引言

数据库的设计范式是数据库设计所需要满足的规范，满足这些规范的数据库是简洁的、结构明晰的，同时，不会发生插入（insert）、删除 （delete）和更新（update）操作异常。反之则是乱七八糟，不仅给数据库的编程人员制造麻烦，而且面目可憎，可能存储了大量不需要的冗余信息。

设计范式是不是很难懂呢？非也，大学教材上给我们一堆数学公式我们当然看不懂，也记不住。所以我们很多人就根本不按照范式来设计数据库。

实质上，设计范式用很形象、很简洁的话语就能说清楚，道明白。本文将对范式进行通俗地说明，并以笔者曾经设计的一个简单论坛的数据库为例来讲解怎样将这 些范式应用于实际工程。

范式说明

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。

例如，如下的数据库表是符合第一范式的：

很显然，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。

第二范式（2NF）：数据库表中不存在非关键字段对任一候选关键字段的部分函数依赖（部 分函数依赖指的是存在组合关键字中的某些字段决定非关键字段的情况），也即所有非关键字段都完全依赖于任意一组候选关键字。

　假设仓库管理关系表为 StorehouseManage(仓库ID, 存储物品ID, 管理员ID, 数量)，且有一个管理员只在一个仓库工作；一个仓库可以存储多种物品。这个数据库表中存在如下决定关系：

(仓库ID, 存储物品ID) →(管理员ID, 数量)

(管理员ID, 存储物品ID) → (仓库ID, 数量)

所以， (仓库ID, 存储物品ID)和(管理员ID, 存储物品ID)都是StorehouseManage的候选关键字，表中的唯一非关键字段为数量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下决定关系：

(仓库ID) → (管理员ID)

(管理员ID) → (仓库ID)

即存在关键字段决定关键字段的情况，所以 其不符合BCNF范式。它会出现如下异常情况：

(1) 删除异常：

当仓库被清空后，所有"存储物品ID"和"数 量"信息被删除的同时，"仓库ID"和"管理员ID"信息也被删除了。

(2) 插入异常：

当仓库没有存储任何物 品时，无法给仓库分配管理员。

(3) 更新异常：

如果仓库换了管理员，则表中所有行的管理员ID都要修改。

把仓库管理关系表分解为二个关系表：

仓库管理：StorehouseManage(仓库ID, 管理员ID)；

仓库：Storehouse(仓库ID, 存储物品ID, 数量)。

这样的数据库表是符合BCNF范式的，消除了删除异常、插入异 常和更新异常。

范式应用

我们来逐步搞定一个论 坛的数据库，有如下信息：

（1） 用户：用户名，email，主页，电话，联系地址

（2） 帖子：发帖标题，发帖内容，回复标题，回复内容 

第一次我们将数据库设计为仅仅存在表：

 一、 联系
联系（Relationship）是指实体集这间或实体集内部实例之间的连接。

 实体之间可以通过联系来相互关联。与实体和实体集对应，联系也可以分为联系和联系集，联系集是实体集之间的联系，联系是实体之间的联系，联系是具有方向性的。联系和联系集在含义明确的情况之下均可称为联系。

 按照实体类型中实例之间的数量对应关系，通常可将联系分为4类，即一对一（ONE TO ONE）联系、一对多（ONE TO MANY）联系、多对一（MANY TO ONE）联系和多对多联系（MANY TO MANY）。

 二、 建立联系
在CDM工具选项板中除了公共的工具外，还包括如下图所示的其它对象产生工具。

 在图形窗口中创建两个实体后，单击“实体间建立联系”工具，单击一个实体，在按下鼠标左键的同时把光标拖至别一个实体上并释放鼠标左键，这样就在两个实体间创建了联系，右键单击图形窗口，释放Relationship工具。如下图所示


三、 四种基本的联系
即一对一（ONE TO ONE）联系、一对多（ONE TO MANY）联系、多对一（MANY TO ONE）联系和多对多联系（MANY TO MANY）。如图所示

四、 其他几类特殊联系

除了4种基本的联系之外，实体集与实体集之间还存在标定联系（Identify Relationship）、非标定联系（Non-Identify RelationShip）和递归联系（Recursive Relationship）。

标定联系：
每个实体类型都有自己的标识符，如果两个实体集之间发生联系，其中一个实体类型的标识符进入另一个实体类型并与该实体类型中的标识符共同组成其标识符时，这种联系则称为标定联系，也叫依赖联系。反之称为非标定联系，也叫非依赖联系。
 注意：
在非标定联系中，一个实体集中的部分实例依赖于另一个实例集中的实例，在这种依赖联系中，每个实体必须至少有一个标识符。而在标定联系中，一个实体集中的全部实例完全依赖于另个实体集中的实例，在这种依赖联系中一个实体必须至少有一个标识符，而另一个实体却可以没有自己的标识符。没有标识符的实体用它所依赖的实体的标识符作为自己的标识符。

换句话来理解，在标定联系中，一个实体（选课）依赖 一个实体（学生），那么（学生）实体必须至少有一个标识符，而（选课）实体可以没有自己的标识符，没有标标识符的实体可以用实体（学生）的标识符作为自己的标识符。

 递归联系：
递归联系是实体集内部实例之间的一种联系，通常形象地称为自反联系。同一实体类型中不同实体集之间的联系也称为递归联系。

例如：在“职工”实体集中存在很多的职工，这些职工之间必须存在一种领导与被领导的关系。又如“学生”实体信中的实体包含“班长”子实体集与“普通学生”子实体集，这两个子实体集之间的联系就是一种递归联系。创建递归联系时，只需要单击“实体间建立联系”工具从实体的一部分拖至该实体的别一个部分即可。如图


五、 定义联系的特性

在两个实体间建立了联系后，双击联系线，打开联系特性窗口，如图所示。


 六、 定义联系的角色名
在联系的两个方向上各自包含有一个分组框，其中的参数只对这个方向起作用，Role Name为角色名，描述该方向联系的作用，一般用一个动词或动宾组表。
如：“学生 to 课目 ” 组框中应该填写“拥有”，而在“课目To 学生”组框中填写“属于”。（在此只是举例说明，可能有些用词不太合理）。

七、 定义联系的强制性
Mandatory 表洋这个方向联系的强制关系。选中这个复选框，则在联系线上产生一个联系线垂直的竖线。不选择这个复选框则表示联系这个方向上是可选的，在联系线上产生一个小圆圈。

八、 有关联系的基数
联系具有方向性，每个方向上都有一个基数。

举例，
“系”与“学生”两个实体之间的联系是一对多联系，换句话说“学生”和“系”之间的联系是多对一联系。而且一个学生必须属于一个系，并且只能属于一个系，不能属于零个系，所以从“学生”实体至“系”实体的基数为“1,1”，从联系的另一方向考虑，一个系可以拥有多个学生，也可以没有任何学生，即零个学生，所以该方向联系的基数就为“0,n”,如图所示

待续。

3）选择"Attributes"选项卡，再点击“Add Attributes”工具，弹出如图所示窗口，选择某个属性作为标识符就行了。

待续。

2）在上图所示窗口中，点击插入属性按钮，弹出属性对话框，如下图所示。

注意：这里涉及到域的概念，即一种标准的数据结构，它可应用至数据项或实体的属性上。在以下的教程中将另立章节详细说明。

待续。