概述

數(shù)據(jù)庫邏輯設計是從事數(shù)據(jù)庫應用設計、開發(fā)、運行維護等各方面工作的一個重要的基礎性工作。根據(jù)不同業(yè)務和應用需求，確定并遵循數(shù)據(jù)庫邏輯設計原則，例如按照第三范式開展邏輯設計，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、易擴展性和伸縮性等需求，也是保障系統(tǒng)高性能的一個重要基礎。

一、為什么要邏輯設計？

1、全表掃描案例

從一個案例來看，例如查詢“喜歡語文的所有學生”

2、原因

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

可以看到如果是這么設計表的話，把學生的愛好都塞在一個字段HOBBY中，那么查詢條件只能寫成like '%語文%'。這里的根本原因是該表設計不符合規(guī)范化設計理論，從而導致了全表掃描。這里我們就可以看出邏輯設計的重要性了。

二、什么是邏輯設計

1、概念總結(jié)

1）將需求轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫的邏輯模型

2）通過ER圖的型式對邏輯模型進行展示

3）同所選用的具體的DBMS系統(tǒng)無關(guān)

2、名詞解釋

關(guān)系：一個關(guān)系對應通常所說的一張表

元組：表中的一行即為一個元組

屬性：表中的一列即為一個屬性，每一個屬性都有一個名稱，稱為屬性名

候選碼：表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組

主碼：一個關(guān)系有多個候選碼，選定其中一個為主碼

域：屬性的取值范圍

分量：元組中的一個屬性值

3、ER圖例說明

矩形：表示實體集，矩形內(nèi)寫實體集的名字

菱形：表示聯(lián)系集

橢圓：表示實體的屬性

線段：將屬性連接到實體集，或?qū)嶓w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：如果某實體隨著另一個實體的存在而存在，即缺少某個實體時無法表示這個實體，那么這個表就存在插入異常。

更新異常：如果更改表所對應的某個實體實例的單獨屬性時，需要將多行更新，那么就說這個表存在更新異常。

刪除異常：如果刪除表的某一行來反映某實體實例，失效時導致另一個不同實體實例信息丟失，那么這個表中就存在刪除異常。

注意：若一個表中存在插入異常，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)在多個地方存在，或者說表中的某個列可以由其他列計算得到，這樣就說表中存在數(shù)據(jù)冗余。

三、什么是規(guī)范化設計

1、第一范式（所有屬性必須是單值）

定義：數(shù)據(jù)庫表中的所有字段都是單一屬性，不可再分的。這個單一屬性是由基本的數(shù)據(jù)類型所構(gòu)成的，如整數(shù)，浮點數(shù)，字符串等，換句話說，第一范式要求數(shù)據(jù)庫中的表都是二維表。(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體的唯一標識屬性）

定義：數(shù)據(jù)庫的表中不存在非關(guān)鍵字段對任一候選關(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：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：表中只有一個關(guān)鍵字(即主鍵)，其他屬性的增刪改查的時候定位到這一行都是依賴此關(guān)鍵字的。

第二范式：只能有一個主鍵，不能有復合主鍵，可以就滿足了第二范式。

由于供應商和商品之間是多對多的關(guān)系，所以只有使用商品名稱和供應商名稱才可以唯一標識出一件商品，也就是商品名稱和供應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（沒有一個非唯一標識屬性依賴于另一個非唯一標識屬性）

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

存在問題：

(分類，分類描述)對于每一個商品都會進行記錄，所以存在數(shù)據(jù)冗余，同時也會存在數(shù)據(jù)deep插入、更新及刪除異常。

4、BC范式

定義：在第三范式的基礎上，數(shù)據(jù)庫表中如果不存在任何字段對任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合BC范式。也就是說如果是復合關(guān)鍵字，則復合關(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：

(供應商)—>(供應商聯(lián)系人)(供應商聯(lián)系人)—>(供應商)

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，（列屬性不能在細分為子列）

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

第三范式：沒有傳遞函數(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（復合關(guān)鍵字之間也不能存在函數(shù)依賴關(guān)系）。

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