是企业的决策制定，还是科学研究的推进，数据都扮演着至关重要的角色。
而在大数据时代，如何高效地管理和利用海量数据成为了一个迫切的问题。
第四范式（Fourth Paradigm）作为一种新兴的数据科学方法论，为我们提供了一种全新的思考和实践数据的方式。
一、第四范式的概念和背景第四范式是由微软研究院主任吉姆·格雷在2009年提出的，他认为数据科学已经进入到了第四个时代，即从实验、观察和理论推导的范式过渡到了基于数据驱动的科学。
这一新的范式主要依赖于计算机技术的发展和海量数据的产生与存储。
二、第四范式的核心思想第四范式的核心思想是将数据视为一种基础设施和科学研究的支持工具，通过对数据的采集、管理、分析和挖掘，为科学研究和决策制定提供有力的支持。
它强调数据的重要性，提倡从数据中发现问题和解决问题的方法。
三、第四范式的关键技术1. 数据采集和存储技术：第四范式强调数据的全面和高效采集，以及数据的可靠存储。
传感器网络、云计算和分布式存储等技术的发展，为数据采集和存储提供了强大的支持。
2. 数据分析和挖掘技术：第四范式提倡从数据中挖掘有价值的信息和知识。
数据分析和挖掘技术包括数据清洗、特征提取、模式识别、机器学习等方法，可以帮助我们从数据中发现规律和趋势。
3. 数据可视化技术：第四范式注重将数据转化为可视化的形式，以便更好地理解和传达数据的意义。
数据可视化技术可以帮助我们通过图表、图像和动画等方式展示数据，使复杂的数据更易于理解和解释。
四、第四范式的应用领域第四范式的应用领域广泛，涵盖了科学研究、工程技术、医疗健康、金融投资、城市规划等诸多领域。
例如，在科学研究中，第四范式可以帮助科学家从大量的实验数据中发现新的规律和机制；在工程技术中，第四范式可以帮助工程师优化设计和制造过程，提高产品的质量和效率；在医疗健康领域，第四范式可以帮助医生从大量的医疗数据中诊断疾病和制定治疗方案。
第4章范式理论(关系规范化)
函数依赖
函数依赖基本概念 形式化定义：
设R(U)是属性集U上的关系模式，X,YU，r是
R(U)上的任意一个关系，如果
对t,sr，若t[X]=s[X]，则t[Y]=s[Y]成立
那么称“X函数决定Y”，或“Y函数依赖于X”， 记作XY.
称X为决定因子。
练 A a1 a1 a2 a2 a3 B b1 b2 b2 b3 b3
函数依赖
概念：关系模式 一 个 关 系 的 属 性 名 的 集 合 R(A1,A2,……An)叫做关系模式。 其中：R为关系名，A1，A2，…，An为 属性名(i=1,2,……n)。 由定义可以看出，关系模式是关系的框 架，或者称为表框架，指出了关系由哪 些属性构成，是对关系结构的描述。
函数依赖
为什么要讨论函数依赖（见书P82)
解决关系模式中存在的如下问题 数据冗余问题 数据更新问题 数据插入问题 数据删除问题
4.2 关系规范化
4.2.1 关系模式中的码 4.2.2 范式
关系模式中的码
设U表示关系模式R的属性全集，即 U={A1, A2, …, An}, 用F表示关系模式R上 的函数依赖集，则关系模式R可表示为 R(U, F).
范式
将S分解为满足2NF的表格 分解过程为：
1)首先，对于组成主码的属性集合的每一个子集， 用它作为主码构成一个表。 SC（Sno,Cno,…） S2(Sno,…) C2(Cno,…)
2)对于每个表，将依赖于此主码的属性放置到 此表中。 SC(Sno,Cno,Grade) S2(Sno,Sname,Sdept,DEAN) 3)若没有属性依赖于该主码，则将该子表删除。 删除C2表
习 C c1 c1 c2 c2 c2 D d1 d2 d2 d3 d4
第4章 范式理论
6.1关系数据库设计中存在的问题
• 问题：麻烦! 好麻烦!!!
–插入异常： ① 元组插不进去； ② 插入一个元组却要求插入多个元组。 –删除异常： ① 删除时删掉了其他信息； ② 删除一个元组却删除了多个元组。 更新异常： 更新一个元组却要求更新多个元组。 数据冗余： 同一个数据在系统中多次重复出现。
• 示例：
考虑为管理职工的工资信息而 设计一个关系模式。
职工 赵明 钱广 孙志 李开 周祥 级别 4 5 6 5 6 工资 500 600 700 600 700
职 工 赵 明 钱 广 孙 志 李 开 周 祥
级 别 4 5 6 5 6
工 资 500 600 700 600 700
• 问题：麻烦! 好麻烦!!!
例2：一个学校数据库中的唯一关系模式Student(U,F ) , 分解为三个关系模式 插入异常 其中 U={Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade} Student(Sno,Sdept,Sno->Sdept); 不能插入一个没有 SC(Sno,Cname,Grade,(Sno,Cname)F={Sno->Sdept ,Sdept ->Mname, 数据冗余太大 学生的系 >Grade); (Sno,Cname) ->Grade } 系主任出现的次数
– 插入异常：如果没有职工具有8级工资，则8级工 资的工资数额就难以插入。 – 删除异常：如果仅有职工赵明具有4级工资，如果 将赵明删除，则有关4级工资的工资数额信息也随 之删除了。 – 数据冗余：职工很多，工资级别有限，每一级别 的工资数额反复存储多次。 – 更新异常：如果将5级工资的工资数额调为620， 则需要找到每个具有5级工资的职工，逐一修改。
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包含在任何一个候选键中的属性，叫主属性（Prime Attribute）。 不包含在任何主键中的属性称为非主属性（Nonprime Attribute），或 非键属性（Non-key Attribute）。
• 主码，简单地说，在一个关系表中主码能够唯一地标 识每一个元组。也就是说，元组在主码属性上是不能 有重复的。例如，把学生表的学号当主码的话，就不 能有两个学号是一样的学生。 主码是一个属性或属性 组。 • 候选码，一个关系表里只能有一个主码，成为主码的 条件是：能够唯一地标识每一个元组。凡是达到这个 条件的属性，都是候选码。主码就是从候选码里选出 来的。 主属性，当主码只有一个属性时，那主属性自 然是主码了。当主码是一个属性组时，这个属性组包 含的属性都是主属性。 换一种说法，非主属性就是除 开主码以外的属性。
• 主码与外部码提供了一个表示关系间联系的手段。 • create table 表名（ 主码 列名 数据类型 [，列名 数据类型]……
[，primary key（列名 [，列名] …）]
[，foreign key （列名 [，列名] …） references 表名 （列名 [，列名] …）]）
外码
6.2函数依赖练习
A 1 4 5 B 2 2 3 C 3 3 3
• 找出可能的函数依赖。
6.2函数依赖练习
有一个关于学生选课、教师任课的关系模式： R(S#, SNAME, C#, GRADE, CNAME, TNAME, TAGE) 属性分别表示学生学号、姓名、选修课程的课程号、成绩、 课程名、任课教师姓名和年龄等意义。 * 如果规定，每个学号只能有一个学生姓名，每个课程号只 能决定一门课程，那么可写出哪些形式的FD？
6.3关系规范化
• 关系数据库范式理论是数据库设计的一种理论指南和 基础，其既作为数据库设计优劣的判断依据，也可预 测数据库系统可能出现的问题。 • “范式” 是数据库设计过程中将要依据的准则，数 据库结构必须满足这些准则，这些准则被称为规范化 形式；在数据库设计过程中，对数据库进行检查和修 改并使之符合范式的过程叫规范化。 • 范式按照规范化的级别分为5种： • 第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、 第四范式(4NF)、第一范式(5NF)。 • 数据库设计过程中通常需要用到的是前三类范式。
6.1关系数据库设计中存在的问题
• 问题：麻烦! 好麻烦!!!
–插入异常： ① 元组插不进去； ② 插入一个元组却要求插入多个元组。 –删除异常： ① 删除时删掉了其他信息； ② 删除一个元组却删除了多个元组。 更新异常： 更新一个元组却要求更新多个元组。 数据冗余： 同一个数据在系统中多次重复出现。
举例：
例 关系Std(Sno, Sdept,Mname)中，有
Sno Sdept , Sdept Mname, Sno
传递
Mname
【例】关系模式R（学号，姓名，出生年月，系编号，系负责人） 在此关系模式中有如下函数依赖： 学号→系编号 系编号→学号 系编号→系负责人 因此，在R中存在传递函数依赖学号 T （相当于X→Y） （相当于Y→X） （相当于Y→Z） 系负责人。
例2：一个学校数据库中的唯一关系模式Student(U,F ) , 分解为三个关系模式 插入异常 其中 U={Sno,Sdept,Mname,Cname,Grade} Student(Sno,Sdept,Sno->Sdept); 不能插入一个没有 SC(Sno,Cname,Grade,(Sno,Cname)F={Sno->Sdept ,Sdept ->Mname, 数据冗余太大 学生的系 >Grade); (Sno,Cname) ->Grade } 系主任出现的次数
6.3关系规范化
• 定义
– 范式是对关系的不同数据依赖程度的要求。 – 通过模式分解将一个低级范式转换为若干个高 级范式的过程称作规范化（概念的纯粹化）。
2NF 3NF BCNF 4NF
5NF
第一范式(1NF)
• 定义
关系中每一分量不可再分。即不能以集合、 序列等作为属性值。
6.2函数依赖
建立一个描述学校教务的数据库：
学生的学号（Sno）、所在系（Sdept） 系主任姓名（Mname）、课程名（Cname） 成绩（Grade）
单一的关系模式 ： Student <U、F>
U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝
根据如下描述写出依赖关系： ⑴ 根据学号可以确定学生的姓名； ⑵ 一个系有若干学生，但一个学生只属于一个系；
第6章 范式理论
目 录
本章要点 ● 数据库规范化问题的提出和主要内容 ● 函数依赖 ● 关系模式的分解 ● 关系模式的范式 教学目标 ●了解数据库规范化问题的产生和规范化的主要内容 ● 掌握函数依赖的相关概念 ● 熟悉关系模式的分解 ● 掌握关系模式的范式的概念及规范化过程
6.1关系数据库设计中存在的问题
Dept(Sdept,Mname,Sdept->Mname);
Sno
和该系学生选课总 Why? 数相同 某些数据依赖引起的！ Cname Grade
删除异常
Sdept Mname:系主任
Mname
删除某系的一个学 生时（如毕业）会 删除系的相关信息
• 完全函数依赖：若函数依赖X Y成立，且X是能够推出Y的 最小集合，即不存在X的真子集Z，使Z Y成立，则称Y完全 函数依赖于X，简称Y完全依赖于X，记做 X Y ，否则称Y 部分函数依赖于X，简称Y部分依赖于X，记做 X Y
– 插入异常：如果没有职工具有8级工资，则8级工 资的工资数额就难以插入。 – 删除异常：如果仅有职工赵明具有4级工资，如果 将赵明删除，则有关4级工资的工资数额信息也随 之删除了。 – 数据冗余：职工很多，工资级别有限，每一级别 的工资数额反复存储多次。 – 更新异常：如果将5级工资的工资数额调为620， 则需要找到每个具有5级工资的职工，逐一修改。
6.2 函数依赖(Functional Dependency) 回顾：函数——熟悉的概念。 Y=f(x)：x和Y之间数量上的对应关系。 给定x值，Y值与之对应。称x函数决定Y，或Y 函数依赖于x。 在关系数据库中讨论函数或函数依赖注 重的是语义上的关系。 如：省=f(城市) Y=f(x)
6.2函数依赖
• 外码：属性或属性组X不是关系模式R的码（既不是 主码也不是候选码），但X是另一个关系模式的码， 则称X是R的外部码，也称外码（Foreign key）。
• 如在SC（Sno，Cno，Grade）中，Sno不是码，但Sno 是关系模式S（Sno，Sdept，Sage）的码，则Sno是关 系模式SC的外部码
6.3函数依赖 • 候选码：
– 若关系中的某一属性组的值能唯一的标识 一个元组,而其任何真子集都不能再标识,则 工人(工号,身份证号,姓名,性别,部门).显然工号和身份证号 称该属性组为候选码。 都能够唯一标示这个关系,所以都是主属性,我们选取工号为 主码,那么身份证号就是候选码,反之,我们选择身份证号为 – 简单的说候选码就是没有被选为主码的主 主码,也可以让工号为候选码. 属性,当一个关系有多个属性可以唯一标示 时,就选取一个属性或者属性组为主码,剩下 的属性或属性组就称为候选码.
函数依赖：任给R（U），U为属性集，x、y为U的子集，如果 对于x的每个值，y有唯一确定的值与之对应，则称x决定y， 或y函数依赖于x。记为：x→y。 例1：关系模式Student(Sno,Sname,Ssex,Sage,Sdept) 中 ， Sno函数决定Sname和Sdept ，或Sname和Sdept函数依赖于 Sno,记为 Sno -> Sname , Sno->Sdept 注：函数依赖是属性间的一种联系
SNo→SName SNo→SDept
SDept→MName
⑶ 一个系只有一名主任；
⑸ 每个学生所学的每门课程都有一个成绩。
⑷一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修； (SNo,CName)→Score
F={SNo→SName, SNo→SDept, SDept→MName, (SNo,CName)→Score}
f
p
例：（SNo,CName）→SName SNo→SName （SNo,CName）→Score
(S N o ， C N a m e ) S c o re
f
(S N o ， C N a m e ) S N a m e
p
【例】有一关系模式S（学号，姓名，系名称，出生年月）。 在S中存在如下完全函数依赖： 学号 F 系名称，学号 F 出生年月 通常记为 学号→系名称，学号→出生年月 若无重名还存在学号←→姓名函数依赖
S#→SNAME C#→CNAME * 每个学生每学一门课程，有一个成绩，那么可写出什么形 式的FD？ （S#，C#）→GRADE * 还写出其他什么形式的FD？ C#→(CNAME, TNAME, TAGE) TNAME→TAGE
6.2函数依赖练习
• 设关系模式R(A,B,C,D)，在R的关系中，属性值间有这样 的联系： (1) A值与B值有一对多的联系，即每个A值有多个B值 与之联系，而每个B值只有一个A值与之联系； (2) C值与D值之间有一对一联系，即每个C值只有一个 D值与之联系，每个D值只有一个C值与之联系。 试根据这些规则写出相应的函数依赖。 根据条件(1)，有：B→A 根据条件(2)，有：C→D 和 D→C
6.1关系数据库设计中存在的问题
• 解决之道：分解! 再分解!!! 原来数据库设计可以如此简单！
• 职工表
职工 赵明 钱广 孙志 李开 周祥 级别 4 5 6 5 6
级别表
级别 4 5 6 工资 500 600 700