DBMS 中的规范化

2025 年 4 月 21 日 | 阅读 4 分钟

一个大型数据库如果定义为单个关系,可能会导致数据重复。这种数据重复可能导致

  • 使关系非常庞大。
  • 难以维护和更新数据,因为这需要搜索关系中的许多记录。
  • 磁盘空间和资源的浪费和利用率低下。
  • 出错和不一致的可能性增加。

因此,为了处理这些问题,我们应该分析并分解具有冗余数据的关系,将其分解为更小、更简单、结构更良好的关系,这些关系满足期望的属性。范式是分解关系以减少属性的过程。

什么是范式?

  • 范式是组织数据库中数据的一种过程。
  • 范式用于最大限度地减少关系或关系集合中的冗余。它还用于消除不良特性,如插入异常、更新异常和删除异常。
  • 范式将较大的表分解为较小的表,并通过关系将它们链接起来。
  • 范式用于减少数据库表中的冗余。

为什么我们需要范式?

范式化的主要原因是消除这些异常。未能消除异常会导致数据冗余,并可能在数据库增长时导致数据完整性和其他问题。范式包含一系列指南,有助于指导您创建良好的数据库结构。

数据修改异常可分为三种类型

  • 插入异常:插入异常是指由于数据缺失而无法将新元组插入关系中的情况。
  • 删除异常:删除异常是指删除数据导致意外丢失其他重要数据的情况。
  • 更新异常:更新异常是指更新单个数据值需要更新多行数据的情况。

范式类型

范式通过一系列称为范式的阶段工作。范式应用于单个关系。如果关系满足约束条件,则认为它处于特定的范式。

以下是各种范式类型

DBMS Normalization
范式描述
1NF如果一个关系包含原子值,则它处于 1NF。
2NF如果一个关系处于 1NF,并且所有非键属性都完全函数依赖于主键,则该关系处于 2NF。
3NF如果一个关系处于 2NF 并且没有传递依赖,则该关系处于 3NF。
BCNF3NF 的一个更强的定义是 Boyce-Codd 范式。
4NF如果一个关系处于 Boyce-Codd 范式并且没有多值依赖,则它处于 4NF。
5NF如果一个关系处于 4NF 并且不包含任何连接依赖(连接应该是无损的),则该关系处于 5NF。

范式步骤

它是一系列称为范式的步骤,用于确保在插入、更新或删除信息时不会将数据异常引入数据中。

DBMS Normalization

范式的优点

  • 范式有助于最大限度地减少数据冗余
  • 更高的整体数据库组织。
  • 数据库内的数据一致性。
  • 更灵活的数据库设计。
  • 强制执行关系完整性概念。

范式的缺点

  • 在了解用户需求之前,无法开始构建数据库。
  • 当范式化关系到更高的范式(即 4NF、5NF)时,性能会下降。
  • 范式化高阶关系非常耗时且困难。
  • 粗心的分解可能导致糟糕的数据库设计,从而导致严重的问题。

范式选择题

1. 一个关系中可以发生多少种异常?

  1. 一次
  2. 三个

答案:c)

解释:在一个关系中,有三种异常会发生,即插入、删除和更新。


2. 关系中的一个属性,它可以唯一确定其他属性的值,称为

  1. 依赖
  2. 决定因素
  3. 被决定者
  4. 复合

答案:b) 决定因素

解释:在关系中,能够唯一确定另一个属性值的属性称为决定因素。


3. 在范式化的上下文中,BNCF 是什么意思?

  1. 基本概念范式
  2. Boyce-Codd 范式
  3. Boyce 概念范式
  4. 基本代码范式

答案:b) Boyce-Codd 范式

解释:BCNF 代表 Boyce-Codd 范式。它用于消除第三范式的异常。


4. 以下哪一项不是范式类型?

  1. DCNF
  2. BCNF
  3. 2NF
  4. 4NF

答案:b) Boyce-Codd 范式

解释:BCNF 代表 Boyce-Codd 范式。它用于消除第三范式的异常。


5. 一个关系不存在部分函数依赖,则属于 __________ 范式。

  1. 3NF
  2. 2NF
  3. 4NF
  4. BCNF

答案:b) 2NF

解释:2NF 中的关系不存在部分函数依赖。


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