數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)范式是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)所需要滿足的規(guī)范，滿足這些規(guī)范的數(shù)據(jù)庫是簡潔的、結(jié)構(gòu)明晰的，同時(shí)，不會(huì)發(fā)生插入（insert）、刪除（delete）和更新（update）操作異常。反之則是亂七八糟，不僅給數(shù)據(jù)庫的編程人員制造麻煩，而且面目可憎，可能存儲(chǔ)了大量不需要的冗余信息。
     設(shè)計(jì)范式是不是很難懂呢？非也，大學(xué)教材上給我們一堆數(shù)學(xué)公式我們當(dāng)然看不懂，也記不住。所以我們很多人就根本不按照范式來設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。
     實(shí)質(zhì)上，設(shè)計(jì)范式用很形象、很簡潔的話語就能說清楚，道明白。本文將對(duì)范式進(jìn)行通俗地說明，并以筆者曾經(jīng)設(shè)計(jì)的一個(gè)簡單論壇的數(shù)據(jù)庫為例來講解怎樣將這些范式應(yīng)用于實(shí)際工程。

范式說明
     第一范式（1NF）：數(shù)據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的，不可再分。這個(gè)單一屬性由基本類型構(gòu)成，包括整型、實(shí)數(shù)、字符型、邏輯型、日期型等。
     例如，如下的數(shù)據(jù)庫表是符合第一范式：

字段1	字段2	字段3	字段4
?	?	?	?

 而這樣的數(shù)據(jù)庫表是不符合第一范式的：

字段1	字段2	字段3		字段4
?	?	字段3.1	字段3.2	?

     很顯然，在當(dāng)前的任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）中，傻瓜也不可能做出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)檫@些DBMS不允許你把數(shù)據(jù)庫表的一列再分成二列或多列。因此，你想在現(xiàn)有的DBMS中設(shè)計(jì)出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫都是不可能的。
     第二范式（2NF）：數(shù)據(jù)庫表中不存在非關(guān)鍵字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的部分函數(shù)依賴（部分函數(shù)依賴指的是存在組合關(guān)鍵字中的某些字段決定非關(guān)鍵字段的情況），也即所有非關(guān)鍵字段都完全依賴于任意一組候選關(guān)鍵字。
     假定選課關(guān)系表為SelectCourse(學(xué)號(hào), 姓名, 年齡, 課程名稱, 成績, 學(xué)分)，關(guān)鍵字為組合關(guān)鍵字(學(xué)號(hào), 課程名稱)，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：
     (學(xué)號(hào), 課程名稱) → (姓名, 年齡, 成績, 學(xué)分)
     這個(gè)數(shù)據(jù)庫表不滿足第二范式，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：
     (課程名稱) → (學(xué)分)
     (學(xué)號(hào)) → (姓名, 年齡)
即存在組合關(guān)鍵字中的字段決定非關(guān)鍵字的情況。
     由于不符合2NF，這個(gè)選課關(guān)系表會(huì)存在如下問題：
     (1) 數(shù)據(jù)冗余：
     同一門課程由n個(gè)學(xué)生選修，"學(xué)分"就重復(fù)n-1次；同一個(gè)學(xué)生選修了m門課程，姓名和年齡就重復(fù)了m-1次。
     (2) 更新異常：
     若調(diào)整了某門課程的學(xué)分，數(shù)據(jù)表中所有行的"學(xué)分"值都要更新，否則會(huì)出現(xiàn)同一門課程學(xué)分不同的情況。
     (3) 插入異常：
     假設(shè)要開設(shè)一門新的課程，暫時(shí)還沒有人選修。這樣，由于還沒有"學(xué)號(hào)"關(guān)鍵字，課程名稱和學(xué)分也無法記錄入數(shù)據(jù)庫。
     (4) 刪除異常：
     假設(shè)一批學(xué)生已經(jīng)完成課程的選修，這些選修記錄就應(yīng)該從數(shù)據(jù)庫表中刪除。但是，與此同時(shí)，課程名稱和學(xué)分信息也被刪除了。很顯然，這也會(huì)導(dǎo)致插入異常。

     把選課關(guān)系表SelectCourse改為如下三個(gè)表：
     學(xué)生：Student(學(xué)號(hào), 姓名, 年齡)；
     課程：Course(課程名稱, 學(xué)分)；
     選課關(guān)系：SelectCourse(學(xué)號(hào), 課程名稱, 成績)。
     這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合第二范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。
     另外，所有單關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)庫表都符合第二范式，因?yàn)椴豢赡艽嬖诮M合關(guān)鍵字。
     第三范式（3NF）：在第二范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)表中如果不存在非關(guān)鍵字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。所謂傳遞函數(shù)依賴，指的是如果存在"A → B → C"的決定關(guān)系，則C傳遞函數(shù)依賴于A。因此，滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫表應(yīng)該不存在如下依賴關(guān)系：
     關(guān)鍵字段 → 非關(guān)鍵字段x → 非關(guān)鍵字段y
     假定學(xué)生關(guān)系表為Student(學(xué)號(hào), 姓名, 年齡, 所在學(xué)院, 學(xué)院地點(diǎn), 學(xué)院電話)，關(guān)鍵字為單一關(guān)鍵字"學(xué)號(hào)"，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：
     (學(xué)號(hào)) → (姓名, 年齡, 所在學(xué)院, 學(xué)院地點(diǎn), 學(xué)院電話)
這個(gè)數(shù)據(jù)庫是符合2NF的，但是不符合3NF，因?yàn)榇嬖谌缦聸Q定關(guān)系：
     (學(xué)號(hào)) → (所在學(xué)院) → (學(xué)院地點(diǎn), 學(xué)院電話)
即存在非關(guān)鍵字段"學(xué)院地點(diǎn)"、"學(xué)院電話"對(duì)關(guān)鍵字段"學(xué)號(hào)"的傳遞函數(shù)依賴。
     它也會(huì)存在數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常的情況，讀者可自行分析得知。
     把學(xué)生關(guān)系表分為如下兩個(gè)表：
     學(xué)生：(學(xué)號(hào), 姓名, 年齡, 所在學(xué)院)；
     學(xué)院：(學(xué)院, 地點(diǎn), 電話)。
這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合第三范式的，消除了數(shù)據(jù)冗余、更新異常、插入異常和刪除異常。
     鮑依斯-科得范式（BCNF）：在第三范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫表中如果不存在任何字段對(duì)任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。
     假設(shè)倉庫管理關(guān)系表為StorehouseManage(倉庫ID, 存儲(chǔ)物品ID, 管理員ID, 數(shù)量)，且有一個(gè)管理員只在一個(gè)倉庫工作；一個(gè)倉庫可以存儲(chǔ)多種物品。這個(gè)數(shù)據(jù)庫表中存在如下決定關(guān)系：
     (倉庫ID, 存儲(chǔ)物品ID) →(管理員ID, 數(shù)量)
     (管理員ID, 存儲(chǔ)物品ID) → (倉庫ID, 數(shù)量)
     所以，(倉庫ID, 存儲(chǔ)物品ID)和(管理員ID, 存儲(chǔ)物品ID)都是StorehouseManage的候選關(guān)鍵字，表中的唯一非關(guān)鍵字段為數(shù)量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下決定關(guān)系：
     (倉庫ID) → (管理員ID)
     (管理員ID) → (倉庫ID)
即存在關(guān)鍵字段決定關(guān)鍵字段的情況，所以其不符合BCNF范式。它會(huì)出現(xiàn)如下異常情況：
     (1) 刪除異常：
     當(dāng)倉庫被清空后，所有"存儲(chǔ)物品ID"和"數(shù)量"信息被刪除的同時(shí)，"倉庫ID"和"管理員ID"信息也被刪除了。
     (2) 插入異常：
     當(dāng)倉庫沒有存儲(chǔ)任何物品時(shí)，無法給倉庫分配管理員。
     (3) 更新異常：
     如果倉庫換了管理員，則表中所有行的管理員ID都要修改。
     把倉庫管理關(guān)系表分解為二個(gè)關(guān)系表：
     倉庫管理：StorehouseManage(倉庫ID, 管理員ID)；
     倉庫：Storehouse(倉庫ID, 存儲(chǔ)物品ID, 數(shù)量)。
     這樣的數(shù)據(jù)庫表是符合BCNF范式的，消除了刪除異常、插入異常和更新異常。