1、基礎概念
要理解範式,首先必須對知道什麼是關係數據庫,若是你不知道,我能夠簡單的不能再簡單的說一下:關係數據庫就是用二維表來保存數據。表和表之間能夠……(省略10W字)。
而後你應該理解如下概念:
實體:現實世界中客觀存在並能夠被區別的事物。好比「一個學生」、「一本書」、「一門課」等等。值得強調的是這裏所說的「事物」不只僅是看得見摸得着的「東西」,它也能夠是虛擬的,不如說「老師與學校的關係」。
屬性:教科書上解釋爲:「實體所具備的某一特性」,因而可知,屬性一開始是個邏輯概念,好比說,「性別」是「人」的一個屬性。在關係數據庫中,屬性又是個物理概念,屬性能夠看做是「表的一列」。
元組:表中的一行就是一個元組。
份量:元組的某個屬性值。在一個關係數據庫中,它是一個操做原子,即關係數據庫在作任何操做的時候,屬性是「不可分的」。不然就不是關係數據庫了。
碼:表中能夠惟一肯定一個元組的某個屬性(或者屬性組),若是這樣的碼有不止一個,那麼你們都叫候選碼,咱們從候選碼中挑一個出來作老大,它就叫主碼。
全碼:若是一個碼包含了全部的屬性,這個碼就是全碼。
主屬性:一個屬性只要在任何一個候選碼中出現過,這個屬性就是主屬性。
非主屬性:與上面相反,沒有在任何候選碼中出現過,這個屬性就是非主屬性。
外碼:一個屬性(或屬性組),它不是碼,可是它別的表的碼,它就是外碼。數據庫
2、6個範式
好了,上面已經介紹了咱們掌握範式所須要的所有基礎概念,下面咱們就來說範式。首先要明白,範式的包含關係。一個數據庫設計若是符合第二範式,必定也符合第一範式。若是符合第三範式,必定也符合第二範式…數據庫設計
第一範式(1NF):屬性不可分。spa
在前面咱們已經介紹了屬性值的概念,咱們說,它是「不可分的」。而第一範式要求屬性也不可分。那麼它和屬性值不可分有什麼區別呢?給一個例子:設計
name | tel | age | |
大寶 | 13612345678 | 22 | |
小明 | 13988776655 | 010-1234567 | 21 |
Ps:這個表中,屬性值「分」了。數學
name | tel | age | |
手機 | 座機 | ||
大寶 | 13612345678 | 021-9876543 | 22 |
小明 | 13988776655 | 010-1234567 | 21 |
Ps:這個表中,屬性 「分」了。table
這兩種狀況都不知足第一範式。不知足第一範式的數據庫,不是關係數據庫!因此,咱們在任何關係數據庫管理系統中,作不出這樣的「表」來。(也就是說,只要是關係數據庫就是第一範式)class
第二範式(2NF):符合1NF,而且,非主屬性徹底依賴於碼。基礎
聽起來好像很神祕,其實真的沒什麼。
一個候選碼中的主屬性也多是好幾個。若是一個主屬性,它不能單獨作爲一個候選碼,那麼它也不能肯定任何一個非主屬性。給一個反例:咱們考慮一個小學的教務 管理系統,學生上課指定一個老師,一本教材,一個教室,一個時間,你們都上課去吧,沒有問題。那麼數據庫怎麼設計?(學生上課表)數據
學生 | 課程 | 老師 | 老師職稱 | 教材 | 教室 | 上課時間 |
小明 | 一年級語文(上) | 大寶 | 副教授 | 《小學語文1》 | 101 | 14:30 |
一個學生上一門課,必定在特定某個教室。因此有(學生,課程)->教室
一個學生上一門課,必定是特定某個老師教。因此有(學生,課程)->老師
一個學生上一門課,他老師的職稱能夠肯定。因此有(學生,課程)->老師職稱
一個學生上一門課,必定是特定某個教材。因此有(學生,課程)->教材
一個學生上一門課,必定在特定時間。因此有(學生,課程)->上課時間異常
所以(學生,課程)是一個碼。
然而,一個課程,必定指定了某個教材,一年級語文確定用的是《小學語文1》,那麼就有課程->教材。(學生,課程)是個碼,課程卻決定了教材,這就叫作不徹底依賴,或者說部分依賴。出現這樣的狀況,就不知足第二範式!
有什麼很差嗎?你能夠想一想:
一、校長要新增長一門課程叫「微積分」,教材是《大學數學》,怎麼辦?學生還沒選課,而學生又是主屬性,主屬性不能空,課程怎麼記錄呢,教材記到哪呢? ……鬱悶了吧?(插入異常)
二、下學期沒學生學一年級語文(上)了,學一年級語文(下)去了,那麼表中將不存在一年級語文(上),也就沒了《小學語文1》。這時候,校長問:一年級語文(上)用的什麼教材啊?……鬱悶了吧?(刪除異常)
三、校長說:一年級語文(上)換教材,換成《大學語文》。有10000個學生選了這麼課,改動好大啊!改累死了……鬱悶了吧?(修改異常)
那應該怎麼解決呢?投影分解,將一個表分解成兩個或若干個表
學生 | 課程 | 老師 | 老師職稱 | 教室 | 上課時間 |
小明 | 一年級語文(上) | 大寶 | 副教授 | 101 | 14:30 |
學生上課表新
課程 | 教材 |
一年級語文(上) | 《小學語文1》 |
課程的表
第三範式(3NF):符合2NF,而且,消除傳遞依賴
上面的「學生上課表新」符合2NF,能夠這樣驗證:兩個主屬性單獨使用,不用肯定其它四個非主屬性的任何一個。可是它有傳遞依賴!
在哪呢?問題就出在「老師」和「老師職稱」這裏。一個老師必定能肯定一個老師職稱。有什麼問題嗎?想一想:
一、老師升級了,變教授了,要改數據庫,表中有N條,改了N次……(修改異常)
二、沒人選這個老師的課了,老師的職稱也沒了記錄……(刪除異常)
三、新來一個老師,還沒分配教什麼課,他的職稱記到哪?……(插入異常)
那應該怎麼解決呢?和上面同樣,投影分解:
學生 | 課程 | 老師 | 教室 | 上課時間 |
小明 | 一年級語文(上) | 大寶 | 101 | 14:30 |
老師 | 老師職稱 |
大寶 | 副教授 |
BC範式(BCNF):符合3NF,而且,主屬性不依賴於主屬性
若關係模式屬於第一範式,且每一個屬性都不傳遞依賴於鍵碼,則R屬於BC範式。
一般BC範式的條件有多種等價的表述:每一個非平凡依賴的左邊必須包含鍵碼;每一個決定因素必須包含鍵碼。BC範式既檢查非主屬性,又檢查主屬性。當只檢查非主屬性時,就成了第三範式。知足BC範式的關係都必然知足第三範式。還能夠這麼說:若一個關係達到了第三範式,而且它只有一個候選碼,或者它的每一個候選碼都是單屬性,則該關係天然達到BC範式。
通常,一個數據庫設計符合3NF或BCNF就能夠了。在BC範式以上還有第四範式、第五範式。
第四範式:要求把同一表內的多對多關係刪除。
第五範式:從最終結構從新創建原始結構。