概述

數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)是從事數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行維護(hù)等各方面工作的一個(gè)重要的基礎(chǔ)性工作。根據(jù)不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求，確定并遵循數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)原則，例如按照第三范式開展邏輯設(shè)計(jì)，不僅能滿足減少數(shù)據(jù)冗余、保證數(shù)據(jù)一致性和完整性、易擴(kuò)展性和伸縮性等需求，也是保障系統(tǒng)高性能的一個(gè)重要基礎(chǔ)。

一、為什么要邏輯設(shè)計(jì)？

1、全表掃描案例

從一個(gè)案例來(lái)看，例如查詢“喜歡語(yǔ)文的所有學(xué)生”

2、原因

select id,name,hobby from student;ID NAME HOBBY---------------------1 小明 語(yǔ)文，數(shù)學(xué)2 小紅 英語(yǔ)，語(yǔ)文，數(shù)學(xué)3 小林 英語(yǔ)，語(yǔ)文

可以看到如果是這么設(shè)計(jì)表的話，把學(xué)生的愛(ài)好都塞在一個(gè)字段HOBBY中，那么查詢條件只能寫成like '%語(yǔ)文%'。這里的根本原因是該表設(shè)計(jì)不符合規(guī)范化設(shè)計(jì)理論，從而導(dǎo)致了全表掃描。這里我們就可以看出邏輯設(shè)計(jì)的重要性了。

二、什么是邏輯設(shè)計(jì)

1、概念總結(jié)

1）將需求轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯模型

2）通過(guò)ER圖的型式對(duì)邏輯模型進(jìn)行展示

3）同所選用的具體的DBMS系統(tǒng)無(wú)關(guān)

2、名詞解釋

關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)通常所說(shuō)的一張表

元組：表中的一行即為一個(gè)元組

屬性：表中的一列即為一個(gè)屬性，每一個(gè)屬性都有一個(gè)名稱，稱為屬性名

候選碼：表中的某個(gè)屬性組，它可以唯一確定一個(gè)元組

主碼：一個(gè)關(guān)系有多個(gè)候選碼，選定其中一個(gè)為主碼

域：屬性的取值范圍

分量：元組中的一個(gè)屬性值

3、ER圖例說(shuō)明

矩形：表示實(shí)體集，矩形內(nèi)寫實(shí)體集的名字

菱形：表示聯(lián)系集

橢圓：表示實(shí)體的屬性

線段：將屬性連接到實(shí)體集，或?qū)?shí)體集連接到聯(lián)系集

4、數(shù)據(jù)操作異常及數(shù)據(jù)冗余

插入異常：如果某實(shí)體隨著另一個(gè)實(shí)體的存在而存在，即缺少某個(gè)實(shí)體時(shí)無(wú)法表示這個(gè)實(shí)體，那么這個(gè)表就存在插入異常。

更新異常：如果更改表所對(duì)應(yīng)的某個(gè)實(shí)體實(shí)例的單獨(dú)屬性時(shí)，需要將多行更新，那么就說(shuō)這個(gè)表存在更新異常。

刪除異常：如果刪除表的某一行來(lái)反映某實(shí)體實(shí)例，失效時(shí)導(dǎo)致另一個(gè)不同實(shí)體實(shí)例信息丟失，那么這個(gè)表中就存在刪除異常。

注意：若一個(gè)表中存在插入異常，那它肯定存在刪除異常和更新異常。

數(shù)據(jù)冗余：是指相同的數(shù)據(jù)在多個(gè)地方存在，或者說(shuō)表中的某個(gè)列可以由其他列計(jì)算得到，這樣就說(shuō)表中存在數(shù)據(jù)冗余。

三、什么是規(guī)范化設(shè)計(jì)

1、第一范式（所有屬性必須是單值）

定義：數(shù)據(jù)庫(kù)表中的所有字段都是單一屬性，不可再分的。這個(gè)單一屬性是由基本的數(shù)據(jù)類型所構(gòu)成的，如整數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)，字符串等，換句話說(shuō)，第一范式要求數(shù)據(jù)庫(kù)中的表都是二維表。(二維表就是由行和列組成的表)

2、第二范式（所有屬性必須依賴于該實(shí)體的唯一標(biāo)識(shí)屬性）

定義：數(shù)據(jù)庫(kù)的表中不存在非關(guān)鍵字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的部分函數(shù)依賴。部分函數(shù)依賴是指存在著組合關(guān)鍵字中的某一關(guān)鍵字決定非關(guān)鍵字的情況。

換句話說(shuō)：所有單關(guān)鍵字的表都符合第二范式。

修改后的：

通俗解釋:

完全依賴：表中只有一個(gè)關(guān)鍵字(即主鍵)，其他屬性的增刪改查的時(shí)候定位到這一行都是依賴此關(guān)鍵字的。

第二范式：只能有一個(gè)主鍵，不能有復(fù)合主鍵，可以就滿足了第二范式。

由于供應(yīng)商和商品之間是多對(duì)多的關(guān)系，所以只有使用商品名稱和供應(yīng)商名稱才可以唯一標(biāo)識(shí)出一件商品，也就是商品名稱和供應(yīng)商名稱是一組組合關(guān)鍵字。

上表中存在以下的部分函數(shù)依賴關(guān)系

3、第三范式（沒(méi)有一個(gè)非唯一標(biāo)識(shí)屬性依賴于另一個(gè)非唯一標(biāo)識(shí)屬性）

定義：第三范式是在第二范式的基礎(chǔ)上定義的，如果數(shù)據(jù)表中不存在非關(guān)鍵字段，對(duì)任意候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。

存在問(wèn)題：

(分類，分類描述)對(duì)于每一個(gè)商品都會(huì)進(jìn)行記錄，所以存在數(shù)據(jù)冗余，同時(shí)也會(huì)存在數(shù)據(jù)deep插入、更新及刪除異常。

4、BC范式

定義：在第三范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫(kù)表中如果不存在任何字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合BC范式。也就是說(shuō)如果是復(fù)合關(guān)鍵字，則復(fù)合關(guān)鍵字之間也不能存在函數(shù)依賴關(guān)系

存在下列關(guān)系因此不符合BCNF要求：

(供應(yīng)商)—>(供應(yīng)商聯(lián)系人)(供應(yīng)商聯(lián)系人)—>(供應(yīng)商)

并且存在數(shù)據(jù)操作異常及數(shù)據(jù)冗余

總結(jié)

第一，二，三范式解決的是非主屬性的關(guān)系。BC 范式解決的是主屬性的關(guān)系；

第一范式：就是原子性，字段不可再分割，（列屬性不能在細(xì)分為子列）

第二范式：就是完全依賴，沒(méi)有部分依賴；(非主屬性不能依賴于主鍵的一部分，要完全依賴于主鍵（主鍵是復(fù)合鍵）)

第三范式：沒(méi)有傳遞函數(shù)依賴。(非主屬性之間的依賴)

BC范式： 解決部分主鍵依賴于非主鍵部分（復(fù)合關(guān)鍵字之間也不能存在函數(shù)依賴關(guān)系）。

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