リレーショナルデータベース設計:三つのパラダイムの一般的な理解

クズども · 掲載地 2024/03/21 10:53:13

面接中、一部の面接官はデータベースのパラダイムについて尋ねます。私は大学でデータベースを学んだことがありますが、パラダイムのことを聞いたことがなかったり、先生から言及されたこともなく、注意を払っていなかったのです。

現在、リレーショナルデータベースには6つのパラダイムがあります:第1パラダイム(1NF)、第2パラダイム(2NF)、第3パラダイム(3NF)、バス・コッドパラダイム(BCNF)、第4パラダイム(4NF)、第5パラダイム(5NF、パーフェクトパラダイムとも呼ばれる)です。

通常、私たちは第一パラダイム(1NF)、第二パラダイム(2NF)、そして本記事で論じる「三つのパラダイム」である第三パラダイム(3NF)を使用します。

第一パラダイム(1NF):データベーステーブルの各列が不可分の原子データ項目であることを要求します。

説明：

上記の表では、「家族情報」列も「学校情報」列も原子性要件を満たしておらず、最初のパラダイムを満たさず、以下のように調整されています。

調整された各列は分割不可であることがわかり、第一パラダイム(1NF)を満たします。

パラダイム2(2NF):1NFに基づくと、非コード属性は候補コードに完全に依存しなければなりません(1NFベースでマスターコードに対する非プライマリ属性の部分的な依存を排除)

第二のパラダイムは、データベーステーブルのすべての列が主キーの一部(主に連邦主鍵の場合)ではなく、主キーに関連していることを確認する必要があります。

説明：

上記の図の場合、同じ注文に異なる商品が含まれている場合があるため、主キーは「注文番号」と「製品番号」の組み合わせでなければなりません。

しかし、商品数、割引価格、商品価格は「注文番号」と「商品番号」に関連している一方で、注文金額や注文時間は「注文番号」にのみ関連し、「商品番号」とは関係がないことがわかります。

これは第二のパラダイムの要件を満たしておらず、以下のように調整されます。後者は2つの表に分ける必要があります。

第三のパラダイム(3NF):2NFを基に、任意の非主要属性は他の非主要属性に依存しません(2NFに基づく伝送依存性を排除)

第三のパラダイムは、データテーブル内の各列のデータが間接的ではなく、主キーに直接関連していることを保証する必要があります。

説明：

上記の表では、すべての属性は生徒数に完全に依存しているため、第二のパラダイムは満たされますが、「担任教師の性別」と「担任教師の年齢」は「担任教師の名前」に直接依存します。

主要なキー「学生番号」の代わりに、以下の調整が必要です。

このようにして、第三のパラダイムの要件が満たされます。

ps:如果把上表中的班主任姓名改成班主任教工号可能更确切，更符合实际情况，不过只要能理解就行。

BCNF(ボヴチェ・コッド正規形バッカスパラダイム)

第三の修正パラダイムは、主キーのある列が他の列に依存しないようにすることです。 3NFがメイン属性コードに対する一部の関数依存性や伝達関数依存性を排除すると、それをBCNFと呼びます。

特性：

1. すべての主要な属性は各コードに完全に機能的依存関係です

2. すべての主要属性は、それを含まない各コードに完全に関数依存します

3. 完全に機能的で、非コードのプロパティの集合に依存しない属性は存在しません

例えば、在庫テーブル(倉庫名、管理者名、製品名、数量)の主キーは(倉庫名、管理者名、製品名)で、前述の3つのパラダイムを満たしますが、倉庫名と管理者名の間に依存関係があるため、倉庫を削除すると管理者が削除されるため、BCNFは満たされません。

4NF第四パラダイム

非プライマリ属性は複数の価値を持つべきではありません。もし多重価値が存在するなら、それは第四のパラダイムに反します。 4NFは、性質間で非自明かつ関数依存でない多値依存関係を許さない制限関係パターンです。

例えば、ユーザー連絡先情報テーブル(ユーザーID、固定電話、携帯電話)では、ユーザーIDが主キーでありBCNFを満たしますが、ユーザーが複数の固定電話や複数の携帯電話を持っている場合、この設計は非合理的であり、(ユーザーID、連絡先タイプ、電話番号)に変更されるべきです。

注:関数依存関係のみを考慮する場合、関係パターンの正規化度が最も高いパラダイムはBCNFです。マルチバリュー依存関係を考慮すると、4NFとなります。

5NF 第五パラダイム

第5パラダイムは最終パラダイムであり、4NFにおける接続依存性を排除し、第5パラダイムは以下の要件を満たす必要があります。

1. 第四のパラダイムを満たさなければならない

2. テーブルはより小さなテーブルに分解可能でなければなりません。ただし、そのテーブルが元のテーブルと同じ主キーを持つ場合を除きます。

一般的な実用的応用においては、第五の範疇を考慮する必要はありません。

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参考：ハイパーリンクのログインが見えます。

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