《关系数据库中数据冗余的不可完全消除性及其原因剖析》
在关系数据库中，不能完全消除冗余。
一、数据冗余的定义与表现形式
数据冗余是指在数据库中存在不必要的重复数据，在关系数据库中，数据冗余可能以多种形式出现，在一个包含学生信息（学号、姓名、课程号、课程名、成绩）的关系表中，如果课程名在每一条记录（对应每个学生的每一门课程成绩）中都重复出现，这就是一种数据冗余，因为课程名实际上只与课程号相关，一旦课程号确定，课程名就确定了，不需要在每个学生的成绩记录中都重复存储。
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二、为何不能完全消除冗余
1、性能需求方面
- 为了提高查询效率，有时候需要一定程度的冗余，以一个在线购物系统为例，如果将订单信息、商品信息和用户信息都完全规范化存储，在查询某个用户的订单及其包含的商品详情时，就需要进行多次表连接操作，表连接操作是比较耗时的，特别是在数据量很大的情况下，如果在订单表中适当冗余一些商品的关键信息（如商品名称、价格等），虽然造成了一定的数据冗余，但可以大大提高查询订单及其商品信息的速度。
- 在分布式数据库环境中，为了减少网络传输开销，可能会在不同的节点上存储一些冗余数据，在一个跨国公司的数据库系统中，各地的分支机构可能需要频繁查询某些公共数据，如果将这些数据在本地节点上有一定的冗余存储，就可以避免频繁地从远程节点获取数据，从而提高整体的系统性能。
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2、数据完整性维护方面
- 在某些情况下，冗余数据有助于维护数据的完整性，在一个图书馆管理系统中，有图书表（图书编号、书名、作者、出版社）和借阅表（借阅编号、读者编号、图书编号、借阅日期），如果在借阅表中冗余存储书名，当图书表中的书名发生变更时（如由于编辑错误进行修正），可以通过在借阅表中的冗余书名来检查这种变更是否合理，如果变更后的书名与借阅表中的冗余书名存在冲突（可能会影响到基于书名的借阅统计等功能），就可以提醒管理员谨慎处理，从而保证数据的完整性。
3、业务逻辑需求方面
- 有些业务逻辑要求数据以一种看似冗余的方式存在，比如在一个医院的病历管理系统中，可能有患者基本信息表（患者编号、姓名、年龄、性别等）和诊断表（诊断编号、患者编号、诊断结果、医生备注），医生在查看诊断表时，希望能直接看到患者的姓名等基本信息，而不是每次都要关联患者基本信息表，所以在诊断表中冗余存储患者姓名等部分基本信息，更符合医护人员查看病历的业务逻辑习惯。
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4、数据历史记录方面
- 对于一些需要记录数据历史状态的情况，冗余是难以避免的，在一个员工薪资管理系统中，薪资表（员工编号、月份、薪资数额）记录了员工每个月的薪资情况，如果公司的薪资结构发生了调整，比如增加了新的薪资项目，为了能够准确对比员工在不同薪资结构下的薪资变化情况，可能需要保留历史薪资记录中的一些详细信息，这就会造成一定的数据冗余。
虽然关系数据库设计的规范化理论旨在减少数据冗余，但由于性能、数据完整性、业务逻辑和数据历史记录等多方面的需求，在实际的关系数据库中是不能完全消除冗余的。
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