数据库设计技巧

   如今， 随着软件应用领域的扩大，我们要处理的数据也越来越多， 面对各式各样的数据， 我怎么样系统的保存和管理这些数据呢 。
    这里我们就要采用关系型数据库。 关系型数据库是当前最广泛的应用的数据库类型，如mysql  oracle  access  等等 很多。 关系数据库的设计就是对数据进行组织化和结构化的过程。 要想设计好一个关系型的数据库，我们就必须得遵从科学的设计规则！ 当我们设计的数据库规模较小时候， 可以比较轻松的处理数据库中的表结构， 然而 我们的项目很大时，涉及的数据与数据之间的关系越来越复杂的时候，关系数据库的设计就很庞大了， 如果表格的定义不合理， 就会导致 数据的更新和删除不完整。这时候我们要写的sql语句也是很笨拙的，并且查找的效率很是底下， 为了科学的设计数据库，减少数据的冗余和错乱，提高数据的可扩展性，我们要遵从数据库设计的规范化流程。
   一、 数据库设计的规范有三范式：
1. 第一范式（1NF）无重复的列

      所谓第一范式（1NF）是指数据库表的每一列都是不可分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或者不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。简而言之，第一范式就是无重复的列。

说明：在任何一个关系数据库中，第一范式（1NF）是对关系模式的基本要求，不满足第一范式（1NF）的数据库就不是关系数据库。


2. 第二范式（2NF）属性完全依赖于主键[消除部分子函数依赖]

      第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二范式（2NF）要求数据库表中的每个实例或行必须可以被惟一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。例如员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是惟一的，因此每个员工可以被惟一区分。这个惟一属性列被称为主关键字或主键、主码。
      第二范式（2NF）要求实体的属性完全依赖于主关键字。所谓完全依赖是指不能存在仅依赖主关键字一部分的属性，如果存在，那么这个属性和主关键字的这一部分应该分离出来形成一个新的实体，新实体与原实体之间是一对多的关系。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的惟一标识。简而言之，第二范式就是属性完全依赖于主键。


3. 第三范式（3NF）属性不依赖于其它非主属性[消除传递依赖]

    满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。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。

二、当我遇到的实体是多对多的关系的时候我们要善于正确处理多对多的关系
     若两个实体之间存在多对多的关系，则应消除这种关系。消除的办法是，在两者之间增加第三个实体。这样，原来一个多对多的关系，现在变为两个一对多的关系。要将原来两个实体的属性合理地分配到三个实体中去。这里的第三个实体，实质上是一个较复杂的关系，它对应一张基本表。一般来讲，数据库设计工具不能识别多对多的关系，但能处理多对多的关系。

〖例3〗：在“图书馆信息系统”中，“图书”是一个实体，“读者”也是一个实体。这两个实体之间的关系，是一个典型的多对多关系：一本图书在不同时间可以被多个读者借阅，一个读者又可以借多本图书。为此，要在二者之间增加第三个实体，该实体取名为“借还书”，它的属性为：借还时间、借还标志(0表示借书，1表示还书)，另外，它还应该有两个外键(“图书”的主键，“读者”的主键)，使它能与“图书”和“读者”连接。


三、当然对于以上的三范式，对于不同的需求也有不同的侧重点：
   比如我们要正确的认识和处理数据冗余的问题， 这里声明一点  主键与外键在多表中的重复出现，不属于数据的冗余，我们必须认识到这点，只要非关键字的重复出现才是 数据的冗余！而且是一种低级冗余，即重复性的冗余。高级冗余不是字段的重复出现，而是字段的派生出现。
〖例4〗：商品中的“单价、数量、金额”三个字段，“金额”就是由“单价”乘以“数量”派生出来的，它就是冗余，而且是一种高级冗余。冗余的目的是为了提高处理速度。只有低级冗余才会增加数据的不一致性，因为同一数据，可能从不同时间、地点、角色上多次录入。因此，我们提倡高级冗余(派生性冗余)，反对低级冗余(重复性冗余)。

总之，要提高数据库的运行效率，必须从数据库系统级优化、数据库设计级优化、程序实现级优化，这三个层次上同时下功夫。