本文档详细介绍了数据库的正規化技术，包括第一、第二和第三正規化型式的定义、目的和应用。通过消除重复数据和不必要的依赖关系，正規化有助于设计更有效的逻辑数据库架构。简要示例展示了如何将不符合正規化的表格分割并重新组织，以达成更高效的数据管理。

1. 資料正規化 巨匠電腦 葉建榮整理 [email_address]

2. 資料來源 本份簡報是由旗標出版「挑戰資料庫管理系統第二版 」簡報整理。

3. 資料正規化 資料庫正規化 (Normailzation) 技術 專門用來設計邏輯資料庫架構 邏輯資料庫架構設計 將 資料項 (Data Item) 分門別類後 將 資料項 分別安排在不同的資料表中 建立起彼此的 關聯 (Relation) 合併 (Join) 運算 反正規化 (De-Normalization)

4. 資料庫正規化的型式 正規化型式 第一正規化型式 (First Normal Form ， 簡稱 1NF) 第二正規化型式 (Second Normal Form ， 簡稱 2NF) 第三正規化型式 (Third Normal Form ， 簡稱 3NF)

5. 資料庫正規化的型式與義涵

6. 第一正規化 第一正規形式 (First Normal Form ，簡稱 1NF) 表格 沒有重複 出現的欄位，且表格中每一筆記錄的每一個欄位只能存放單一的資料值

7. 第一正規化目的 第一正規化乃在 消除 資料表上的 重複資料 一個表格中若有重複的欄位，應該將之分割，放置在不同的資料表中 一個欄位若有多個資料值，也應該將之分割，放置在不同的紀錄裡 除了 供應商代號 及 供應商姓名 兩個欄位外，其餘欄位均有兩個資料值，因此不符合第一正規形式，必須將之分割到不同的紀錄上

8. 刪除新增修改異常處理 考慮供貨紀錄表 ( 表 6.2) 刪除異常 倘若 S04 結束營業，其供貨紀錄將被刪除，則連同 SM05 的相關資訊也會被一併刪除，因而造成資料的流失 新增異常 若有一家新超市開業，它尚未找到合適的供應商，這時若硬要將超市的資訊加入到供貨紀錄 資料 表，則會因有些鍵值是空白而產生異常 修改異常 例如 SM01 的助理由 MARY 換成 LINDA ， 若只更新了 R2 而忘了更新 R3 及 R8 ， 也會造成資料的不一致

9. 功能相依 功能相關 ( Functional Dependency) ， 或稱 「相依」 供貨紀錄表 ( 表 6.2) 上十個欄位屬性間之相依關係 QTY 完全功能相關 (Fully Functional Dependency) 於 「 SNO 、 PNO 、 SMNO 」

10. 屬性間的相依關係

11. 第一正規化之後

12. 第一正規化之後

13. 第二正規化 【定義】 第二正規化 (Second Normal Form ， 簡稱 2NF) 若且唯若關聯 R 為 1NF 且紀錄中的每一非鍵欄位都完全相關於主鍵 (PK) 每一個欄位只能與 主鍵 相依 每一個欄位只能由 主鍵 來 唯一識別 ，但不可其中某些欄位可由主鍵的一部份來識別 將 1NF 轉化為 2NF 之過程即在 消除非鍵欄位與主鍵間之部份功能相依 。

14. 第二正規化之後 2NF 很明顯地改善了 1NF 的缺點 例如 S04 突然宣告倒閉，它的資料從「供應商資料表」剔除之後， SM05 的資訊依然完整的保存在「超市經理資料表」裡 然而如果 SM05 關門大吉，自「超市經理資料表」將整筆記錄刪除之後，我們就無法查出北區的區長是誰了？

15. 第三正規化 【定義】 第三正規化 (Third Normal Form ，簡稱 3NF) 若且唯若關聯 R 為 2NF 且紀錄中的每一非鍵欄位之屬性 都不具有遞移相關於主鍵 (PK) 之特性 將 2NF 轉化為 3NF 之過程即在 消除遞移相依

16. 第三正規化之後

17. 多重值相關 多重值相關 Multi-Valued Dependency) 超市助理資料表 一家超市 均有可能對應到 多位助理 以及 多支電話 ( 例如 SM04 超市擁有 JOHN 和 JANE 兩位超市助理，而 SM01 超市擁有 22514172 和 22514173 兩支電話 )

18. 多重值相關 多重值相關 Multi-Valued Dependency) 「超市助理」多重值相關於「超市代號」 「電話」也多重值相關於「超市代號」 表示這張資料表中有太多重複資料 這對於資料的更新異動會產生許多異常現象 需將超市助理資料表分割成兩張資料表

19. 多重值相關處理後

20. 另一個正規化例子 設計一個「銷售資料庫」 資料項 訂單序號 訂貨日期 單價 庫存量等 …

21. 另一個正規化例子 原始資料

22. 另一個正規化例子 正規化的過程 【步驟 1 】 去除重複資料，將表 6.5 分割成表 6.6 及表 6.7

23. 另一個正規化例子

24. 另一個正規化例子 【步驟 2 】 先由表 6.7 下手 由「訂單序號」 + 「產品代號」可以決定出「訂購數量」 由「產品代號」可以決定出「產品名稱」、「單價」及「庫存量」 須滿足：「每一非鍵欄位都完全相關於主鍵 (PK) 」 將表 6.7 分割成分別以「訂單序號」 + 「產品代號」以及「產品代號」為主鍵的兩張資料表，即表 6.8 及表 6.9

25. 另一個正規化例子

26. 另一個正規化例子 【步驟 3 】 從表 6.6 得知 由「訂單序號」可以決定出「訂貨日期」、「送貨日期」及「客戶代號」 由「客戶代號」可以決定出「客戶名稱」及「客戶地址」 去除遞移相依 將表 6.6 分割成表成分別以「訂單序號」及「客戶代號」為主鍵的兩張資料表，即 6.10 及表 6.11

27. 另一個正規化例子

28. 一個簡易方法–類聚檢查法 物 以 類 聚 物 ：資料項 類 ：實體 (Entity) 、資料表 檢查是否符合第一、第二及第三正規化型式

29. 一個簡易方法–類聚檢查法 【步驟 1 】 分析問題，收集所有資料項 訂單序號 訂貨日期 送貨日期 客戶代號 客戶名稱 客戶地址 產品代號 訂購數量 產品名稱 單價 庫存量等

30. 一個簡易方法–類聚檢查法 【步驟 2 】 分析問題，找出 實體 (Entity) Product( 產品 ) 實體 存放所有與產品有關的資料 Customer ( 客戶 ) 實體 存放所有與客戶有關的資料 Orders ( 訂單 ) 實體 存放客戶的訂購資訊

31. 一個簡易方法–類聚檢查法 【步驟 3 】 將資料項分類，逐一擺放到適當的實體裡，並且須滿足： 每一個實體都有 一個主鍵 實體與實體間必須至少有一 關連 互相聯繫，使實體不致於成為孤島 因此，我們得到以下結果：

32. 一個簡易方法–類聚檢查法

33. 一個簡易方法–類聚檢查法 【步驟 4 】 檢查每一個實體是否符合 1NF 、 2NF 、 3NF 我們發現「 Orders 」實體中，一個訂單序號可能訂購好幾項產品，因而造成訂貨日期、送貨日期及客戶代號等資料會大量地重複 下表中陰影部分的資料皆重複了

34. 一個簡易方法–類聚檢查法 很自然地我們將「 Orders 」實體分割成「 Orders 」實體和「 Orderslist 」實體，兩者以 訂單序號 相互聯繫，即

35. 一個簡易方法–類聚檢查法 【步驟 5 】 畫出實體關係圖