数据库的范式及分解
A. 数据库三大范式是什么
数据库三大范式是:
第一范式(1NF):属性不可分割,即每个属性都是不可分割的原子项。(实体的属性即表中的列)
第二范式(2NF):满足第一范式;且不存在部分依赖,即非主属性必须完全依赖于主属性。(主属性即主键;完全依赖是针对于联合主键的情况,非主键列不能只依赖于主键的一部分)
第三范式(3NF):满足第二范式;且不存在传递依赖,即非主属性不能与非主属性之间有依赖关系,非主属性必须直接依赖于主属性,不能间接依赖主属性。(A -> B,B ->C,A -> C)
数据库管理系统是数据库系统的核心组成部分,主要完成对数据库的操作与管理功能,实现数据库对象的创建、数据库存储数据的查询、添加、修改与删除操作和数据库的用户管理、权限管理等。它的安全直接关系到整个数据库系统的安全,其防护手段主要有:
(1)使用正版数据库管理系统并及时安装相关补丁。
(2)做好用户账户管理,禁用默认超级管理员账户或者为超级管理员账户设置复杂密码;为应用程序分别分配专用账户进行访问;设置用户登录时间及登录失败次数限制, 防止暴力破解用户密码。
(3)分配用户访问权限时,坚持最小权限分配原则,并限制用户只能访问特定数据库,不能同时访问其他数据库。
(4)修改数据库默认访问端口,使用防火墙屏蔽掉对 外开放的其他端口,禁止一切外部的端口探测行为。
(5)对数据库内存储的重要数据、敏感数据进行加密存储,防止数据库备份或数据文件被盗而造成数据泄露。
(6)设置好数据库的备份策略,保证数据库被破坏后能迅速恢复。
(7)对数据库内的系统存储过程进行合理管理,禁用掉不必要的存储过程,防止利用存储过程进行数据库探测与攻击。
(8)启用数据库审核功能,对数据库进行全面的事件跟踪和日志记录。
B. 如何区分和理解数据库中的范式 比如1nf、2nf、3nf、bcnf、4nf、5nf
非三言二语说得清的.,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。
第二范式(2NF)属性
完全依赖于主键[消除非主属性对主码的部分函数依赖] 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唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列,以存储各个实例的唯一标识。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唯一的,因此每个员工可以被唯一区分。这个唯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,以存储各个实例的唯一标识。简而言之,第二范式就是属性完全依赖于主键。
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。
编辑本段范式应用实例剖析
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。
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。 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。 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)。
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。 (数据的更新,删除异常这里就不分析了,可以参照2.1.1进行分析) 根据第三范式把学生关系表分为如下两个表就可以满足第三范式了: 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。
C. 数据库系统方面的问题,求最小函数依赖集、候选码、分解满足范式的关系模式
1.F={A->B,C->D,AE->F,F->G}已经是F的最小函数依赖集
2.R的候选码:ACE
3.R分解为:R1(A,B,C,D,E)和R2(F,G)均满足BCNF范式
D. sql数据库习题,规范化过程中的范式及模式分解问题
(1) 试说明R不是2NF模式的理由。
存在部分依赖,所以R不是2NF
(2) 试把R分解成2NF模式集。
R1(ABC),R2(AD) 说明:消除部分依赖关系
2.(1)R存在传递依赖。
(2)R1(CB),R2(BA) 说明:消除传递依赖关系