数据库逻辑设计之 三大范式 及 反范式化 优缺点

一、第一范式

原子性：要求属性具有原子性，不可再分解；

如学生（学号，姓名，性别，出生年月日），如果认为最后一列还可以再分成（出生年，出生月，出生日），它就不是一范式了，否则就是；

二、第二范式

惟一性：要求记录有惟一标识，即实体的惟一性，即不存在部分依赖

表：学号、课程号、姓名、学分;
这个表明显说明了两个事务:学生信息, 课程信息;由于非主键字段必须依赖主键，这里学分依赖课程号，姓名依赖与学号，所以不符合二范式。

可能会存在问题：

• 数据冗余:，每条记录都含有相同信息；
• 删除异常：删除所有学生成绩，就把课程信息全删除了；
• 插入异常：学生未选课，无法记录进数据库；

• 更新异常：调整课程学分，所有行都调整。

  正确做法:
  学生：Student(学号, 姓名)；
  课程：Course(课程号, 学分)；
  选课关系：StudentCourse(学号, 课程号, 成绩)。

三、第三范式

冗余性：要求任何字段不能由其他字段派生出来，它要求字段没有冗余，即不存在传递依赖；
表: 学号, 姓名, 年龄, 学院名称, 学院电话
因为存在依赖传递: (学号) → (学生)→(所在学院) → (学院电话) 。

可能会存在问题：

• 数据冗余:有重复值；
• 更新异常：有重复的冗余信息，修改时需要同时修改多条记录，否则会出现数据不一致的情况 。

正确做法：

学生：(学号, 姓名, 年龄, 所在学院)；

学院：(学院, 电话)。

四、反范式化

没有冗余的数据库设计可以做到。但是，没有冗余的数据库未必是最好的数据库，有时为了提高运行效率，就必须降低范式标准，适当保留冗余数据。具体做法是：在概念数据模型设计时遵守第三范式，降低范式标准的工作放到物理数据模型设计时考虑。降低范式就是增加字段，允许冗余，达到以空间换时间的目的。

五、范式化设计和反范式化设计的优缺点

范式化

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优点：
1· 可以尽量的减少数据冗余
2·数据表更新快体积小
3·范式化的更新操作比反范式化更快
4·范式化的表通常比反范式化更小

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缺点：
1·对于查询需要对多个表进行关联，导致性能降低
2·更难进行索引优化

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反范式化

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优点：
1·可以减少表的关联
2·可以更好地进行索引优化

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缺点
1·存在数据冗余及数据维护异常
2·对数据的修改需要更多成本