规范化设计原则是数据库设计的基本原则,有助于减少数据冗余,提高数据一致性和完整性,简化数据管理,增强数据安全性,对整个开发项目至关重要。而缺乏规范化设计会导致数据冗余,增加存储成本,引发更新、插入和删除异常,不利于数据安全性和扩展性。
因此,规范化设计对数据库设计而言非常重要,以下是数据库规范化设计的5大原则:
数据库规范化
1. 第一范式 (1NF)
在设计数据库时,应首先遵循第一范式(1NF),并逐步进行规范化,直至达到第三范式(3NF)。对于特定场景,可能需要进一步应用更高层次的范式,如BCNF和4NF。
第一范式 (1NF),需要确保数据库表中每个字段都是不可分割的基本数据项,每个记录都是唯一的数据元素,而不是列表或集合。
因此,应消除表中的重复列,确保所有列都是原子性的,即不可再分割为更小的数据项。同时,应避免在同一列中存储多个相互关联但独立的值。
数据库规范原则:第一范式
2. 第二范式 (2NF)
需确保确保表满足1NF,并且所有非主键列完全依赖于整个主键,而非主键的任何一部分。
如果一个表有复合主键,应将那些只依赖于主键一部分的非主键字段分离到新的表中。另外,在应用第二范式(2NF)之前,必须确保数据库已经满足第一范式(1NF),因为2NF是建立在1NF基础之上的进一步规范化。
数据库规范原则:第二范式
3. 第三范式 (3NF)
需确保表满足2NF,并且所有非主键列直接依赖于主键,而不是间接依赖于其他非主键列。即消除表中的传递依赖,确保非主键字段既不依赖于其他非主键字段,也不传递依赖于主键。
在应用第三范式(3NF)时,应仔细识别并解决传递依赖,以避免不必要的表分裂。应将那些依赖于非主键列的信息分离到单独的表中,以确保数据的独立性。
数据库规范原则:第三范式
4. Boyce-Codd范式 (BCNF)
确保表满足3NF,消除多维表中的多值依赖,确保表中的每个组合键都能唯一决定非键字段的值。
若表中存在多值依赖,应将相关的非键字段分离到与多值依赖的组合键相对应的多个表中,以确保数据的正确性和一致性。以确保表中的每一个非平凡函数依赖的左部都是候选键。另外,需要确保不存在非主键列依赖于非候选键的情况,分解那些违反BCNF的表,直到所有非主键列直接依赖于候选键。
数据库规范原则:BCNF范式
5. 第四范式 (4NF)
确保表满足BCNF,并且表中不存在多值依赖。消除多值依赖,即当两个非主键列之间存在多对多关系时,应该将它们分离到单独的表中。
多值依赖通常发生在包含集合的列中。分离那些存在多值依赖的列到新的表中,以消除这种依赖。
数据库规范原则:第四范式
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以上是数据库规范化设计的5大基本原则。而数据库规范化的注意事项:减少冗余,避免更新、插入和删除异常;平衡性能与规范化,适度反规范化以提升查询效率;考虑业务需求,简化复杂查询;维护数据一致性与安全性;控制维护成本。