2023年11月19日 10:32:53
關係模型的分解特性
關係的規範化 ^ - ^ 戳我跳轉至詳情^ - ^
前言：文章針對「資料庫的規範化」這一主題，從四個方面講述了相關概念，並提供了部分例項幫助大家理解。文章的重點還是——正規化，有相關資料庫理論基礎或實踐的讀者，可以跳過部分內容，直奔主題。
一、什麼是好的資料庫設計？
可以認為，好的資料庫設計，應該是規範的，規範的定義是什麼？
資料庫規範化，又稱正規化、標準化，是資料庫設計的一系列原理和技術，以減少資料庫中資料冗餘，增進資料的一致性。關係模型的發明者埃德加·科德最早提出正規化（normal form）這一概念，並於2023年代初定義了第一正規化、第二正規化和第三正規化的概念，還與raymond f. boyce於2023年共同定義了第三正規化的改進正規化——bc正規化。
除外還包括針對多值依賴的第四正規化，連線依賴的第五正規化、dk正規化和第六正規化。
現在資料庫設計最多滿足3nf，普遍認為正規化過高，雖然具有對資料關係更好的約束性，但也導致資料關係表增加而令資料庫io更易繁忙，原來交由資料庫處理的關係約束現更多在資料庫使用程式中完成。
以上摘自wiki百科，關於資料庫規範化的描述。官方的描述還是相當生硬的，但是是用簡短的話較為全面地進行了概括。簡單點說就是，通過使用不同層次的正規化，達到在資料庫設計中，減少資料冗餘，增進資料一致性的目的。
tips:實際應用開發中，基於業務和其他因素，如系統架構（資料庫架構）設計的需要等，普遍認為最多滿足3nf。通過適當的資料庫冗餘，提高相關業務的處理速度、使後端業務**更好設計、提高系統整體效能、滿足資料庫備份的需要、保障資料庫安全（異地多活、主備同步、分布式部署等）等。畢竟，實踐是檢驗真理的唯一標準，理論知識僅僅是實踐的參考和指導。
二、函式依賴理論
三、關係模型的分解特性
四、關係的規範化
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下圖是截至目前，有跡可循的正規化，按照最不規範——最規範排序。（unf->1nf->2nf……dknf->6nf）
最常用的是1nf、2nf、3nf、（bcnf），這3或4類，下面將通過定義、反例這樣的形式幫助大家理解這幾類正規化。
name
***age
class
idtim男20
一班610124199810202022
jerry男21
二班610124199710202100 學號
宿舍號住宿費用
001a
900002
b1500
003b
1500
學號確定宿舍、宿舍確定費用，且有學號不包含宿舍，宿舍不確定學號，符合傳遞函式依賴條件。
在以上關係r中，存在新增異常（新建個c宿舍，但是沒人住無法新增了）刪除異常（學生001退學了宿舍a也就刪除掉了）如果存在傳遞函式依賴，可以拆分為：
學號宿舍號
001a
002b
003b
宿舍號費用a
900b
1500
4.1 第一正規化（1nf）: 列的原子性（同一列不能有多個值）
正例：表4.3——學生和課程的關係
name
course
jimhistory
jimmath
jimchinese
alice
english
tomhistory
tommath
反例1：單一字段存放了多個值，違反了1nf，jim現在到底上的哪門課呢？
**name
course
jimhistory，math，chinese
alice
english
tomhistory，math
反例2：多個字段表達同乙個意思,這也是不符合1nf的。
name
course1
course2
course3
jimhistory
math
chinese
alice
english
tomhistory
math
4.2 第二正規化（2nf）:消除了非主屬性對於碼的部分函式依賴（滿足1nf且非主鍵列都完全函式依賴於主鍵）
通俗點講，①必須滿足1nf②必須有乙個主鍵，且沒有包含在主鍵中的列必須完全依賴於主鍵，而不能只依賴主鍵的一部分
舉個例子：
name
course
score
timchinese
70tim
math
90alice
chinese
80juliea
math
80在這張成績表中，首先滿足了1nf，列的原子性。其次，必須有主鍵，顯而易見，(name+course）才能唯一確定乙個元組，因此，name+course為聯合主鍵。score只有通過name+course才能共同確定，僅僅通過name或course是不行的。以y=f(x)為例,即，score=f(name+course)，score不能只依賴name或course。
4.3 第三正規化（3nf）:消除了非主屬性對於碼的傳遞函式依賴（滿足2nf且非主屬性列都不傳遞依賴於主鍵）
通俗點講，3nf必須滿足，①滿足2nf②不能有傳遞的依賴關係。換句話說，表中的每一列和主鍵直接相關，不能是間接相關的。再換句話說，通過主鍵就能直接定位到每一列，而不能是間接才能定位到
舉個例子：
訂單編號
訂單專案
客戶id
客戶名稱
001水果
101張三
002飲料
101張三
在這個表中，通過訂單編號能確定訂單專案名稱，如001能確定是水果；
通過訂單編號，能確定客戶id，通過客戶id能確定客戶名稱，當存在這種情況即存在傳遞依賴時，這個表就不滿足3nf了，需要拆分。
可以拆分為：
訂單編號
訂單專案
客戶id
001水果
101002
飲料101
客戶id
客戶名稱
101張三
4.4 bcnf:消除了主屬性對於碼的部分函式依賴和傳遞函式依賴（即滿足3nf，並且主屬性之間沒有依賴關係）
通俗點講，①滿足3nf②主屬性之間沒有依賴關係。
tips:
3nf和bcnf是在函式依賴的條件下對模式分解所能達到的最大程度。
3nf可能存在主屬性對鍵的部分依賴和傳遞依賴。
乙個模式中的關係模式如果都屬於bcnf，
那麼在函式依賴範圍內，已經實現了徹底的分離，已消除了插入異常和刪除異常。
後記：關於理論性、概念性知識，是比較抽象的，文章使用了學術定義結合通俗描述及例項的方法，講解了資料庫規範化相關知識，側重點是正規化，希望可以幫到各位讀者對概念的理解。
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