1NF:
第一范式就是无重复的列。
第一范式(1NF)是对关系模式的基本要求,不满足第一范式(1NF)的数据库就不是关系数据库。
2NF:
第二范式就是满足第一范式,并且非主属性完全依赖于主关键字。
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。
3NF:
在第二范式的基础上,数据表中如果不存在非关键字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合第三范式。
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。
它会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况。
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。
BCNF范式:
在第三范式的基础上,数据库表中如果不存在任何字段对任一候选关键字段的传递函数依赖则符合BCNF。
也即是:设有关系模式R(U,F)和属性集U的自己X和A,且A不是X的子集。如果对于F的每一个函数依赖X→A,X都是R的一个候选键,则称R的满足BCNF的。
切记:BCNF的关系模式一定是3NF的,但是满足3NF的不一定满足BCNF。
第三范式消除了非主属性对主属性的部分依赖和传递依赖,解决了存储异常问题,基本满足了实际应用的需求。但是主属性之间可能存在部分依赖和传递依赖,这样也会出现存储异常、更新异常等问题。
在关系模式R(city,street,zip),R的候选键为{city,street}和{zip,street},依赖集F={(city,street)→zip,zip→city}
由于R中没有非主属性,一次不存在非主属性对主属性的部分依赖和传递依赖,所以R是第三范式。但是:
由于有zip→city,当选取{zip,street}为主键,主属性间存在部分函数依赖,会引起更新异常。因此提出了BCNF范式。
设有模式
R(city
,street,zip),
依赖集
F={(city
,street)
→
zip,zip
→
city},
模式分解