為了建立冗餘較小、結構合理的資料庫,設計資料庫時必須遵循一定的規則。在關係型資料庫中這種規則就稱為正規化。正規化是符合某一種設計要求的總結。要想設計乙個結構合理的關係型資料庫,必須滿足一定的正規化。
一、基礎概念
要理解正規化,首先必須對知道什麼是關聯式資料庫,如果你不知道,我可以簡單的不能再簡單的說一下:關聯式資料庫就是用二維表來儲存資料。表和表之間可以……(省略10w字)。
然後你應該理解以下概念:
在實際開發中最為常見的設計正規化有三個:
1.第一正規化(確保每列保持原子性)【屬性不可分】
第一正規化是最基本的正規化。如果資料庫表中的所有字段值都是不可分解的原子值,就說明該資料庫表滿足了第一正規化。
第一正規化的合理遵循需要根據系統的實際需求來定。比如某些資料庫系統中需要用到「位址」這個屬性,本來直接將「位址」屬性設計成乙個資料庫表的字段就行。但是如果系統經常會訪問「位址」屬性中的「城市」部分,那麼就非要將「位址」這個屬性重新拆分為省份、城市、詳細位址等多個部分進行儲存,這樣在對位址中某一部分操作的時候將非常方便。這樣設計才算滿足了資料庫的第一正規化,如下表所示。
上表所示的使用者資訊遵循了第一正規化的要求,這樣在對使用者使用城市進行分類的時候就非常方便,也提高了資料庫的效能。
2.第二正規化(確保表中的每列都和主鍵相關)【符合第一正規化,同時非主屬性完全依賴於主鍵】
第二正規化在第一正規化的基礎之上更進一層。第二正規化需要確保資料庫表中的每一列都和主鍵相關,而不能只與主鍵的某一部分相關(主要針對聯合主鍵而言)。也就是說在乙個資料庫表中,乙個表中只能儲存一種資料,不可以把多種資料儲存在同一張資料庫表中。
比如要設計乙個訂單資訊表,因為訂單中可能會有多種商品,所以要將訂單編號和商品編號作為資料庫表的聯合主鍵,如下表所示。
訂單資訊表
這樣就產生乙個問題:這個表中是以訂單編號和商品編號作為聯合主鍵。這樣在該表中商品名稱、單位、商品**等資訊不與該錶的主鍵相關,而僅僅是與商品編號相關。所以在這裡違反了第二正規化的設計原則。
而如果把這個訂單資訊表進行拆分,把商品資訊分離到另乙個表中,把訂單專案表也分離到另乙個表中,就非常完美了。如下所示。
這樣設計,在很大程度上減小了資料庫的冗餘。如果要獲取訂單的商品資訊,使用商品編號到商品資訊表中查詢即可。
3.第三正規化(確保每列都和主鍵列直接相關,而不是間接相關)【符合2nf,並且消除傳遞依賴】
第三正規化需要確保資料表中的每一列資料都和主鍵直接相關,而不能間接相關。
比如在設計乙個訂單資料表的時候,可以將客戶編號作為乙個外來鍵和訂單表建立相應的關係。而不可以在訂單表中新增關於客戶其它資訊(比如姓名、所屬公司等)的字段。如下面這兩個表所示的設計就是乙個滿足第三正規化的資料庫表。
這樣在查詢訂單資訊的時候,就可以使用客戶編號來引用客戶資訊表中的記錄,也不必在訂單資訊表中多次輸入客戶資訊的內容,減小了資料冗餘。
通俗地理解三個正規化
通俗地理解三個正規化,對於資料庫設計大有好處。在資料庫設計中,為了更好地應用三個正規化,就必須通俗地理解三個正規化(通俗地理解是夠用的理解,並不是最科學最準確的理解):
第一正規化:1nf是對屬性的原子性約束,要求屬性具有原子性,不可再分解;
第二正規化:2nf是對記錄的惟一性約束,要求記錄有惟一標識,即實體的惟一性;
第三正規化:3nf是對字段冗餘性的約束,即任何字段不能由其他字段派生出來,它要求字段沒有冗餘。
沒有冗餘的資料庫設計可以做到。但是,沒有冗餘的資料庫未必是最好的資料庫,有時為了提高執行效率,就必須降低正規化標準,適當保留冗餘資料。具體做法是:在概念資料模型設計時遵守第三正規化,降低正規化標準的工作放到物理資料模型設計時考慮。降低正規化就是增加字段,允許冗餘。
bc
正規化(bcnf):符合3nf,並且,主屬性不依賴於主屬性
若關係模式屬於第一正規化,且每個屬性都不傳遞依賴於鍵碼,則r屬於bc正規化。
通常bc正規化的條件有多種等價的表述:每個非平凡依賴的左邊必須包含鍵碼;每個決定因素必須包含鍵碼。
bc正規化既檢查非主屬性,又檢查主屬性。當只檢查非主屬性時,就成了第三正規化。滿足bc正規化的關係都必然滿足第三正規化。
還可以這麼說:若乙個關係達到了第三正規化,並且它只有乙個候選碼,或者它的每個候選碼都是單屬性,則該關係自然達到
bc正規化。
一般,乙個資料庫設計符合3nf或bcnf就可以了。在bc正規化以上還有第四正規化、第五正規化。
第四正規化:要求把同一表內的多對多關係刪除。
第五正規化:從最終結構重新建立原始結構。
資料庫設計三大正規化資料庫設計三大正規化
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