范式解决的是什么问题？
消除数据冗余，提高增删改查的性能。
范式的优缺点？
参考：《高性能MySQL》 4.3.1 范式的优点和缺点。
反范式的优缺点？
参考：《高性能MySQL》 4.3.2 反范式的优点和缺点
第一范式
确保每列保持原子性。
每列不可再分割，符合原子性特征，不分割的话你增删改查特定的数据发现不是单独的一列就不方便。
违反第一范式：
符合第一范式：
满足第一范式后还存在什么问题？
但是仅仅符合1NF的设计，仍然会存在数据冗余过大，插入异常，删除异常，修改异常的问题。
- 每一名学生的学号、姓名、系名、系主任这些数据重复多次。每个系与对应的系主任的数据也重复多次——数据冗余过大
- 假如学校新建了一个系，但是暂时还没有招收任何学生（比如3月份就新建了，但要等到8月份才招生），那么是无法将系名与系主任的数据单独地添加到数据表中去的 ——插入异常
- 假如将某个系中所有学生相关的记录都删除，那么所有系与系主任的数据也就随之消失了（一个系所有学生都没有了，并不表示这个系就没有了）。——删除异常
- 假如李小明转系到法律系，那么为了保证数据库中数据的一致性，需要修改三条记录中系与系主任的数据。——修改异常。
第二范式
确保每列都和主键相关。
每列依赖于全部的主键而非部分主键，这样才可以唯一确定一行记录，消除一部分冗余。
怎样判断表是否符合第二范式？
第一步：找出数据表中所有的码（单主键或联合主键）。
第二步：根据第一步所得到的码，找出所有的主属性（主键中的属性）。
第三步：数据表中，除去所有的主属性，剩下的就都是非主属性了。
第四步：查看是否存在非主属性对码的部分函数依赖，根据上下文分析属性间依赖关系
违反第二范式会怎样？
为了满足第二范式，会把表进行拆分，这样可以消除表中的冗余信息、插入异常、删除异常、修改异常。
违反第二范式的表：
属性间依赖关系：
满足第二范式后表情况：
运用第二范式后结果：
- 李小明转系到法律系
只需要修改一次李小明对应的系的值即可。——有改进 - 数据冗余是否减少了？
学生的姓名、系名与系主任，不再像之前一样重复那么多次了。——有改进 - 删除某个系中所有的学生记录
该系的信息仍然全部丢失。——无改进 - 插入一个尚无学生的新系的信息。
因为学生表的码是学号，不能为空，所以此操作不被允许。——无改进
第三范式
确保每列都和主键直接相关而非间接相关。
非主键列之间不应该有依赖关系，这样可以消除冗余信息。
对于选课表，主码为（学号，课名），主属性为学号和课名，非主属性只有一个，为分数，不可能存在传递函数依赖，所以选课表的设计，符合3NF的要求。
对于学生表，主码为学号，主属性为学号，非主属性为姓名、系名和系主任。因为 学号 → 系名，同时 系名 → 系主任，所以存在非主属性系主任对于码学号的传递函数依赖，所以学生表的设计，不符合3NF的要求。
为了让数据表设计达到3NF，我们必须进一步进行模式分解为以下形式：
- 选课（学号，课名，分数）
- 学生（学号，姓名，系名）
- 系（系名，系主任）
结果：
- 删除某个系中所有的学生记录
该系的信息不会丢失。——有改进 - 插入一个尚无学生的新系的信息。
因为系表与学生表目前是独立的两张表，所以不影响。——有改进 - 数据冗余更加少了。——有改进
BC范式
消除多值依赖，不能有多个主键
符合第三范式的表：
- 每个仓库只能有一名管理员，一名管理员只能在一个仓库中工作；
- 一个仓库中可以存放多种物品，一种物品也可以存放在不同的仓库中。每种物品在每个仓库中都有对应的数量。
已知函数依赖集：仓库名 → 管理员，管理员 → 仓库名，（仓库名，物品名）→ 数量
码：（管理员，物品名），（仓库名，物品名）
主属性：仓库名、管理员、物品名
非主属性：数量
∵ 不存在非主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖。∴ 此关系模式属于3NF。
好，既然此关系模式已经属于了 3NF，那么这个关系模式是否存在问题呢？我们来看以下几种操作：
- 先新增加一个仓库，但尚未存放任何物品，是否可以为该仓库指派管理员？——不可以，因为物品名也是主属性，根据实体完整性的要求，主属性不能为空。
- 某仓库被清空后，需要删除所有与这个仓库相关的物品存放记录，会带来什么问题？——仓库本身与管理员的信息也被随之删除了。
- 如果某仓库更换了管理员，会带来什么问题？——这个仓库有几条物品存放记录，就要修改多少次管理员信息。
从这里我们可以得出结论，在某些特殊情况下，即使关系模式符合 3NF 的要求，仍然存在着插入异常，修改异常与删除异常的问题，仍然不是 ”好“ 的设计。
造成此问题的原因：存在着主属性对于码的部分函数依赖与传递函数依赖。（在此例中就是存在主属性【仓库名】对于码【（管理员，物品名）】的部分函数依赖。
解决办法就是要在 3NF 的基础上消除主属性对于码的部分与传递函数依赖。
仓库（仓库名，管理员）
库存（仓库名，物品名，数量）
这样，之前的插入异常，修改异常与删除异常的问题就被解决了。
严格遵守范式会有什么问题？
一般达到2范式就可以，为了性能和灵活性不需要严格的遵守范式，允许存在冗余，可以带来其他的便利，但是最好要知道是怎么回事。