《數(shù)據(jù)庫(kù)整理》第4章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論

1、.第第4章章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論 .2 24.1 規(guī)范化問(wèn)題的提出規(guī)范化問(wèn)題的提出4.2 函數(shù)依賴函數(shù)依賴4.3 關(guān)系模式的分解關(guān)系模式的分解*4.4 關(guān)系模式的范式關(guān)系模式的范式4.5 關(guān)系模式的規(guī)范化關(guān)系模式的規(guī)范化 .3 34.1 規(guī)范化問(wèn)題的提出規(guī)范化問(wèn)題的提出 4.1.1 規(guī)范化理論的主要內(nèi)容規(guī)范化理論的主要內(nèi)容關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論 函數(shù)依賴函數(shù)依賴范式（范式（Normal Form）模式設(shè)計(jì)模式設(shè)計(jì) 核心，是模式分解和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 模式分解的標(biāo)準(zhǔn)衡量關(guān)系模式分解以后模式的好壞 設(shè)計(jì)一個(gè)合適的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，關(guān)鍵是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)一個(gè)合適的

2、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，關(guān)鍵是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式的設(shè)計(jì)。其包含多少關(guān)系模式、每個(gè)關(guān)系模式包括的屬性、以及關(guān)系模式間的聯(lián)系，包含多少關(guān)系模式、每個(gè)關(guān)系模式包括的屬性、以及關(guān)系模式間的聯(lián)系，將決定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。而這些工作需要在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化將決定數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。而這些工作需要在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論的指導(dǎo)下逐步完成。理論的指導(dǎo)下逐步完成。.4 44.1.2 不合理的關(guān)系模式存在的存儲(chǔ)異常問(wèn)題不合理的關(guān)系模式存在的存儲(chǔ)異常問(wèn)題 教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)SCD(SNo，SN，Age，Dept，MN，CNo，Score) 在此關(guān)系模式中填入一部分具體的數(shù)據(jù)在此關(guān)系模式中填入一部分具體的數(shù)據(jù)SN

3、o SN Age Dept MN CNo Score S1 趙亦趙亦 17 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 劉偉劉偉 C1 90S1 趙亦趙亦 17 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 劉偉劉偉 C2 85 S2 錢(qián)爾錢(qián)爾 18 信息信息 王平王平 C557S2 錢(qián)爾錢(qián)爾 18 信息信息 王平王平 C680S2錢(qián)爾錢(qián)爾18信息信息王平王平C7 .5 5SNo SN Age Dept MN CNo Score S1 趙亦趙亦 17 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 劉偉劉偉 C1 90S1 趙亦趙亦 17 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 劉偉劉偉 C2 85 S2 錢(qián)爾錢(qián)爾 18 信息信息 王平王平 C557S2 錢(qián)爾錢(qián)爾 18 信息信息 王平王平 C680S2錢(qián)爾錢(qián)爾1

4、8信息信息王平王平C7 S2錢(qián)爾錢(qián)爾18信息信息王平王平C470S3孫珊孫珊20信息信息王平王平C175S3孫珊孫珊20信息信息王平王平C270S3孫珊孫珊20信息信息王平王平C485S4李思李思21自動(dòng)化自動(dòng)化劉偉劉偉C193該表出現(xiàn)的問(wèn)題該表出現(xiàn)的問(wèn)題 數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余 插入異常插入異常 刪除異常刪除異常 更新異常更新異常 根本原因：屬性間存根本原因：屬性間存在著在著數(shù)據(jù)依賴關(guān)系數(shù)據(jù)依賴關(guān)系 包羅萬(wàn)象包羅萬(wàn)象 .6 6一個(gè)好的關(guān)系模式應(yīng)該具備以下四個(gè)條件：一個(gè)好的關(guān)系模式應(yīng)該具備以下四個(gè)條件：（1）盡可能少的數(shù)據(jù)冗余；）盡可能少的數(shù)據(jù)冗余；（2）沒(méi)有插入異常；）沒(méi)有插入異常；（3）沒(méi)有刪除

5、異常；）沒(méi)有刪除異常；（4）沒(méi)有更新異常。）沒(méi)有更新異常。 SCD (SNo，SN，Age，Dept，MN，CNo，Score) S(SNo，SN，Age，Dept) SC(SNo，CNo，Score) D(Dept，MN) 關(guān)系模式分解：關(guān)系模式分解： 原來(lái)的關(guān)系模式SCD稱為泛模式，用一個(gè)大表存放所有數(shù)據(jù)，易于查詢。但各種數(shù)據(jù)混在一起，數(shù)據(jù)間相互關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致維護(hù)困難。我們可以通過(guò)關(guān)系模式分解關(guān)系模式分解，得到更好的關(guān)系模式。按照一定的規(guī)范設(shè)計(jì)關(guān)系模式，將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的關(guān)系分解成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的關(guān)系，從而把不好的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楹玫年P(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式，這就是關(guān)系的規(guī)范化。.7 74.2 函數(shù)依賴函數(shù)依賴

6、 4.2.1 函數(shù)依賴的定義函數(shù)依賴的定義 對(duì)于關(guān)系模式對(duì)于關(guān)系模式SCD SNo決定函數(shù)（決定函數(shù)（SN，Age，Dept）（SN，Age，Dept）函數(shù)依賴于）函數(shù)依賴于SNo SCD (SNo，SN，Age，Dept，MN，CNo，Score) SNo一個(gè)學(xué)生一個(gè)學(xué)生SN，Age，Dept 惟一確定惟一確定 惟一確定惟一確定 關(guān)系模式中各屬性之間相互依賴、相互制約的聯(lián)系稱為數(shù)據(jù)依賴。一般分關(guān)系模式中各屬性之間相互依賴、相互制約的聯(lián)系稱為數(shù)據(jù)依賴。一般分為為函數(shù)依賴函數(shù)依賴、多值依賴和連接依賴，其中函數(shù)依賴是最重要的數(shù)據(jù)依賴。、多值依賴和連接依賴，其中函數(shù)依賴是最重要的數(shù)據(jù)依賴。 函數(shù)依賴

7、函數(shù)依賴(Functional Dependency, FD )是關(guān)系模式中屬性之間的一種邏是關(guān)系模式中屬性之間的一種邏輯依賴關(guān)系。輯依賴關(guān)系。 在關(guān)系模式分解中，函數(shù)依賴起著重要的作用。在關(guān)系模式分解中，函數(shù)依賴起著重要的作用。.8 8函數(shù)依賴的定義函數(shù)依賴的定義定義定義 設(shè)關(guān)系模式設(shè)關(guān)系模式R(U,F)，U是屬性全集，是屬性全集，F(xiàn)是是U上的函數(shù)依賴集，上的函數(shù)依賴集，X和和Y是是U的子集，如果對(duì)于的子集，如果對(duì)于R(U)的任意一個(gè)可能的任意一個(gè)可能 關(guān)系關(guān)系r，對(duì)于，對(duì)于X的每一個(gè)具體的每一個(gè)具體值，值，Y都有一個(gè)唯一的具體值與之對(duì)應(yīng)，則稱都有一個(gè)唯一的具體值與之對(duì)應(yīng)，則稱X決定函數(shù)決定

8、函數(shù)Y，或，或Y函函數(shù)依賴于數(shù)依賴于X，記作，記作XY。我們稱我們稱X為決定因素、為決定因素、Y為依賴因素。當(dāng)為依賴因素。當(dāng)Y不函數(shù)依賴于不函數(shù)依賴于X時(shí)，記作：時(shí)，記作：X Y。當(dāng)。當(dāng)XY且且YX時(shí)，則記作：時(shí)，則記作：XY。 UXY.9 9函數(shù)依賴函數(shù)依賴 完全函數(shù)依賴完全函數(shù)依賴 部分函數(shù)依賴部分函數(shù)依賴 傳遞函數(shù)依賴傳遞函數(shù)依賴 .10104.2.4 完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴 設(shè)有關(guān)系模式設(shè)有關(guān)系模式R(U)，U是屬性全集，是屬性全集，X和和Y是是U的的子集：子集：如果如果XY，并且對(duì)于，并且對(duì)于X的任何一個(gè)真子集的任何一個(gè)真子集X，都有，都有X Y，則稱，

9、則稱Y對(duì)對(duì)X完全函數(shù)依賴完全函數(shù)依賴，記作，記作X Y。如果如果XY，并且對(duì)于并且對(duì)于X的某個(gè)真子集的某個(gè)真子集X ，有，有XY，則稱則稱Y對(duì)對(duì)X部分函數(shù)依賴部分函數(shù)依賴，記作，記作X Y。 在關(guān)系模式在關(guān)系模式SCD中，因?yàn)橹?，因?yàn)镾No Score，且，且CNo Score，所以有：，所以有：(SNo，CNo) Score。而。而SNoAge，所以所以(SNo，CNo) Age fp fp只有當(dāng)決定因素是組合屬性時(shí)，討論部分函數(shù)依賴才有意義，當(dāng)決定因素是單屬性時(shí)，只能是完全函數(shù)依賴。.11114.2.5 傳遞函數(shù)依賴傳遞函數(shù)依賴 設(shè)有關(guān)系模式設(shè)有關(guān)系模式R(U)，U是屬性全集，是屬性全集，

10、X，Y，Z是是U的子集的子集 若若XY，但但Y X，而，而YZ（Y X，Z Y），則稱），則稱Z對(duì)對(duì)X傳遞函數(shù)依賴傳遞函數(shù)依賴 ，記作：，記作：X Z 。如果如果YX，則，則X Y，這時(shí)稱，這時(shí)稱Z對(duì)對(duì)X直接函數(shù)依賴，直接函數(shù)依賴，而不是傳遞函數(shù)依賴。而不是傳遞函數(shù)依賴。 例如：在關(guān)系模式例如：在關(guān)系模式SCD中，中，SNoDep，但，但Dept Sno,而而DeptMN，則有，則有Sno MN。 t t.1212此處略過(guò)關(guān)系模式分解的詳細(xì)過(guò)程此處略過(guò)關(guān)系模式分解的詳細(xì)過(guò)程如有興趣可參見(jiàn)教材各具體的算法。如有興趣可參見(jiàn)教材各具體的算法。.13134.4 關(guān)系模式的范式關(guān)系模式的范式 各種范式之

11、間的關(guān)系各種范式之間的關(guān)系 關(guān)系模式分解以后模式的好壞，用什么標(biāo)準(zhǔn)衡量？這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是模式的關(guān)系模式分解以后模式的好壞，用什么標(biāo)準(zhǔn)衡量？這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是模式的范式范式(Normal Forms, NF) 關(guān)系模式規(guī)范化的基本思想就是消除數(shù)據(jù)冗余，消除數(shù)據(jù)依賴導(dǎo)致的插入、刪除關(guān)系模式規(guī)范化的基本思想就是消除數(shù)據(jù)冗余，消除數(shù)據(jù)依賴導(dǎo)致的插入、刪除等異常。我們把關(guān)系模式規(guī)范化的過(guò)程中為不同程度的規(guī)范化要求設(shè)立的不同標(biāo)準(zhǔn)等異常。我們把關(guān)系模式規(guī)范化的過(guò)程中為不同程度的規(guī)范化要求設(shè)立的不同標(biāo)準(zhǔn)稱為范式。由于規(guī)范化程度不同，就產(chǎn)生了不同的范式。稱為范式。由于規(guī)范化程度不同，就產(chǎn)生了不同的范式。.14144.4.

12、1 第一范式第一范式 定義定義4.14 如果關(guān)系模式如果關(guān)系模式R所有的屬性均為簡(jiǎn)單屬所有的屬性均為簡(jiǎn)單屬性，即每個(gè)屬性都是不可再分的，則稱性，即每個(gè)屬性都是不可再分的，則稱R屬于第屬于第一范式，簡(jiǎn)稱一范式，簡(jiǎn)稱1NF，記作，記作R1NF。1NF是關(guān)系模式應(yīng)具備的最起碼的條件。是關(guān)系模式應(yīng)具備的最起碼的條件。 第一范式可能具有大量的數(shù)據(jù)冗余，具有插入異常、第一范式可能具有大量的數(shù)據(jù)冗余，具有插入異常、刪除異常和更新異常等弊端。刪除異常和更新異常等弊端。如關(guān)系模式如關(guān)系模式SCD屬于屬于1NF，它既存在完全函數(shù)依賴，又存，它既存在完全函數(shù)依賴，又存在部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴在部分函數(shù)依賴和傳遞

13、函數(shù)依賴 ?？朔@些弊端的方法是用投影運(yùn)算將關(guān)系分解，去克服這些弊端的方法是用投影運(yùn)算將關(guān)系分解，去掉過(guò)于復(fù)雜的函數(shù)依賴關(guān)系，向更高一級(jí)的范式進(jìn)行掉過(guò)于復(fù)雜的函數(shù)依賴關(guān)系，向更高一級(jí)的范式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換。 .15154.4.2 第二范式第二范式 第二范式的定義第二范式的定義 如果關(guān)系模式如果關(guān)系模式R1NF，且每個(gè)非主屬性都完全函數(shù)，且每個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于依賴于R的主關(guān)系鍵，則稱的主關(guān)系鍵，則稱R屬于第二范式，簡(jiǎn)稱屬于第二范式，簡(jiǎn)稱2NF，記作記作R2NF 。如：關(guān)系模式如：關(guān)系模式TCS（T，C，S） 關(guān)系鍵關(guān)系鍵 （T，C，S） ；主屬性；主屬性 T、C、S 不存在非主屬性對(duì)主關(guān)系

14、鍵的部分函數(shù)依賴，因此屬于不存在非主屬性對(duì)主關(guān)系鍵的部分函數(shù)依賴，因此屬于2NF。 從從1NF關(guān)系中消除非主屬性對(duì)主關(guān)系鍵的關(guān)系中消除非主屬性對(duì)主關(guān)系鍵的部分函數(shù)依賴部分函數(shù)依賴，則可得到，則可得到2NF如果如果R的關(guān)系鍵為單屬性，或的關(guān)系鍵為單屬性，或R的全體屬性均為主屬性，則的全體屬性均為主屬性，則R2NF .16162NF規(guī)范化規(guī)范化 2NF規(guī)范化是指把規(guī)范化是指把1NF關(guān)系模式通過(guò)投影分解，轉(zhuǎn)換關(guān)系模式通過(guò)投影分解，轉(zhuǎn)換成成2NF關(guān)系模式的集合。關(guān)系模式的集合。 例例4-15 將將SCD(SNo，SN，Age，Dept，MN，CNo，Score)規(guī)范為規(guī)范為2NF。 學(xué)生學(xué)生SD(SN

15、o,SN,Age,Dept,MN )學(xué)生與課程聯(lián)系學(xué)生與課程聯(lián)系SC( SNo,CNo,Score)SCD非主屬性對(duì)主鍵完全函數(shù)依賴。因此，非主屬性對(duì)主鍵完全函數(shù)依賴。因此，SD2NF，SC2NF。 .17172NF的缺點(diǎn)的缺點(diǎn) 數(shù)據(jù)冗余數(shù)據(jù)冗余 插入異常插入異常 刪除異常刪除異常 更新異常更新異常 每個(gè)系名和系主任的名字存儲(chǔ)的次數(shù)等于該系的學(xué)生人數(shù)每個(gè)系名和系主任的名字存儲(chǔ)的次數(shù)等于該系的學(xué)生人數(shù) 當(dāng)一個(gè)新系沒(méi)有招生時(shí)，有關(guān)該系的信息無(wú)法插入當(dāng)一個(gè)新系沒(méi)有招生時(shí)，有關(guān)該系的信息無(wú)法插入 某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒(méi)有招生時(shí)，刪除全部學(xué)生的記錄也某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒(méi)有招生時(shí)，刪除全部學(xué)生的記錄也隨之刪

16、除了該系的有關(guān)信息隨之刪除了該系的有關(guān)信息 更換系主任時(shí)，仍需改動(dòng)較多的學(xué)生記錄更換系主任時(shí)，仍需改動(dòng)較多的學(xué)生記錄 之所以存在這些問(wèn)題，是由于在SD中存在著非主屬性對(duì)主鍵的傳遞函數(shù)依賴。SNOSN，SNoAge，SNoDept，DeptMN，SNo MN，即非主屬性MN對(duì)主鍵SNo傳遞函數(shù)依賴。為此，對(duì)關(guān)系SD，還需進(jìn)一步簡(jiǎn)化，消除這種傳遞函數(shù)依賴，這樣就得到了3NF。t.18184.4.3 第三范式第三范式 第三范式的定義第三范式的定義 如果關(guān)系模式如果關(guān)系模式R2NF，且每個(gè)非主屬性都不傳遞函，且每個(gè)非主屬性都不傳遞函數(shù)依賴于數(shù)依賴于R的主關(guān)系鍵，則稱的主關(guān)系鍵，則稱R屬于第三范式，簡(jiǎn)稱

17、屬于第三范式，簡(jiǎn)稱3NF，記作，記作R3NF。 如：如：SC(SNo，CNo，Score) 函數(shù)依賴為函數(shù)依賴為(SNo，CNo)Score，非主屬性，非主屬性Score不傳遞不傳遞函數(shù)依賴于主關(guān)系鍵（函數(shù)依賴于主關(guān)系鍵（SNo，CNo），因此，），因此，SC3NF。 又如：又如：SD(SNo，SN，Age，Dept，MN) SNoDep和和DeptMN SNo MN 非主屬性非主屬性MN與主關(guān)系鍵與主關(guān)系鍵SNo間存在著傳遞函數(shù)依賴，所以間存在著傳遞函數(shù)依賴，所以SD 3NF。 主關(guān)系鍵主關(guān)系鍵 非主屬性非主屬性 t非主屬性非主屬性 主關(guān)系鍵主關(guān)系鍵 .1919此處略去此處略去3NF規(guī)范化算

18、法過(guò)程規(guī)范化算法過(guò)程 通過(guò)語(yǔ)義分析可知，關(guān)系通過(guò)語(yǔ)義分析可知，關(guān)系SD實(shí)際上描述了兩個(gè)實(shí)體，一個(gè)為實(shí)際上描述了兩個(gè)實(shí)體，一個(gè)為學(xué)生實(shí)體，屬性有學(xué)生實(shí)體，屬性有SNo，SN，Age，Dept；另一個(gè)為系別的實(shí)體，；另一個(gè)為系別的實(shí)體，其屬性有其屬性有Dept和和MN，分解后的兩個(gè)關(guān)系如下圖所示。，分解后的兩個(gè)關(guān)系如下圖所示。 消除了非主屬性對(duì)主關(guān)系鍵的傳遞函數(shù)依賴，均屬于消除了非主屬性對(duì)主關(guān)系鍵的傳遞函數(shù)依賴，均屬于3NF。S(SNO,SN,Age,Dept)描述學(xué)生實(shí)體；描述學(xué)生實(shí)體； D(Dept,MN)描述系的實(shí)體。描述系的實(shí)體。SNo SN Age DeptS1 趙亦趙亦 17 計(jì)算機(jī)計(jì)

19、算機(jī)S2 錢(qián)爾錢(qián)爾 18 信息信息 S3孫珊孫珊20信息信息 S4李思李思21自動(dòng)化自動(dòng)化 Dept MN 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 劉偉劉偉 信息信息 王平王平 自動(dòng)化自動(dòng)化劉偉劉偉3NF解決了2NF中存在的四個(gè)問(wèn)題：數(shù)據(jù)冗余降低了數(shù)據(jù)冗余降低了 不存在刪除異常不存在刪除異常 不存在更新異常不存在更新異常 不存在插入異常不存在插入異常 .2020 SCD規(guī)范到規(guī)范到3NF后，所存在冗余，插入、刪除、更新等常現(xiàn)象已經(jīng)全部后，所存在冗余，插入、刪除、更新等?，F(xiàn)象已經(jīng)全部消失了。消失了。 但但3NF只限制了非主屬性對(duì)于鍵的依賴關(guān)系，而沒(méi)有限制主屬性對(duì)鍵的只限制了非主屬性對(duì)于鍵的依賴關(guān)系，而沒(méi)有限制主屬性對(duì)鍵的

20、依賴關(guān)系。如果發(fā)生這種依賴，仍有可能導(dǎo)致冗余、插入刪除等異常。依賴關(guān)系。如果發(fā)生這種依賴，仍有可能導(dǎo)致冗余、插入刪除等異常。 這時(shí)，就需要對(duì)這時(shí)，就需要對(duì)3NF進(jìn)一步規(guī)范化，進(jìn)一步規(guī)范化，消除主屬性對(duì)于鍵的依賴關(guān)系消除主屬性對(duì)于鍵的依賴關(guān)系。為。為此，此，Boyce和和Codd共同提出共同提出Boyce-Codd范式，簡(jiǎn)稱范式，簡(jiǎn)稱BCNF或或B范式，彌范式，彌補(bǔ)了補(bǔ)了3NF的不足。的不足。.21214.4.4 BC范式范式 BC范式的定義范式的定義 如果關(guān)系模式如果關(guān)系模式R1NF，且所有的函數(shù)依賴，且所有的函數(shù)依賴XY(Y X )，決定因素決定因素X都包含了都包含了R的一個(gè)候選鍵，則稱的一

21、個(gè)候選鍵，則稱R屬于屬于BC范范式，記作式，記作RBCNF。BCNF具有如下性質(zhì)具有如下性質(zhì) ：如果如果RBCNF，則，則R也是也是3NF 。 如果如果R3NF，則，則R不一定是不一定是BCNF 。例例4-18 設(shè)有關(guān)系模式設(shè)有關(guān)系模式SNC（SNo，SN，CNo，Score）無(wú)重名的情況下，有兩個(gè)候選鍵無(wú)重名的情況下，有兩個(gè)候選鍵(Sno,CNo)和和(SN,CNo)。唯。唯一的非主屬性一的非主屬性Score對(duì)鍵不存在部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)對(duì)鍵不存在部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴，所以依賴，所以SNC 3NF。但是，但是，SNo SN即決定因素即決定因素Sno或或SN不包含候選鍵，不包含候選鍵，

22、從另一角度說(shuō)，從另一角度說(shuō)，存在著主屬性對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴：（存在著主屬性對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴：（SNo，CNo） SN，（SN，CNo） SNo，所以，所以SNC不是不是BCNF。 p p .2222分解分解S1(SNo，SN)，S2(SNo，CNo，Score)代替代替SNC。分解結(jié)果為：分解結(jié)果為：S1(SNo，SN)描述學(xué)生實(shí)體；描述學(xué)生實(shí)體；S2(SNo，CNo，Score)描述學(xué)生與課程的聯(lián)系。描述學(xué)生與課程的聯(lián)系。例例4-20 設(shè)有關(guān)系模式設(shè)有關(guān)系模式TCS(T，C，S) 候選鍵候選鍵 ：（：（S，C）和（）和（S，T）函數(shù)依賴是函數(shù)依賴是 ：F=(S，C)T，(S，T)C，TC

23、分解分解TC(T，C)，ST(S，T)代替代替TCS 消除了函數(shù)依賴消除了函數(shù)依賴(S，T) C ，STBCNF，TCBCNF p BCNF規(guī)范化規(guī)范化 .2323 以上我們完全是在函數(shù)依賴的范疇內(nèi)討以上我們完全是在函數(shù)依賴的范疇內(nèi)討論問(wèn)題。屬于論問(wèn)題。屬于BCNF的關(guān)系模式是否就很完的關(guān)系模式是否就很完美了呢？美了呢？ 前面所介紹的規(guī)范化都是建立在函數(shù)依賴的基礎(chǔ)上，函數(shù)依賴表示的是關(guān)系模式屬性間一對(duì)一或一對(duì)多的聯(lián)系，但它并不能表示屬性間的多對(duì)多的關(guān)系，因而某些關(guān)系模式雖然已經(jīng)規(guī)范到了BCNF，但仍然存在一些弊端。.24244.4.5 多值依賴與第四范式多值依賴與第四范式 多值依賴的定義多值依

24、賴的定義 假設(shè)學(xué)校中一門(mén)課程可由多名教師講授，教學(xué)中他們使用相假設(shè)學(xué)校中一門(mén)課程可由多名教師講授，教學(xué)中他們使用相同的一套參考書(shū)。同的一套參考書(shū)。 課程課程C 教師教師T 參考書(shū)參考書(shū)B(niǎo) 數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 吳勝利吳勝利陳晨陳晨王平王平張京生張京生 數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)SQL Server 2000算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程 關(guān)系關(guān)系CTB .2525CTB轉(zhuǎn)化成規(guī)范化的關(guān)系如下圖所示：轉(zhuǎn)化成規(guī)范化的關(guān)系如下圖所示： C與與T間的聯(lián)系被稱為多值依賴間的聯(lián)系被稱為多值依賴 。多個(gè)多個(gè)T對(duì)應(yīng)一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)C，同樣，同樣C和和

25、B之間也存在著類似的聯(lián)系。之間也存在著類似的聯(lián)系。 一個(gè)確定的一個(gè)確定的C值，與其所對(duì)應(yīng)的一組值，與其所對(duì)應(yīng)的一組T值與值與B值無(wú)關(guān)值無(wú)關(guān) 課程課程C教師教師T參考書(shū)參考書(shū)B(niǎo)數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)庫(kù)原理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 吳勝利吳勝利吳勝利吳勝利吳勝利吳勝利陳晨陳晨陳晨陳晨陳晨陳晨王平王平王平王平張京生張京生張京生張京生 數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)SQL Server2000數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)SQL

26、 Server2000算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)教程 數(shù)據(jù)冗余大數(shù)據(jù)冗余大 插入異常插入異常 刪除異常刪除異常 關(guān)系模型關(guān)系模型TEACHING(C,T,B)的碼是的碼是(C,T,B),即即All_Key。因而因而TEACHINGBCNF。.2626定義定義4.18 設(shè)有關(guān)系模式設(shè)有關(guān)系模式R（U），），U是屬性全集，是屬性全集，X、Y、Z是屬性集是屬性集U的子集，且的子集，且Z=UXY如果對(duì)于如果對(duì)于R的任一關(guān)系，對(duì)于的任一關(guān)系，對(duì)于X的一個(gè)確定值，存在的一個(gè)確定值，存在Y的一組值與之對(duì)應(yīng)，且的一組值與之對(duì)應(yīng)，且Y的這

27、組值僅僅決定于的這組值僅僅決定于X的值的值而與而與Z值無(wú)關(guān)，此時(shí)稱值無(wú)關(guān)，此時(shí)稱Y多值依賴于多值依賴于X，或，或X多值決定多值決定Y，記作，記作XY。若若XY且且Z=UXY，則稱，則稱XY是非平凡是非平凡的多值依賴，否則稱為平凡的多值依賴的多值依賴，否則稱為平凡的多值依賴 。 .2727第四范式（第四范式（4NF）定義）定義 定義定義4.19 設(shè)有一關(guān)系模式設(shè)有一關(guān)系模式R（U），），U是其屬性全集，是其屬性全集，X、Y是是U的子集，的子集，D是是R上的數(shù)據(jù)依賴集。如果對(duì)于上的數(shù)據(jù)依賴集。如果對(duì)于任一多值依賴任一多值依賴XY，此多值依賴是平凡的，或者，此多值依賴是平凡的，或者X包含了包含了R的一個(gè)候選關(guān)鍵字，則稱的一個(gè)候選關(guān)鍵字，則稱R是第四范式的關(guān)是第四范式的關(guān)系模式，記為系模式，記為R4NF 。一個(gè)一個(gè)BCNF的關(guān)系模式不一定是的關(guān)系模式不一定是4NF4NF的關(guān)系模式必定是的關(guān)系模式必定是BCNF的關(guān)系模式的關(guān)系模式 4NF是是BCNF的推廣的推廣