数据库范式系列之一——NF1

数据库设计是一项看似简单但是门道儿很深的工作。

简单：数据库设计就是设计表，设计表的字段。

门道儿：数据库设计的四（六）个阶段、三（五）种范式等等。

本系列以某学校的学生成绩数据为例，介绍数据库的六种范式。

1、范式

范式（Normal Form）就是前人通过理论和实践总结出来的标准形式，是数据库设计的基本依据。

公认的五种范式包括1NF、2NF、3NF、4NF、5NF，还有名称比较特殊的

Boyce-Codd范式，简称BCNF，可以看作3NF的升级版（3.5NF）。

五种范式的关系是层层递进的，一层比一层更严格，满足NF2的一定满足NF1，满足NF3的一定满足NF2，依次类推。

2、NOSQL

某学校需要“存储”各院系学生的成绩，小A设计了一张表STUDENT，只包括一个字段INFO，字段中包含院系、姓名、成绩三种信息，用冒号标识，用逗号隔开。

这样的设计已经满足了学校“存储”学生成绩的需求，每个人的信息都按一定格式准确的保存在STUDENT表中。

这样的数据库设计中属于key-value型的NOSQL数据库设计，这里不展开。

3、1NF

在成绩存储好后，张三要查询自己的成绩，他需要：

（1）select info from student where info like '%张三%'

（2）得到INFO字段——“院系:日文系,姓名:张三,成绩:98”

（3）在INFO字段中找到成绩对应的数字——98

显然这非常不方便，因为所有的信息都混到一起了。

小B说：为什么不把院系、姓名和成绩分开呢？于是小B设计了下表：

这样张三查成绩可以直接这样：

这张表就符合了上述1NF范式的定义：每个属性都不可再分。

4、关系型数据库

通俗的理解：每个字段都包含单一数据，而非多类数据。DEPART只存储院系名称，STUDENT只存储学生姓名，SCORE只存储学生成绩。

进一步的理解：所谓的“不可再分”是相对的概念。在这个例子中，STUDENT存储的是学生的全名，可以满足查询需求。但如果有新的需求，例如要查找所有姓氏为“张”的学生成绩，学生姓名就是“可再分”的：

分成FIRSTNAME和LASTNAME两部分，对应的，“张三”也要以“张”和“三”分别存储。

深层的理解：符合1NF范式的，才是关系型数据库（二维表数据库），而类似key-value形式的数据库属于非关系型数据库（NOSQL）。

5、总结

本文简要介绍了数据库范式，并以实例介绍了1NF范式。

1NF，非常简单的概念，简直不值一提。

但是数学大厦也是在1+1=2之上建立起来的。

数据库范式系列之二——NF2！敬请期待。