范式（避免數據冗余和操作異常）

函數依賴

A->B ?A和B是兩個屬性集，來自同一關系模式，對于同樣的A屬性值，B屬性值也相同

平凡的函數依賴

X->Y，如果Y是X的子集

非平凡的函數依賴

X->Y，如果Y不是X的子集

部分函數依賴

X->Y，如果存在W->Y，且W?X

傳遞函數依賴

在R(U)中，如果X→Y(非平凡函數依賴,完全函數依賴)，Y→Z， 則稱Z對X傳遞函數依賴。

??? 記為：X Z

super key&candidate key&primary key&主屬性&非主屬性

super key：在關系中能唯一標識元素的屬性集

candidate key或key：不含有多余屬性的super key

primary key：在candidate key 中任選一個

candidate key中X決定所有屬性的函數依賴是完全函數依賴

包含在任何一個candidate key中的屬性 ，稱為主屬性

不包含在candidate key中的屬性稱為非主屬性

1NF 列不可分

列不可分

2NF 消除了非主屬性對鍵的部分函數依賴

在關系T上有函數依賴集F，F+是F的閉包。

F滿足2NF，當且僅當 每個非平凡的函數依賴X->A(F+),A是單個非主屬性，要求X不是任何key的真子集（有可能是super key，也有可能是非key）。

3NF 消除了非主屬性對鍵的傳遞函數依賴

F滿足3NF，當且僅當 每個非平凡的函數依賴X->A(F+),A是單個非主屬性，要求X是T的super key。

BCNF 消除了主屬性對鍵的部分函數依賴和傳遞函數依賴

F滿足BCNF，當且僅當 每個非平凡的函數依賴X->A(F+),A是單個屬性，要求X是T的super key。

對于F+中 的任意一個X->A，如果A是單個屬性，且A不在X中，那么X一定是T的super key。

?

反范式（減少連接，提高查詢效率）

沒有冗余的數據庫未必是最好的數據庫，有時為了提高運行效率，就必須降低范式標準，適當保留冗余數據。具體做法是： 在概念數據模型設計時遵守第三范式，降低范式標準的工作放到物理數據模型設計時考慮。降低范式就是增加字段，減少了查詢時的關聯，提高查詢效率，因為在數據庫的操作中查詢的比例要遠遠大于DML的比例。但是反范式化一定要適度，并且在原本已滿足三范式的基礎上再做調整的。

Pattern1：合并1對1關系

car_id	car_name
1	c1
2	c2
3	c3

teacher

teacher_id	teacher_name
1	t1
2	t2
3	t3
4	t4

合并后

car_and_teacher

car_id	car_name	teacher_id	teacher_name
1	c1	1	t1
2	c2	2	t2
3	c3	3	t3
NULL	NULL	4	t4

問題：會產生大量空值，若兩邊都部分參與則不能合并；

部分參與為大部分參與時比較適合Pattern1

Pattern2：1對N關系中復制非鍵屬性以減少連接

兩表連接時復制非鍵屬性以減少連接

例：查詢學生以及所在學院名，可以在學生表中不僅存儲學院id，并且存儲學院名

faculty

fid	fname
1	f1

student

sid	sname	fid	fname
1	s1	1	f1

維護時：

1）如果在UI中，只允許用戶進行選擇，不能自行輸入，保證輸入一致性

2）如果是程序員，對于類似學院名這種一般不變的代碼表，在修改時直接對兩張表都進行修改；如果經常變化，則可以加一個觸發器。

Pattern3：1對N關系中復制外鍵以減少連接

把另一張表的主鍵復制變成外鍵

應用后：

Pattern4：N對N關系中復制屬性，把兩張表中經常需要的內容復制到中間關系表中以減少連接

Pattern5：引入重復值

通常對于一個多值屬性，值不太多，且不會經常變，可以在表中建立多個有關此屬性的列

address1 | address2 | address3 | address4

Pattern6：建立提取表

為了解決查詢和更新之間不可調和的矛盾，可以將更新和查詢放在兩張表中，從工作表中提取查詢表，專門用于查詢。只適用于查詢實時性不高的情況。

Pattern7：分表

水平拆分

垂直拆分