数据库三范式

1NF：数据库中的字段都是不可再分的。（其实现在的RDBMS都满足了此条件）。

2NF：非关键字段完全依赖于关键字段，即不存在这种情况，某个关键字段，可由其单独决定某个非关键字字段。其实也就是非关键字段的信息不应该由部分主键就可单独得到，目的也就是尽量少的存储冗余信息。

PS: 但是其实并不是一定需要满足2NF，因为存储空间的节省和读取速度的效率是一个矛盾，像如果经常的需要两个大表的连接，比如从一个表的user_id连接user表得到user_name，这样光为了读取一个username就必须把这两个表连接一次，会导致读取速度的变慢，因此可考虑将username也保存进那个表中，这样虽然不满足2nf，但是会加快数据的读取速度。

3NF：不存在非关键字段对关键字段的传递函数依赖。
  即不存在这种情况，关键字段－>非关键字段1，非关键字段1－>非关键字段2。
  即对于所有的非关键字字段，不存在某个非关键字字段决定另一个非关键字字段。
  目的也是为了少存储冗余信息。

例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在的员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性。



II、范式应用实例剖析
        下面以一个学校的学生系统为例分析说明，这几个范式的应用。首先第一范式（1NF）：数据库表中的字段都是单一属性的，不可再分。这个单一属性由基本类型构成，包括整型、实数、字符型、逻辑型、日期型等。在当前的任何关系数据库管理系统（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的数据库，因为这些DBMS不允许你把数据库表的一列再分成二列或多列。因此，你想在现有的DBMS中设计出不符合第一范式的数据库都是不可能的。
首先我们确定一下要设计的内容包括那些。学号、学生姓名、年龄、性别、课程、课程学分、系别、学科成绩，系办地址、系办电话等信息。为了简单我们暂时只考虑这些字段信息。我们对于这些信息，说关心的问题有如下几个方面。

学生有那些基本信息
学生选了那些课，成绩是什么
每个课的学分是多少
学生属于那个系，系的基本信息是什么。


2.1 第二范式（2NF）实例分析

      首先我们考虑，把所有这些信息放到一个表中(学号，学生姓名、年龄、性别、课程、课程学分、系别、学科成绩，系办地址、系办电话)下面存在如下的依赖关系。
        （学号）→ (姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)
         (课程名称) → (学分)
        （学号，课程）→ (学科成绩)
2.1.1 问题分析

      因此不满足第二范式的要求，会产生如下问题


        数据冗余： 同一门课程由n个学生选修，"学分"就重复n-1次；同一个学生选修了m门课程，姓名和年龄就重复了m-1次。

        更新异常：
             1)若调整了某门课程的学分，数据表中所有行的"学分"值都要更新，否则会出现同一门课程学分不同的情况。
            2)假设要开设一门新的课程，暂时还没有人选修。这样，由于还没有"学号"关键字，课程名称和学分也无法记录入数据库。

       删除异常 ： 假设一批学生已经完成课程的选修，这些选修记录就应该从数据库表中删除。但是，与此同时，课程名称和学分信息也被删除了。很显然，这也会导致插入异常。
2.1.2 解决方案

      把选课关系表SelectCourse改为如下三个表：
学生：Student(学号，姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)；
课程：Course(课程名称, 学分)；
选课关系：SelectCourse(学号, 课程名称, 成绩)。
2.2 第三范式（3NF）实例分析

        接着看上面的学生表Student(学号，姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)，关键字为单一关键字"学号"，因为存在如下决定关系：

       （学号）→ (姓名, 年龄，性别，系别，系办地址、系办电话)
        但是还存在下面的决定关系
       (学号) → (所在学院)→(学院地点, 学院电话)
        即存在非关键字段"学院地点"、"学院电话"对关键字段"学号"的传递函数依赖。
        它也会存在数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常的情况。 (數據的更新，刪除異常這里就不分析了，可以參照2.1.1進行分析)

        根据第三范式把学生关系表分为如下两个表就可以滿足第三范式了：

        学生：(学号, 姓名, 年龄, 性别，系别)；
        系别：(系别, 系办地址、系办电话)。


总结

       上面的数据库表就是符合I,II,III范式的，消除了数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常。