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六大范式

设计关系型数据库时，遵从不同的规范要求，设计出合理的关系型数据库，这些不同规范要求被称为不同的范式，各范式呈递次规范，越高范式数据库的冗余越小。只要符合前三大范式就不会发生插入（insert）、删除（delete）和更新（update）操作异常。

• 分类：
  目前关系型数据库被分为6种范式，分别为：
  第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、巴斯一科德范式(BCNF)、第四范式(4NF)、第五范式(5NF，又称完美范式)
• 简单理解：
  1NF : 列不能混着用就行了。
  2NF：要有一个主键，它能决定其他列的值。
  3NF：对于除了主键外的列，不存在某个列，它能决定其他列。

• 概念解释：

  • 码：表中，通过一个属性或属性组，可以决定唯一的一条记录，那么这个属性或属性组就被称为候选码，简称码；
    • 主属性：码中的所有属性（示例中的绿色背景列）；
    • 非主属性：除开码中属性的其他属性；
  • 函数依赖：A->B，通过A属性(组)的值，可以确定唯一的B属性的值，则称B依赖于A，数学函数表示B=f(A) ；
    • 完全函数依赖：A->B，B属性值的确定需要依赖于A属性组中的所有属性值；
    • 部分函数依赖：A->B，B属性值的确定需要依赖于A属性组中的部分属性值；
    • 传递函数依赖：A->B，B->C，如果通过A属性(组)的值，可以确定唯一B属性的值，再通过B属性的值可以确定唯一C属性的值，则称C传递函数依赖于A。

      1NF

      每一列都是不可分割的原子数据项

• 解决了

关系型数据库表的建立必须满足1NF，否则就不是关系型数据库表

• 存在的问题

1.数据冗余；
2.插入异常；

• 如果需要新建一个系，并且有系主任，但是因为还没有学生，所以主键是空的，会导致无法插入

3.删除异常；

• 如果需要把某个系下面学生信息都清空，那么这个系也就不存在了

4.修改异常；

• 如果需要把学生的系进行更换，就需要把三条数据里面的系名和系主任都修改才可以。

• 仅符合1NF： | 姓名 | 系名 | 系主任 | 课名 | 分数 | | —- | —- | —- | —- | —- | | 小花 | 搬砖系 | 小花花 | 高数 | 60 | | 小花 | 搬砖系 | 小花花 | 英语 | 99 | | 小花 | 搬砖系 | 小花花 | 编程 | 99 | | 小明 | 英语系 | 小明明 | 高数 | 80 | | 小明 | 英语系 | 小明明 | 英语 | 59 | | 小明 | 英语系 | 小明明 | 编程 | 99 |

问题：非主属性 “系名” 仅仅依赖于主属性 “姓名” 而不依赖于主属性 “课名”，即存在非主属性部分依赖于码。

2NF

在1NF的基础上，非主属性必须完全依赖于码（在1NF基础上消除非主属性对码的部分函数依赖）；
第二范式需要确保数据库表中的每一列都和主键相关，而不能只与主键的某一部分相关（主要针对联合主键而言）。

• 判断是否符合2NF

判断是否符合2NF，就是看数据表中是否存在非主属性对于码的部分函数依赖，若存在则不符合2NF，若不存在，则符合2NF。

• 解决了

1.消除非主属性对码的部分函数依赖；
2.数据冗余、修改异常

• 存在的问题

1.非主属性对码的传递依赖；
2.插入异常、删除异常

• 仅符合2NF： | 姓名 | 课名 | 分数 | | —- | —- | —- | | 小花 | 高数 | 60 | | 小花 | 英语 | 99 | | 小花 | 编程 | 99 | | 小明 | 高数 | 80 | | 小明 | 英语 | 59 | | 小明 | 编程 | 99 |

问题：非主属性 “系主任” 不直接依赖于主属性 “姓名”，它通过非主属性 “系名”传递依赖于主属性 “姓名”；

3NF

在2NF基础上，任何非主属性不依赖于其它非主属性（在2NF基础上消除传递依赖）；
第三范式需要确保数据表中的每一列数据都和主键直接相关，而不能间接相关，即不存在传递函数依赖。

• 解决了

1.消除了非主属性对码的传递依赖；
2.数据冗余、插入异常、删除异常、修改异常

• 仅符合3NF： | 姓名 | 课名 | 分数 | | —- | —- | —- | | 小花 | 高数 | 60 | | 小花 | 英语 | 99 | | 小花 | 编程 | 99 | | 小明 | 高数 | 80 | | 小明 | 英语 | 59 | | 小明 | 编程 | 99 |

巴斯一科德范式

属于第三范式的修正版，在3NF基础上不允许主属性间存在依赖关系。

通常情况下，巴斯-科德范式被认为没有新的设计规范加入，只是对第二范式与第三范式中设计规范要求更强，因而被认为是修正第三范式，也就是说，它事实上是对第三范式的修正，使数据库冗余度更小。这也是BCNF不被称为第四范式的原因。

4NF

非主属性不应该有多值。如果有多值就违反了第四范式。4NF是限制关系模式的属性间不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖。

⚠️：如果只考虑函数依赖，关系模式规范化程度最高的范式是BCNF；如果考虑多值依赖则是4NF。

5NF

第五范式属于最终范式，消除了4NF中的连接依赖