数据库设计范式

第一范式（1NF）

强调的是列的原子性，即列不能够再分成其他几列。

考虑这样一个表：【联系人】（姓名，性别，电话）
如果在实际场景中，一个联系人有家庭电话和公司电话，那么这种表结构设计就没有达到 1NF。要符合 1NF 我们只需把列（电话）拆分，即：【联系人】（姓名，性别，家庭电话，公司电话）。

第二范式（2NF）

所谓第二范式，是指所有的非主属性都完全依赖于关键字。从这个定义可以看出，第二范式不存在非主属性对于部分候选关键字的部分依赖，不过允许非主属性之间存在着传递依赖。

下面是第二范式的优化实例：
假定选课关系表为SelectCourse(学号，姓名，年龄，课程名称,成绩，学分)，关键字为组合关键字(学号，课程名称)，因为存在如下决定关系：

(学号，课程名称) → (姓名，年龄，成绩，学分)

这个数据库表不满足第二范式，因为存在如下决定关系：

(课程名称) → (学分)
(学号) → (姓名，年龄)

即存在组合关键字中的字段决定非关键字的情况。

由于不符合2NF，这个选课关系表会存在如下问题：
(1) 数据冗余：
    同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。
(2) 更新异常：
    若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。
(3) 插入异常：
    假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。
(4) 删除异常：
    假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。
    但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。

把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：

学生：Student(学号,姓名，年龄)；
课程：Course(课程名称，学分)；
选课关系：SelectCourse(学号，课程名称，成绩)。

这样的数据库表是符合第二范式的， 消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。
另外，所有单关键字的数据库表都符合第二范式，因为不可能存在组合关键字。

第三范式（3NF）

所谓第三范式，是指每一个非主属性既不部分依赖于也不传递依赖于关键字，也就是在第二范式的基础上消除传递依赖（A -> B -> C）。

假定学生关系表为Student(学号，姓名，年龄，所在学院,学院地点，学院电话)，关键字为单一关键字"学号"，因为存在如下决定关系：

(学号) → (姓名，年龄，所在学院，学院地点，学院电话)

这个数据库是符合2NF的，但是不符合3NF，因为存在如下决定关系：

(学号) → (所在学院) → (学院地点，学院电话)

即存在非关键字段"学院地点"、"学院电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。
它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况，读者可自行分析得知。

把学生关系表分为如下两个表：

学生：(学号，姓名,年龄，所在学院)；
学院：(学院，地点，电话)。

这样的数据库表是符合第三范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。

BC范式（BCNF）

BC1.jpg

BC2.jpg

BC3.jpg

BC4.jpg

---

三范式和BC范式总结：

第一，二，三范式解决的是非主属性的关系。

BC 范式解决的是主属性的关系；

第一范式：就是原子性，字段不可再分割；【这个肯定不用在解释了吧】

第二范式：就是完全依赖，没有部分依赖；【非主属性不能依赖于主键的一部分，要完全依赖于主键】

第三范式：没有传递依赖。【非主属性之间的依赖】

BC范式： 解决部分主键依赖于非主键部分。