关于表的规范化

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关于表的规范化

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规范化：

满足第一范式是表的最低要求，不满足第一范式要求的数据库（表）就不能称之为关系数据库。在此基础上满足更高要求的称为第二范式，简记为

2NF，其余依此类推，还有第三范式（3NF）、BC范式（BCNF）、第四范式

（4NF）、第五范式（5NF）。BCNF可以看作是修正了的第三范式。

把表从低范式，通过投影运算转换成若干高一级范式的过程，叫做表的规范化。

一般地说，表满足的范式级别越高，设计的表越是规范，表的质量越高，数据的冗余度越小，共享性越高，所占的存储空间越少，并将数据的不一致性减少到最低程度，这也是对表进行规范化的目的。但是，高范式的数据库查询起来比较复杂。所以，不应一味追求高范式，一般满足第三范式或BC范式就可以了

二、表的规范化

1、第一范式（1NF）

如前所述，第一范式要求表的每一个字段都是不可再分的最小单位。

例1：学生（学号，姓名，学院，地址，选修课程成绩（课程号，课程名，成绩））表数据如下：

表一不满足第一范式的表

显然，这样的表是不满足第一范式的。因为[选修课程成绩]字段还可分为3个字段即（课程号，课程名，成绩）。

如果不把它进行规范化，即转换成满足第一范式的表，将会产生很多问题，如：删除异常，即本来只想删除成绩的，不得不把课程号和课程名也删除了！

转换的方法就是把可以拆分的字段进行拆分，即把[选修课程成绩]分解成3个字段：[课程号]，[课程名]，[成绩]。变成下面满足第一范式的表：表二满足第一范式的表

2、第二范式（2NF）

一个关系应满足1NF是最起码的条件。但是，仅满足1NF的关系还可能存在一些问题。

例2：表二中存在以下的问题：

问题1：数据冗余度大。张丽选几门课程，都必须输入所有几个她的相关信息，同时，如果有几千个人选修高等数学课，就得输入几千个“高等数学”。如果要修改“高等数学”这个课程名称，对于几千个课程名中，只要漏改一个，将造成数据的不一致性。

问题2：删除异常。我们知道，这个表中的关键字为学号和课程号，它们不能为空值，而当李锋退学时，不可能只删除李锋的学号和姓名，只能删除了李锋的整条记录，这时相应的课程号为C004的法律也被删除，如果这个表中只有李锋一人选法律课，该记录删除后，下次将无法查询法律课的课程号。

问题3：插入记录异常。与删除异常相似，如果李锋刚入学，还没有选修任何一门课程，无法知道他选修的课程号，而课程号为关键字，不能为空，因此，李锋这个记录也不能输入。

造成出现这些问题的原因是因为这个表不满足第二范式。

如何判断一个表是否满足第二范式呢，判断方法是：（1）、找出表的关键字。

（2）、如果只有一个关键字，若每一个非关键字都依赖于这个关键字，则表满足第二范式，否则不是。

什么是依赖（关系）呢？例：某表中有两个字段：学号、姓名，对于每一个学号，只有一个姓名与之对应，则称姓名依赖于学号，或称学号唯一确定姓名，记作：学号→姓名。

例3：学生（学号，姓名，学院）表是否满足第二范式？

答：满足。因为，这个表中只有一个关键字即学号，而其他字段（即非关键字）都依赖于学号，也就是说每一个学号只有一个姓名，一个学院与之对应。

例4：学生（学号，姓名，学院，成绩）表是否满足第二范式？

答：不满足。因为，一个学生可能不只选一门课程，不止一个成绩，也就是说每一个学号不只有一个成绩与之对应，或者说，有一个非关键字段（即成绩）不依赖于学号。

（3）、如果有两个或两个以上的关键字，那么，把这些关键字看成是一个组合关键字，若每一个非关键字都能完全依赖于组合关键字，则表满足第二范式，否则不是。

例5：成绩（学号，课程，成绩）表是否满足第二范式？

满足。因为，非关键字（成绩）完全依赖于组合关键字（学号+课程），即只有一个成绩与（学号+课程）对应，或者说，一个学生选修一门课程，就只能有一个成绩。

称为部分依赖。

定义：如果一个表满足1NF，且每一个非关键字都完全依赖于关键字，则这个表满足第二范式。

第一范式转换成第二范式的方法：

找出依赖关系，将能完全依赖于主键的字段从表中提取出来，同主键一起组成一个新的关系。

例7：表二(学号，姓名，学院，地址，课程号，课程名，成绩）的依赖关系如下：显然，不满足2NF。

院、地址）绩）

转换的过程就是拆分的过程，也是一个消除部分依赖的过程。但是，要注意，拆分的结果应该包含原表的所有字段！！（即无损分解）

3、第三范式（3NF）

通过分析，发现表A仍然在一定程度上存在上面提及的三个问题，要消除和减少它们，还得把它分解成满足更高范式（即3NF）的表.

满足第三范式的判断方法：

判断表在满足第二范式的基础上是否有传递依赖的情况，如果有，不是第三范式，否则是。

将非第三范式规范为第三范式的方法：

把产生传递依赖关系的非关键字段抽出来，同关键字一起建立新的表。

例8：表A(学号，姓名，学院，地址)中，存在地址传递依赖于学号的关系，即：

学号→学院，学院→地址。

把地址从原表中分出来，同关键字一起建立新的表形成表A1（学院、地址）,原表就可消除了传递依赖关系。表A分解为：

表A1 （学院、地址）

表A2（学号、姓名、学院）

小结：表的规范化中，1NF是要满足每个字段都是不可再分的；2NF是在

1NF的基础上消除部分依赖关系（只保留完全依赖），3NF是在2NF的基础上进一步消除传递依赖关系。

二：

在设计和操作维护数据库时，关键的步骤就是要确保数据正确地分布到数据库的表中。使用正确的数据结构，不仅便于对数据库进行相应的存取操作，而且可以极大地简化应用程序的其他内容（查询、窗体、报表、代码等）。正确进行表设计的正式名称就是"数据库规范化"。

数据冗余

数据应该尽可能少地冗余，这意味着重复数据应该减少到最少。比如说，一个部门雇员的电话不应该被存储在不同的表中，因为这里的电话号码是雇员的一个属性。如果存在过多的冗余数据，这就意味着要占用了更多的物理空间，同时也对数据的维护和一致性检查带来了问题，当这个员工的电话号码变化时，冗余数据会导致对多个表的更新动作，如果有一个表不幸被忽略了，那么就可能导致数据的不一致性。

规范化实例