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一、基本介紹
設計關係數據庫時，遵從不同的規範要求，設計出合理的關係型數據庫，這些不同的規範要求被稱爲不同的範式，各種範式呈遞次規範，越高的範式數據庫冗餘越小。
目前關係數據庫有六種範式：第一範式（1NF）、第二範式（2NF）、第三範式（3NF）、巴斯-科德範式（BCNF）、第四範式(4NF）和第五範式（5NF，又稱完美範式）。滿足最低要求的範式是第一範式（1NF）。在第一範式的基礎上進一步滿足更多規範要求的稱爲第二範式（2NF），其餘範式以次類推。一般說來，數據庫只需滿足第三範式(3NF）就行了。
範式的包含關係。一個數據庫設計如果符合第二範式，一定也符合第一範式。如果符合第三範式，一定也符合第二範式…
數據庫基本概念
要理解範式，首先必須對知道什麼是關係數據庫，簡單的說：關係數據庫就是用二維表來保存數據。表和表之間可以……（省略10W字），如果對數據庫很熟悉，可以不用理會下面的概念。
實體：現實世界中客觀存在並可以被區別的事物。比如“一個學生”、“一本書”、“一門課”等等。值得強調的是這裏所說的“事物”不僅僅是看得見摸得着的“東西”，它也可以是虛擬的，不如說“老師與學校的關係”。
屬性：教科書上解釋爲：“實體所具有的某一特性”，由此可見，屬性一開始是個邏輯概念，比如說，“性別”是“人”的一個屬性。在關係數據庫中，屬性又是個物理概念，屬性可以看作是“表的一列”。
元組：表中的一行就是一個元組。
分量：元組的某個屬性值。在一個關係數據庫中，它是一個操作原子，即關係數據庫在做任何操作的時候，屬性是“不可分的”。否則就不是關係數據庫了。
碼：表中可以唯一確定一個元組的某個屬性（或者屬性組），如果這樣的碼有不止一個，那麼大家都叫 候選碼，我們從候選碼中挑一個出來做老大，它就叫主碼。
全碼：如果一個碼包含了所有的屬性，這個碼就是全碼。
主屬性：一個屬性只要在任何一個候選碼中出現過，這個屬性就是主屬性。
非主屬性：與上面相反，沒有在任何候選碼中出現過，這個屬性就是非主屬性。
外碼：一個屬性（或屬性組），它不是碼，但是它別的表的碼，它就是外碼。
候選碼： 若關係中的某一屬性或屬性組的值能唯一的標識一個元組，而其任何真子集都不能再標識，則稱該屬性組爲（超級碼）候選碼。
二、6種範式
前面說到，範式越高，數據的冗餘度越小。其實沒有冗餘的數據庫設計是可以做到的。但是，沒有冗餘的數據庫未必是最好的數據庫，有時爲了提高運行效率，就必須降低範式標準，適當保留冗餘數據。具體做法是：在概念數據模型設計時遵守第三範式，降低範式標準的工作放到物理數據模型設計時考慮。降低範式就是增加字段，允許冗餘。（最典型的就是在一些數據表中不僅存作爲外鍵的user_id,同樣存user_name,這樣雖然違反數據庫範式增加了user_name字段，但是卻提高了效率，減少了獲取user_id後再去user表中獲取user name的操作）
所以實際中，我們只需要考慮數據庫滿足第三範式就可以了,下面以最通俗的方式來解釋數據庫的範式。
第一範式（1NF）：屬性不可分
（1NF是對屬性的原子性約束，要求屬性具有原子性，不可再分解）
name tel age
手機 座機
Josh 13612345678 021－9876543 22
Wang 13988776655 010－1234567 21
很明顯，tel這個屬性還可以進行分解，分解成手機和座機這兩個屬性，不滿足第一範式的數據庫，不是關係數據庫！所以，我們在任何關係數據庫管理系統中，做不出這樣的“表”來。
第二範式（2NF）：符合1NF，並且非主屬性完全依賴於碼。
（2NF是對記錄的惟一性約束，要求記錄有惟一標識，即實體的惟一性，更通俗說有主鍵ID）
如果這都不能理解，只能看看如下科學的解釋了：
一個候選碼中的主屬性也可能是好幾個。如果一個主屬性，它不能單獨做爲一個候選碼，那麼它也不能確定任何一個非主屬性。給一個反例：我們考慮一個小學的教務 管理系統，學生上課指定一個老師，一本教材，一個教室，一個時間，大家都上課去吧，沒有問題。那麼數據庫怎麼設計？（學生上課表）
學生 課程 老師 老師職稱 教材 教室 上課時間
小明 一年級語文（上） 大寶 副教授 《小學語文1》 101 14：30
一個學生上一門課，一定在特定某個教室。所以有（學生，課程）－>教室
一個學生上一門課，一定是特定某個老師教。所以有（學生，課程）－>老師
一個學生上一門課，他老師的職稱可以確定。所以有（學生，課程）－>老師職稱
一個學生上一門課，一定是特定某個教材。所以有（學生，課程）－>教材
一個學生上一門課，一定在特定時間。所以有（學生，課程）－>上課時間
因此（學生，課程）是一個碼。
然而，一個課程，一定指定了某個教材，一年級語文肯定用的是《小學語文1》，那麼就有課程－>教材。（學生，課程）是個碼，課程卻決定了教材，這就叫做不完全依賴，或者說部分依賴。出現這樣的情況，就不滿足第二範式！有什麼不好嗎？你可以想想：
1、校長要新增加一門課程叫“微積分”，教材是《大學數學》，怎麼辦？學生還沒選課，而學生又是主屬性，主屬性不能空，課程怎麼記錄呢，教材記到哪呢? ……鬱悶了吧?(插入異常)
2、下學期沒學生學一年級語文（上）了，學一年級語文（下）去了，那麼表中將不存在一年級語文（上），也就沒了《小學語文1》。這時候，校長問：一年級語文（上）用的什麼教材啊？……鬱悶了吧?(刪除異常)
3、校長說：一年級語文（上）換教材，換成《大學語文》。有10000個學生選了這麼課，改動好大啊！改累死了……鬱悶了吧？（修改異常）
那應該怎麼解決呢？投影分解，將一個表分解成兩個或若干個表
學生 課程 老師 老師職稱 教室 上課時間
小明 一年級語文（上） 大寶 副教授 101 14：30
學生上課表
課程 教材
一年級語文（上） 《小學語文1》
第三範式（3NF）：符合2NF，並且，消除傳遞依賴。
（3NF是對字段冗餘性的約束，即任何字段不能由其他字段派生出來，它要求字段沒有冗餘）
正如前面所說：沒有數據冗餘的數據庫並不一定是最好的數據庫，所以有沒有冗餘的設計，要綜合來考慮。
上面的“學生上課表”符合2NF，可以這樣驗證：兩個主屬性單獨使用，不用確定其它四個非主屬性的任何一個。但是它有傳遞依賴！在“老師”和“老師職稱”這裏，一個老師一定能確定一個老師職稱。
如果不消除這種傳遞依賴，有可能會出現：
1、老師升級了，變教授了，要改數據庫，表中有N條，改了N次……（修改異常）
2、沒人選這個老師的課了，老師的職稱也沒了記錄……（刪除異常）
3、新來一個老師，還沒分配教什麼課，他的職稱記到哪？……（插入異常）
那應該怎麼解決呢？和上面一樣，投影分解：
學生 課程 老師 教室 上課時間
小明 一年級語文（上） 大寶 101 14：30
老師 老師職稱
大寶 副教授
BCNF：符合3NF，並且，主屬性不依賴於主屬性。
若關係模式屬於第二範式，且每個屬性都不傳遞依賴於鍵碼，則R屬於BC範式。
通常
BC範式的條件有多種等價的表述：每個非平凡依賴的左邊必須包含鍵碼；每個決定因素必須包含鍵碼。
BC範式既檢查非主屬性，又檢查主屬性。當只檢查非主屬性時，就成了第三範式。滿足BC範式的關係都必然滿足第三範式。
還可以這麼說：若一個關係達到了第三範式，並且它只有一個候選碼，或者它的每個候選碼都是單屬性，則該關係自然達到BC範式。
一般，一個數據庫設計符合3NF或BCNF就可以了。
第四範式：要求把同一表內的多對多關係刪除。
第五範式：從最終結構重新建立原始結構。