数据库范式讲解(1NF、2NF、3NF、4NF、BCNF)

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一、概念

     R-关系模式

     r-关系

     U-属性集

     FD-函数依赖

     X→Y："X函数决定Y"，"Y函数依赖于X"。

     A⊆B   A包含于B，A小，B大，B→A

 

     元组：二维表中的行

     属性：二维表中的列

 

     超键：能唯一标识元祖的属性集

     候选键：不含多余属性的超建

     主键：用户选作元组标识的候选键

     外键：对于当前模式而言，是另一模式下的主键。

     主属性：构成候选键的属性

 

     局部依赖与完全依赖：对于FD W→A，如果存在X包含于W，有X→A成立，那么称W→A是局部依赖，否则成W→A是完全依赖。

二、关系+例子

 

1NF

       每个关系r的属性值为不可分的原子值

       当赵同学有两个手机号时，他不能将两个手机号存储在一个属性框中，需要分开存放，如下表所示。

       错误：

              

       正确一：

              

       正确二：

             

2NF

  满足1NF，非主属性完全函数依赖于候选键(左部不可约)

 

  若一张表的数据包括：“学号、姓名、课程号、授课老师”中，设“学号、课程号”为主键，其中，一门课程可以有多个老师进行授课。会存在如下关系：

            

                  (学号、课程号)→姓名

                  学号→姓名

                                 ---------为局部依赖，即候选键的一部分可以推出非主属性系名

         可分解为两个表，达到完全依赖：“学号、姓名”与“学号、课程号、授课老师”

                            

3NF

  满足2NF，消除非主属性对候选键的传递依赖

 

  若一张表的数据包括：“学号、系名、系主任”，其中“学号”为主键，存在如下关系：

           

                学号→系名→系主任

                学号→系主任

                            ---------为传递依赖

 

        同样可分解为两张表：“学号、系名”和“系名、系主任”

                       

     对于第三范式，我们反过来理解也是可以的，在表1（学号、系名），表2（系名、系主任）中，学号和系名都是各自表中的主键，所以系名依赖于学号，系主任依赖于系名。当三个数据放置在一张表中时，学号是可以推出系主任的。你可以理解为通过看学生张小二的学号，是可以推理出他的系主任是谁的。

BCNF

   满足3NF，消除每一属性对候选键的传递依赖

 

   若一张表的数据包括：“书号、书名、作者”其中，书号是唯一的，书名允许相同，一个书号对应一本书。一本书的作者可以多个，但是同一个作者所参与编著的书名应该是不同，希望没有说晕，看图看图。

                    

      存在关系：

                  书号→书名

                  (书名、作者)→书号

      其中，每一个属性都为主属性，但是上述关系存在传递依赖，不能是BCNF。即：

                  (书名、作者)→书号→书名

                   (书名、作者)→书名   

      我们可以通过分解为两张表，实现BCNF。

                            

4NF

   满足BCNF，消除非平凡且非FD的多值依赖(MVD)

 

   非形式说：只要两个独立的1：N联系出现在一个关系中，那么就可能出现多只依赖。举例说明。

 

   一个表中存在三个数据：“课程、学生、先修课”。假设2017级的计算机专业学生想要学习JAVA课程，那么他们需要先学习VB、C#、BS三门课，才可以选择进行JAVA课程。存在关系：

课程→学生

课程→先修课

 

    两个均是1：N的关系，当出现在一张表的时候，会出现大量的冗余。所以就我们需要分解它，减少冗余。(Ps：该例子主要是为了说明概念帮助理解，具体应用中不会只是这样的简单粗暴的。)