百度百科述要:在设计关系型数据库时,需遵循不同的规范要求,形成合理的数据结构体系。这些规范要求形成不同的范式体系,范式之间相互递进,越高级的范式意味着数据库的冗余度越低。
在人类语言中,范式可以理解为一种标准级别、规范和要求,用以指导数据表的表结构设计。
在数据库设计中,最为常见的三大范式为第一范式(1NF)、第二范式(2NF)和第三范式(3NF),本文将重点讲解这三大范式的概念和应用。
范式的优点概述
采用范式设计的数据库,其主要优势在于可以降低数据的冗余性。
关于降低数据冗余性的原因分析:
- 过去由于磁盘成本高昂,通过遵循范式可以有效控制存储成本。
范式的阐释
目前所知的范式体系包括:第一范式、第二范式、第三范式、巴斯-科德范式、第四范式以及第五范式等。
函数依赖的解释
函数依赖描述的是数据之间的依赖关系。简单来说,当某个属性集决定另一个属性集时,称后者函数依赖于前者。
例如,在某个关系中,通过(学号、课程)的组合可以确定分数,但单独通过学号无法推导出分数。这就意味着分数完全依赖于(学号、课程)的组合。
范式的具体解释与实例
第一范式(1NF)的核心原则是:属性值不可分割。举例来说,对于不满足第一范式的表设计,如学籍信息列包含可分割的数据项,需进行表结构调整以满足这一要求。
第二范式(2NF)要求避免“部分函数依赖”。这意味着表设计不应存在某些列对主键的部分依赖情况。
第三范式(3NF)则要求消除传递函数依赖。这表示在表设计中不应存在通过一系列列的关联而间接相关的列。
还对以上范式进行了详细举例说明,并解释了如何在实践中应用这些范式来优化数据库设计。
数据库设计的境界与反范式化
数据库设计可划分为三个层次。初学者阶段可能未深刻理解范式的意义,反范式设计可能导致问题。随着经验和问题的积累,设计师能更好地利用范式设计低冗余、高效率的数据库。在高级阶段,设计师会认识到范式的局限性,并适当采用反范式化设计来提高查询效率。
引用知乎专家对范式的理解,强调了数据库设计是一个不断学习和进化的过程。