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隨著信息化時代的到來，數據庫已成為企業(yè)信息管理的重要基礎設施。對于一個大型企業(yè)來說，數據庫中包含海量的數據，只有以合理化的方式對其進行管理，才能有效提高企業(yè)運作效率。數據庫的規(guī)范化是實現(xiàn)合理化管理的重要手段之一，它可以提高數據的一致性和可維護性，減少數據冗余和錯誤。
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概述
數據規(guī)范化是指通過一系列的規(guī)則和操作，將一個不規(guī)范的數據庫設計轉化為規(guī)范化的數據庫設計，以達到簡化數據結構的目的。數據規(guī)范化的基本原則為：每個記錄只包含一個實體的信息；每個屬性只包含一個數據項的信息；記錄之間的重復信息以關聯(lián)方式處理。通過數據規(guī)范化的處理，可以將原本復雜的數據結構變得簡單，易于理解和維護。
與此同時，規(guī)范化還可以避免冗余數據的出現(xiàn)，從而減少存儲空間的占用。例如，一個訂單表中包含了許多客戶信息，如果不進行規(guī)范化處理，每個訂單記錄都會包含相同的客戶信息，導致數據冗余，浪費存儲空間。但是，如果將客戶信息依照規(guī)范化原則單獨設立一個客戶表，訂單表只記錄每個訂單對應的客戶ID，則可以避免數據冗余、提高數據一致性。
規(guī)范化原則
數據規(guī)范化有三個基本原則：之一范式、第二范式和第三范式。此外還有BC范式和第四范式等進階范式。
1. 之一范式（1NF）
之一范式要求數據庫每個數據項都是不可分的原子值，即在每個數據項中不能包含多個數據值。例如，如果一個數據項是“姓名+地址”，則不符合之一范式。需要將其拆分成“姓名”和“地址”兩個單獨的數據項，才能符合之一范式要求。
2. 第二范式（2NF）
第二范式要求數據庫中的每個記錄必須都能被唯一地識別。具體來說，要求數據表中的每個非關鍵字段都與一個唯一的主鍵相關聯(lián)。如果一個非關鍵字段只與部分主鍵相關聯(lián)，則需要將其與其他數據一起移到新的表中，使其成為一個新的表的主鍵。
3. 第三范式（3NF）
第三范式要求數據庫中的每個字段都與主鍵相關，而不僅僅是與某些字段相關。換句話說，每個字段都必須直接依賴于主鍵，而不依賴于其他非關鍵字段。如果存在某個字段依賴于其他非關鍵字段，需要將其移到新的數據表中，使其符合第三范式的要求。
BC范式
BC范式是指在第三范式基礎上，進一步消除非主屬性對主屬性的傳遞函數依賴，并且消除一個關系模式中的多值依賴。例如，一個學生表中既包含學生姓名，又包含學生所在的班級和年級信息。班級和年級都可以通過學生的姓名唯一確定，因此在BC范式中，應該將其分開成三個數據表：學生表、班級表和年級表。
第四范式
第四范式是指在BC范式基礎上，消除多對多關系中的冗余數據。例如，一個訂單表與用戶表存在多對多的關系，一個用戶可以下多個訂單，一個訂單也可以被多個用戶下單。在第三范式中，需要將用戶信息和訂單信息分開存儲，因此需要在第四范式中再將訂單和用戶的關系拆分成一個新的關系表，避免冗余數據的產生。
總而言之，通過數據規(guī)范化的處理，可以使數據結構更加簡單直觀、易于理解和維護，并且可以避免大量的數據冗余和錯誤。但需要注意的是，數據規(guī)范化雖然非常重要，但是并不能解決所有的數據管理問題，需要根據實際情況進行調整和補充。
結論
數據庫規(guī)范化是企業(yè)信息管理的重要手段。通過規(guī)范化可以提高數據一致性和可維護性，減少數據冗余和錯誤，做到信息共享和高效利用。但是，規(guī)范化設計并不是一勞永逸的，需要視情況不斷調整，以滿足企業(yè)發(fā)展的需求。掌握數據規(guī)范化的原則，對于數據庫設計、開發(fā)和維護都有很大的參考價值。
相關問題拓展閱讀：
- 數據庫規(guī)范化三個范式應用實例
數據庫規(guī)范化三個范式應用實例
規(guī)范化為什么重要？目前很多的數據庫由于種種原因還沒有被規(guī)范化。本文中解釋了其中一些原因，并用不同形式的范式（normal form）規(guī)范化了一個保險公司的理賠表。在這個過程中表的改變以及添加的一些附加表使數據庫效率更高、錯誤更少、更容易維護。
數據庫的規(guī)范化是優(yōu)化表的結構和把數據組織到表中的實踐，這樣做數據才能更明確。規(guī)范化使你能夠改變業(yè)務規(guī)則、需求和數據而不需要重新構造整個系統(tǒng)。
通過改變存儲數據的方式–僅僅改變一丁點–并改變訪問這些信息的程序，你就可以消除很多錯誤或垃圾數據出現(xiàn)的機會并減輕更新信息所必要的工作量。
公司現(xiàn)實存在的一個問題可以用一句話概括”我們一般都這樣做”。我們一般像采用那種方式存儲信息；我們一般允許人們把任何信息寫入 ；我們一般采用那種方式編程。這通常是一件壞事，特別是對于年輕的和正在學習的公司來說。但是，當有新的系統(tǒng)和更好的完成任務的途徑的時候，有時”采用那種方式任務完成得很好”這句話可能需要重新探討和修改。規(guī)范化數據就是公司常常采用的有益的方式之一。
盡管對于COBOL程序（例如任何COBOL程序員都熟悉的文件布局）使用數據來說，把它們（數據）存儲在關系數據庫中與存儲在平面文件中很相似，但是存儲在平面文件中的方法并不是完成任務的必要的的途徑，特別是由于你不了解兩者之間的差別或害怕改變，而簡單地把過去的觀念帶入到現(xiàn)在的方式。
注意：Dictionary.com是這樣定義規(guī)范化的：”使其標準，特別使導致它符合某種標準或規(guī)范?！被颉蹦撤N標準的強制接受”。Webopedia認為規(guī)范化是”在關系數據庫設計中，組織數據以最小化冗余的過程。規(guī)范化通常包括把一個數據庫分成兩個或多個表并定義表之間的關系。其目標是隔離數據，這樣添加、刪除和修改某個字段只需要在一個表中進行，接著可以通過定義的關系傳遞到數據庫中剩余的表中”。我更喜歡這個定義。
術語
在你了解現(xiàn)實世界中的一個保險公司的例子之前，你需要了解一些在討論中會用到的術語。處理數據庫的時候，特別是在處理規(guī)范化問題的時候，下面一部分講到的一組新的關鍵字很有作用：
· 關系（Relation）：從本質上說，關系是一個包含行和列的二維表或數組。
· 關聯(lián)（Relationship）：關聯(lián)是不同表之間的數據彼此聯(lián)系的方法。關聯(lián)同時存在于形成不同實體的數據項之間和表實體本身之間，構成了數據庫規(guī)范化的基本核心問題。數據關聯(lián)有三種基本的類型，對它們有所了解是很重要的：
一對一（1:1）：一對一關聯(lián)意味著任何給定的每個（而不是大多數）實例嚴密地與另一個實體的一個實例對應。每個人只有一個正確的指紋就是的。每個號碼準確地與一個付帳的獨立私人客戶對應（不是公司）。美國的每個人都只有一個社會保障號碼。
一對多（1:M）：一對多關聯(lián)意味著給定實體的一個實例可以可以與另一個實體的零個實例、一個實例或者多個實例關聯(lián)。每個人可能沒有小孩、有一個小孩或多個小孩。每個人可能沒有汽車、有一輛汽車或多輛汽車。
多對多（M:N）：多對多關聯(lián)（給定實體的零個、一個或多個實例與另一個實體的零個、一個或多個實例關聯(lián)）是一種直接模擬很復雜的關聯(lián)，它經常被分解為多個1:M關聯(lián)。由于多個家庭混合在一起，一個或多個小孩可能沒有父母親（孤兒）、一個父母（單親家庭），多于一個父母（兩個仍然在一起或者離婚的兩個父母、或者離婚了又復婚了的父母）。房屋或財產可以給一個人或多個人，而這些人（一個或多個）在遺囑上可能又一個或多個房屋或財產。
· 屬性（Attribute）：屬性被認為是程序或數據庫中的某些組件的可以修改的特性或特征，它可以被設置為不同值或者關系或表中的列。
· Tuple：Tuple是關系數據庫或非關系數據庫中的排序了的一組值或值屬性：關系中的一行。
· 刪除異常：刪除異常指由于其它數據故意的刪除而導致的數據矛盾或未預料到的數據（信息）丟失。
· 插入異常：插入異常指由于數據的缺少或缺乏導致沒有能力把信息添加到數據庫。
· 更新異常：更新異常指由于數據冗余或者冗余數據的不完整更新造成的數據矛盾。
· 關系的分解：關系的分解指把一個關系分解成多個關系，從而使關系符合更高的范式。
· 數據冗余：數據冗余指數據庫中沒有必要的數據重復。
· 數據完整性：數據完整性指數據庫中數據的一致性。保證數據完整性很重要，只有這樣用戶才知道他們依賴的數據是正確的、他們查詢的結果以及程序才是精確的和符合期望的。
· 原子值：原子值是一個值，它既不是能被進一步拆分的一組值，也不是一個重復的組。每個列都有一個完整的值，但是只有一個值–這個值不能被分解為多個部分，它要么被數據庫使用，要么被使用數據庫的用戶訪問的信息。
· 參考完整性規(guī)則：參考完整性規(guī)則指存儲在非空的外部健中的值必須是某種關系中的關鍵數據項。
· 外部健：外部健是一個關系中的一組屬性（一個或多個列），它同時也是某種（相同的或其它的）關系中的主鍵。它是關系之間的邏輯鏈接。參考自己關系的外部健稱為遞歸外部健。
· 功能依賴：功能依賴意味著一行中某個屬性的值由該行中另一個屬性的值決定。這通常出現(xiàn)在主鍵（使某行的信息片斷）與該行的其它信息之間。城市和州的組合依賴于Zip（郵政）代碼，即使給定的一個州中有很多Zip代碼與某個城市關聯(lián)。美國的每個合法的人員身份依賴于他的社會保障號碼。
· 決定性：功能依賴左邊的屬性決定行中其它屬性的值（Zip代碼決定了城市和州；社會保障號碼決定了人的身份；執(zhí)照號碼和州決定了汽車的擁有者）。
· 實體完整性規(guī)則：實體完整性規(guī)則指某一行的關鍵屬性可能為空（如果你在某個城市就有一個Zip代碼；如果你有一輛汽車就有一個執(zhí)照號碼）。
· 約束：約束是一種規(guī)則，它限定了數據庫中的值。號碼必須是數字的；美元數量必須是數字的；state必須是合法的州或??；country必須是合法的國家；日期不能是2月31號。
現(xiàn)在你已經知道了很多相關的術語了，我們可以看看相關術語中規(guī)范會的意義了。下面的例子并不是典型的雇員―經理―部門示例，也不是學生―教授―課程提供示例。我將演示一個假設的保險公司的數據庫。數據庫中的表比本示例中用到的要復雜得多，但是與人們遇到的比較相近。
圖1顯示了理賠（claim）表的非規(guī)范化定義。盡管在某個保險公司的數據庫中的表比它多得多，但是這些表為我們提供了一些背景，通過它我們可以看到規(guī)范化和其分支。請記住每個章節(jié)中的示例都只有部分列，這樣就簡化了示例并使你輕易地看到發(fā)生變化的東西。
CLAIM_NUM、 OCCURANCE_NUM 、 CLAIM_STATUS、 ACCDNT_YR、 ACCDNT_DT、 REPORTED_DT、 ENTERED_DT、 CLAIM_DT1、 CLAIM_DT2、 CLAIM_DT3 、 CLAIM_DT4、 CLAIM_DT4 、 CLAIM_DT5 、 CLAIM_DT6 、 CLAIM_DT7、 CLAIM_DT8 、 CLAIM_DT9 、 CLAIM_DT10、 CLOSED_DT 、 DEATH_DT、 ASSIGNED_DT、 ADTER_CD 、ADJUSTER_NAME 、 AGENT_CD 、 AWARD_CD 、 CAUSE_CD 、 CAUSE_DESC、 LOCATION 、 SITE 、 COVERAGE_CD 、 COVERAGE_DESC、 DED_RECOV、 DEDUCTIBLE_REMAIN 、 PAID_1 、 RESERVED_1 、 PAID_2 、 RESERVED_2 、 PAID_3 、 RESERVED_3 、 PAID_4 、 RESERVED_4 、 PAID_5 、 RESERVED_5 、 PAID_6 、 RESERVED_6 、 PAID_7 、 RESERVED_7 、 PAID_8 、 RESERVED_8、 PAID_9 、 RESERVED_9 、 PAID_10 、 RESERVED_10 、 LEGAL_FLG、 KEY1、 KEY2、 KEY3、 KEY4、 KEY5、 KEY6、 KEY7、 KEY8、 KEY9、 KEY10、 SEVERITY_CD 、 POLICY_NUM 、 PAYMENT_NUM 、 SSN、 STATE、 ACTVY_DT、 ENTRY_DT、 ADMIN_CD、ADMIN_DESC、 REOPEN_DT、 INSURED_NAME、 INSURED_ADDRESS、 INSURED_PHONE、 INSURED_CITY、 INSURED_STATE、 INSURED_ZIP、 CLAIMANT_NAME、 CLAIMANT_ADDRESS、 CLAIMANT_CITY、 CLAIMANT_STATE、 CLAIMANT_ZIP、 CLAIMANT_PHONE、 SPECIAL_DT_1 、 SPECIAL_DT_2、 SPECIAL_DT_3、 SPECIAL_DT_4 、 SPECIAL_DT_5、 SPECIAL_DT_6 、 SPECIAL_DT_7 、SPECIAL_DT_8 、SPECIAL_DT_9 、 SPECIAL_DT_10 、 GROSS_PD、 POLICY_ID
關于關系數據庫的規(guī)范化的介紹到此就結束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關注本站。
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本文標題：數據庫規(guī)范化：優(yōu)化關系數據庫設計 (關系數據庫的規(guī)范化)
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