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设计数据表的时候#xff0c;要考虑很多的问题:
用户需要哪些数据#xff0c;我们在数据表中要保存哪一些数据怎么保证数据表中的数据的正确性如何降低数据表的冗余度开发人员怎么才能更方便的使用数据库
如果数据库设计得不合理的话#xff0c;可…1.为什么需要数据库设计
设计数据表的时候要考虑很多的问题:
用户需要哪些数据我们在数据表中要保存哪一些数据怎么保证数据表中的数据的正确性如何降低数据表的冗余度开发人员怎么才能更方便的使用数据库
如果数据库设计得不合理的话可能导致下面的几种问题:
设计容易信息重复存储空间浪费数据更新插入删除的异常不能正确表示信息丢失有效信息程序性能差
我们可以看出设计良好的数据库是很重要的它有下面的优点:
节省数据的存储空间能够保证数据的完整性方便进行数据库应用系统的开发
设计数据库我们得重视数据表的设计为了建立冗余度小结构合理的数据库设计数据库必须遵循一定的规则。
2.范式(Normal Formal
2.1范式概述
关系型数据库中关于数据表设计的基本原则规则就称为范式范式是我们在设计数据库结构过程中需要遵循的规则和指导方法。 不过有的时候为了提高某一些查询性能我们还需要破坏范式规则也就是反规范化。
2.2 键和相关属性的概念
范式的定义会用到主键和候选键我们先来看看相关的概念数据库中的键是由一个或多个属性组成的我们来看一下数据表中常用的几种键和属性的定义。 举例 这里有两个表 球员表player球员编号丨姓名身份证号「年龄|球队编号 球队表team球队编号丨主教练丨球队所在地
超键对于球员表来说超键就是包括球员编号或者身份证号的任意组合比如球员编号 姓名身份证号年龄等。候选键就是最小的超键对于球员表来说候选键就是球员编号或者身份证号。主键我们自己选定也就是从候选键中选择一个比如球员编号。外键球员表中的球队编号主属性、非主属性在球员表中主属性是球员编号身份证号其他的属性姓名年龄球队编号都是非主属性。
2.3第一范式(1NF)
数据表中的每个字段的值是不可再拆分的最小数据单元
第一范式主要是保证数据表中的每一个字段的值必须具有原子性 属性的原子性是主观的我们要根据实际项目的需求来设计比如说地址如果项目没有说要细分为省市县镇这么具体的话我们一般就可以不拆分。
2.4第二范式(2NF
第二范式要求在满足第一范式的基础上还要满足数据表里的每一条数据记录都是可唯一标识的而且所有的非主键字段都必须完全依赖主键不能只依赖主键的一部分。
如果知道主键的所有属性的值我们就可以检索任何元组(行)的任何属性的任何值(要求中的主键可以拓展替换为候选键) 比如说在成绩表(学号课程号成绩)关系中(学号课程号)可以决定成绩因为一个学生可以选多门课一门课也可以被多个学生选择所以学号或课程号都不能单独决定成绩。 所以(学号课程号)——成绩就是完全依赖关系。 比赛表里面包含球员编号姓名年龄比赛编号比赛实际和比赛场地等属性候选键和主键都是(球员编号比赛编号),我们可以通过候选键(主键)来决定下面的关系。
(球员编号比赛编号)——(姓名年龄比赛时间比赛场地得分)
但是这个数据表不满足第二范式因为数据表中的字段之间还存在下面的对应关系: (球员编号)——(姓名年龄) (比赛编号)——(比赛时间比赛场地) 非主属性并非完全依赖候选键这样会产生下面的问题。
数据冗余:如果一个球员参加m场比赛那么球员的姓名和年龄就重复了m-1次一个比赛可能有n个球员参加比赛时间和地点就重复了n-1次插入异常:如果我们要添加一场新的比赛但是这时还没有确定参加的球员都有谁2那么就没发插入删除异常:我们想删除某个球员编号但是如果没有单独保存比赛表的话就会同时把比赛信息删除掉更新异常:如果我们调整了某个比赛时间那么数据表所有的这个比赛的时间都得进行调整不然就会出现同一场比赛但是时间不同的情况。
为了避免上述情况我们可以把球员比赛表设计成下面的三张表。
表名属性(字段)球员player表球员编号姓名年龄等属性比赛game表比赛编号比赛时间比赛场地等属性球员比赛关系player_game表球员编号比赛编号得分等属性
这样的话每张数据表都符合第二范式就避免了异常情况的发生
第二范式要求实体的属性完全依赖主关键字如果存在不完全依赖那么这个属性和主关键字的这一部分就应该分离处理形成一个新的实体新实体和原来实体之间是一对多的关系
2.5第三范式(3NF
第三范式建立在已经满足第二范式的基础上数据表中的每一个非主键字段都和主键字段直接相关也就是说数据表中的所有非主键字段不能依赖于其他非主键字段这个规则的意思是所有非主属性之间不能有依赖关系它们是互相独立的这里的主键可以拓展成为候选键 2.6范式的优缺点
优点:
数据的标准化有助于消除数据库中的数据冗余
第三范式通常被认为在性能扩展性和数据完整性方面达到了最好的平衡
缺点:
降低了查询效率因为范式等级越高设计出来的表就越多进行数据查询的时候就可能需要关联多张表不仅代价昂贵而且可能会使得一些索引失效范式只是提出设计的标准实际设计的时候我们可能为了性能和读取效率违反范式的原则通过增加少量的冗余或重复的数据来提高数据库的读取性能减少关联查询实现空间换时间的目的
3.反范式化
3.1概述
遵循业务优先的原则首先满足业务需求再进来减少冗余有时候我们想要对查询效率进行优化反范式化也是一种优化思路我们可以通过在数据表中增加冗余字段来提高数据库的读性能。 3.2 反范式的新问题
反范式虽然可以通过空间换实际提升查询的效率但是反范式也会带来一些新问题
存储空间变大了一个表中字段做了修改另外一个表中冗余字段也要同步进行修改不然会导致数据不一致如果用存储过程了支持数据的更新删除等操作如果操作频繁就会消耗系统资源在数据量小的情况下反范式不能体现性能的优势可能还会让数据库的设计更加复杂。
3.3反范式的适用场景
当冗余信息能大幅度提高查询效率的时候我们才会采取反范式的优化。 增加冗余字段的建议 增加冗余冗余字段一定要符合下面的两个条件满足下面的两个条件才可以考虑增加冗余字段 ①这个冗余字段不需要经常进行修改 ②这个冗余字段查询的时候不可或缺 4.BCNF(巴斯范式) 这个表符合第三范式
