什么是归一化？为什么在数据库设计中很重要？-mysql教程-PHP中文网

归一化是数据库设计中使用的一种系统方法，可通过将数据组织成单独的表来最大程度地减少数据冗余和依赖。归一化的主要目标是消除数据库中记录插入，更新和删除期间可能发生的数据异常。

可以通过几个关键点突出显示数据库设计中归一化的重要性：

总体而言，归一化在数据库设计中至关重要，因为它导致了更有效，准确和可扩展的数据库系统。

归一化通常是通过几个阶段进行的，称为正常形式。归一化的每个级别都集中在降低冗余并确保在不同程度上确保数据完整性。标准化的主要水平是：

第一种正常形式（1NF） ：如果该表包含原子值（没有重复组或数组），则表格在1NF中，并且每列仅包含一个值。此级别有助于消除重复组，这可以改善数据检索并降低冗余。
第二个正常形式（2NF） ：如果表格为1NF，则表格在2NF中，并且所有非键列都完全取决于表的主要键。该级别通过确保数据存储在正确的表中，以解决部分依赖关系，进一步降低冗余并提高数据完整性。
第三正常形式（3NF） ：如果在2NF中，则表格为3NF，并且其所有列都非传输取决于主要键。这意味着非钥匙列不应取决于其他非键列。 3NF进一步最小化冗余并有助于防止更新异常。
boyce-codd正常形式（BCNF） ：一个更严格的3NF版本，如果对于每个非平凡的功能依赖性x→y，x，x是超级钥匙，则在bcnf中。 BCNF处理3NF无法解决的某些类型的异常，从而进一步增强数据完整性。
第四正常形式（4NF） ：如果表格为3NF，则在4NF中，没有多值依赖项。该级别与独立的多价值事实有关，降低了冗余并提高数据完整性。
第五正常形式（5NF） ：如果在4NF中，则表格为5NF，并且没有候选密钥所暗示的连接依赖性。 5NF解决复杂的联接依赖性，进一步最小化数据冗余并维持数据完整性。

每个级别的归一化级别通过逐步减少冗余和依赖性问题来促进数据完整性。较高的归一化水平可确保更有效，更有效的数据库结构，尽管它们可能需要更复杂的查询和连接。

归一化有助于通过多种机制降低数据库中的数据冗余：

消除重复组：在达到1NF的过程中，消除了表中的重复组。这样可以防止相同的数据多次输入，从而减少冗余。
去除部分依赖性：通过达到2NF，标准化可确保表中的所有列完全取决于主要键。这意味着与不同但相关实体有关的数据分为不同的表，从而避免了将相同信息存储在多个位置中的需要。
解决传递依赖性：3NF通过确保非钥匙列不依赖其他非键列来解决传递依赖性。通过确保将数据存储在逻辑上的位置，并且不会在不同的列中复制数据，从而进一步降低了冗余。
处理多值依赖性：4NF专注于消除多价依赖关系，在这种情况下，列的值彼此独立。通过将此类数据存储在单独的表中，归一化可以防止不必要的数据重复。
解决联合依赖关系：实现5NF有助于管理复杂的关系，否则可以将数据冗余地存储以促进某些类型的查询。通过将这些关系分解为更精细的表，标准化可以最大程度地减少数据的重复。

通过系统地应用这些归一化原则，数据库可以实现有效降低数据冗余的结构，从而提高效率和数据一致性。

虽然归一化提供了许多好处，但过度对数据库的划定可能会导致一些潜在的缺点：

查询的复杂性增加：过度归一化导致数据分布在许多表中的数据。这可能会导致复杂的SQL查询，涉及许多连接，这可能很难编写，理解和维护。这种复杂性会对查询性能产生负面影响。
性能问题：检索数据所需的加入数量增加可以减慢查询执行。在某些情况下，典型化可能是提高性能的优势，尤其是对于需要快速检索的常见数据。
更高的维护成本：维护高度标准化的数据库可能更加资源密集型。对数据库结构的更改可能需要对许多相关表的更新，这可能很耗时，并且容易出现错误。
增加的存储要求：在某些情况下，过度正常化可能会导致表格和索引数量更高，从而增加数据库的存储要求。如果没有优化数据库系统以有效处理大量较小的表，则尤其如此。
数据上下文丢失的可能性：通过将数据分解为非常颗粒状的表，过度正态化可能会使大图或了解不同数据之间的关系变得更加困难。这可能会使数据库不再使用直观，并可能导致数据解释错误。

总而言之，虽然归一化是数据库设计的关键方面，但重要的是要保持平衡并避免过度归一化以防止这些潜在的缺点。精心设计的数据库应考虑归一化原则和实际绩效注意事项。

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