一个好的数据库逻辑设计目标是消除数据冗余以及插入、删除和更新异常。对于时态数据库也是如此。论文提出了时态初等函数依赖、时态初等关键字、时态初等主属性、时态简单关键字、时态简单主属性等概念,在此基础上利用具有多时间粒度的时态函数依赖(TFD)约束对时态数据库进行了规范化研究,提出了规范程度高于时态三范式低于时态Boyce-Code 范式的时态初等关键字范式(TEKNF)及时态简单范式(TSNF),并研究了时态初等关键字范式和时态简单范式的分解问题,给出了相关分解算法,并对算法的可终止性、正确性进行了证明,对时间复杂度进行了分析。根据关系数据库规范化的过程,基于时态函数依赖和关系数据库多值依赖理论提出了多时间粒度约束的时态多值依赖(TMVD)等概念,并给出了时态多值依赖的推导规则,对其有效性、完备性进行了证明。由于包含有限个TMVD 的TMVD 集通常蕴含着无限个TMVD,给出了TMVD 的有限推导规则,对其有效性、完备性进行了证明。对于具有TFD 和TMVD 混合集约束的时态模式来说,由于多时间粒度的使用使成员籍问题的解决变得更加复杂。但成员籍问题的解决对设计有效的模式分解算法必不可少,由此论文定义了时态类型集的强封闭集、属性集的有限闭包、属性集在给定时态类型上的有限依赖基、属性集的有限依赖基及特殊有限依赖基等概念,给出了求属性集的有限闭包、有限依赖基和特殊有限依赖基的算法,对算法的可终止性、正确性进行了证明,并对时间复杂度进行了分析。在此基础上,给出了解决时态混合集成员籍问题的算法,并对算法的可终止性、正确性进行了证明,对时间复杂度进行了分析。最后,基于TFD 和TMVD 混合集提出了时态第四范式(T4NF),并给出了时态模式的T4NF 的无损分解算法,对算法的可终止性、正确性进行了证明,对时间复杂度进行了分析。