數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)理論6ppt課件

1、第六章第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論關(guān)系數(shù)據(jù)理論6.1 問題的提出問題的提出6.2 規(guī)范化規(guī)范化6.3 范式范式6.4 規(guī)范化小結(jié)規(guī)范化小結(jié)6.1 問題的提出問題的提出一一.關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計針對具體問題，如何構(gòu)造一個適合于它的數(shù)據(jù)針對具體問題，如何構(gòu)造一個適合于它的數(shù)據(jù)模式模式數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的工具數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的工具關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論理論6.1 問題的提出問題的提出二。關(guān)系模式的形式化定義：二。關(guān)系模式的形式化定義：關(guān)系模式由五部分組成，即它是一個五元組：關(guān)系模式由五部分組成，即它是一個五元組： R(U, D, DOM, F)R： 關(guān)系名關(guān)系名U： 組成該關(guān)系的

2、屬性名集合組成該關(guān)系的屬性名集合D： 屬性組屬性組U中屬性所來自的域中屬性所來自的域DOM：屬性向域的映象集合：屬性向域的映象集合F： 屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合6.1 問題的提出問題的提出三。屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系三。屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系 數(shù)據(jù)依賴是一個關(guān)系內(nèi)部屬性和屬性之間的一種約束關(guān)系數(shù)據(jù)依賴是一個關(guān)系內(nèi)部屬性和屬性之間的一種約束關(guān)系.這這種約束關(guān)系是屬性值間的相互關(guān)連主要體現(xiàn)于值的相等與種約束關(guān)系是屬性值間的相互關(guān)連主要體現(xiàn)于值的相等與否否)，它是數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計的關(guān)鍵。，它是數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計的關(guān)鍵。 數(shù)據(jù)依賴的類型：函數(shù)依賴數(shù)據(jù)依賴的類型：函數(shù)依賴Functional

3、 Dependency，記為，記為FD） 多值依賴多值依賴Multivalued Dependency，記，記為為MVD） 其他其他6.1 問題的提出問題的提出四四. 關(guān)系模式關(guān)系模式RU, D, DOM, F的簡化表示：一個三元組的簡化表示：一個三元組RU, F）。當(dāng)且僅當(dāng)）。當(dāng)且僅當(dāng)U上的一個關(guān)系上的一個關(guān)系r 滿足滿足F時，時，r稱為關(guān)系模式稱為關(guān)系模式 RU, F的一個關(guān)系。的一個關(guān)系。五五. 數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式的影響數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式的影響例：描述學(xué)校的數(shù)據(jù)庫：例：描述學(xué)校的數(shù)據(jù)庫：學(xué)生的學(xué)號學(xué)生的學(xué)號Sno）、所在系）、所在系Sdept）、）、系主任姓名系主任姓名Mname）、課程

4、號）、課程號Cno）、成果）、成果Grade）6.1 問題的提出假設(shè)是一個單一的關(guān)系模式 ： Student U Sno, Sdept, Mname, Cno, Grade 屬性組U上的一組函數(shù)依賴F： F Sno Sdept, Sdept Mname, (Sno, Cno) Grade SnoCnoSdeptMnameGrade6.1 問題的提出問題的提出 數(shù)據(jù)冗余太大。浪費大量的存儲空間。數(shù)據(jù)冗余太大。浪費大量的存儲空間。 例：每一個系主任的姓名重復(fù)出現(xiàn)例：每一個系主任的姓名重復(fù)出現(xiàn) 更新異常更新異常Update AnomaliesUpdate Anomalies）。因數(shù)據(jù)冗余）。因數(shù)據(jù)冗

5、余 ，更新數(shù)據(jù)，更新數(shù)據(jù)時，維護(hù)數(shù)據(jù)完整性代價大。時，維護(hù)數(shù)據(jù)完整性代價大。 例：某系更換系主任后，系統(tǒng)必須修改與該系學(xué)生有關(guān)的例：某系更換系主任后，系統(tǒng)必須修改與該系學(xué)生有關(guān)的每一個元組每一個元組 插入異常插入異常Insertion AnomaliesInsertion Anomalies）：該插的數(shù)據(jù)插不進(jìn)去）：該插的數(shù)據(jù)插不進(jìn)去 刪除異常刪除異常Deletion AnomaliesDeletion Anomalies） 6.1 問題的提出結(jié)論：結(jié)論：Student關(guān)系模式不是一個好的模式。關(guān)系模式不是一個好的模式?！昂玫哪Ｊ剑汉玫哪Ｊ剑翰粫l(fā)生插入異常、刪除異常、更新異常，不會發(fā)生插入異

6、常、刪除異常、更新異常，數(shù)據(jù)冗余應(yīng)盡可能少。數(shù)據(jù)冗余應(yīng)盡可能少。緣由：由存在于模式中的某些數(shù)據(jù)依賴引起的緣由：由存在于模式中的某些數(shù)據(jù)依賴引起的解決方法：通過分解關(guān)系模式來消除其中不合適解決方法：通過分解關(guān)系模式來消除其中不合適 的數(shù)據(jù)依賴。的數(shù)據(jù)依賴。6.2 規(guī)范化規(guī)范化規(guī)范化理論正是用來改造關(guān)系模式，通過分解關(guān)系模式來消除規(guī)范化理論正是用來改造關(guān)系模式，通過分解關(guān)系模式來消除其中不合適的數(shù)據(jù)依賴，以解決插入異常、刪除異常、更其中不合適的數(shù)據(jù)依賴，以解決插入異常、刪除異常、更新異常和數(shù)據(jù)冗余問題。新異常和數(shù)據(jù)冗余問題。 函數(shù)依賴函數(shù)依賴 一、函數(shù)依賴一、函數(shù)依賴 二、平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)

7、依賴二、平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴 三、完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴三、完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴 四、傳遞函數(shù)依賴四、傳遞函數(shù)依賴函數(shù)依賴函數(shù)依賴定義：設(shè)定義：設(shè)R(U)是一個屬性集是一個屬性集U上的關(guān)系模式，上的關(guān)系模式，X和和Y是是U的子集。的子集。 若對于若對于R(U)的任意一個可能的關(guān)系的任意一個可能的關(guān)系r，r中不可能存在兩個元組在中不可能存在兩個元組在X上的屬上的屬性值相等，性值相等， 而在而在Y上的屬性值不等，上的屬性值不等， 則稱則稱 “X函數(shù)確定函數(shù)確定Y” 或或 “Y函數(shù)函數(shù)依賴于依賴于X”，記作，記作XY。 X稱為這個函數(shù)依賴的決定屬性集稱為這個函數(shù)依賴的決定屬性集(D

8、eterminant)。 Y=f(x)闡明：闡明：1. 函數(shù)依賴不是指關(guān)系模式函數(shù)依賴不是指關(guān)系模式R的某個或某些關(guān)系實例滿足的約束條件，而是的某個或某些關(guān)系實例滿足的約束條件，而是指指R的所有關(guān)系實例均要滿足的約束條件。的所有關(guān)系實例均要滿足的約束條件。2. 函數(shù)依賴是語義范疇的概念。只能根據(jù)數(shù)據(jù)的語義來確定函數(shù)依賴。函數(shù)依賴是語義范疇的概念。只能根據(jù)數(shù)據(jù)的語義來確定函數(shù)依賴。函數(shù)依賴函數(shù)依賴3. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計者可以對現(xiàn)實世界作強(qiáng)制的規(guī)定。例如規(guī)定不允數(shù)據(jù)庫設(shè)計者可以對現(xiàn)實世界作強(qiáng)制的規(guī)定。例如規(guī)定不允許同名人出現(xiàn)，函數(shù)依賴許同名人出現(xiàn)，函數(shù)依賴“姓名姓名年齡成立。所插入的元年齡成立。所插入的

9、元組必須滿足規(guī)定的函數(shù)依賴，若發(fā)現(xiàn)有同名人存在，組必須滿足規(guī)定的函數(shù)依賴，若發(fā)現(xiàn)有同名人存在， 則拒絕則拒絕裝入該元組。裝入該元組。例例: Student(Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept) 假設(shè)不允許重名，則有假設(shè)不允許重名，則有:Sno Ssex， Sno Sage , Sno Sdept， SnoSname, Sname Ssex， Sname Sage Sname Sdept，但但Ssex Sage若若XY，并且，并且YX, 則記為則記為XY。 若若Y不函數(shù)依賴于不函數(shù)依賴于X, 則記為則記為XY。二、平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴二、平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依

10、賴在關(guān)系模式在關(guān)系模式R(U)中，對于中，對于U的子集的子集X和和Y，如果如果XY，但，但Y X，則稱，則稱XY是非平凡的函數(shù)依賴是非平凡的函數(shù)依賴若若XY，Y X, 則稱則稱XY是平凡的函數(shù)依賴是平凡的函數(shù)依賴?yán)涸陉P(guān)系例：在關(guān)系SC(Sno, Cno, Grade)中，中， 非平凡函數(shù)依賴：非平凡函數(shù)依賴： (Sno, Cno) Grade 平凡函數(shù)依賴：平凡函數(shù)依賴： (Sno, Cno) Sno (Sno, Cno) Cno 對于任一關(guān)系模式，平凡函數(shù)依賴都是必然成立的。對于任一關(guān)系模式，平凡函數(shù)依賴都是必然成立的。三、完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴三、完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴定義：在關(guān)

11、系模式定義：在關(guān)系模式R(U)中，如果中，如果XY，并且對于，并且對于X的的任何一個真子集任何一個真子集X，都有，都有 X Y, 則稱則稱Y完全函數(shù)依賴于完全函數(shù)依賴于X，記作，記作X Y。 若若XY，但，但Y不完全函數(shù)依賴于不完全函數(shù)依賴于X，則稱，則稱Y部分函數(shù)部分函數(shù)依賴于依賴于X，記作，記作X P Y。 例例: 在關(guān)系在關(guān)系SC(Sno, Cno, Grade)中，中， 由于：由于：Sno Grade，Cno Grade， 因此：因此：(Sno, Cno) Grade四、傳遞函數(shù)依賴四、傳遞函數(shù)依賴定義定義5.3 在關(guān)系模式在關(guān)系模式R(U)中，如果中，如果XY，YZ，且，且Y X，Z

12、 Y, YX，則稱，則稱Z傳遞函數(shù)依賴于傳遞函數(shù)依賴于X。注注: 如果如果YX， 即即XY，則，則Z直接依賴于直接依賴于X。例例: 在關(guān)系在關(guān)系Std(Sno, Sdept, Mname)中，有：中，有：Sno Sdept，Sdept Mname Mname傳遞函數(shù)依賴于傳遞函數(shù)依賴于Sno碼碼 設(shè)設(shè)K為關(guān)系模式為關(guān)系模式R中的屬性或?qū)傩越M合。若中的屬性或?qū)傩越M合。若K U，則，則K稱為稱為R的一個侯選碼的一個侯選碼Candidate Key）。若關(guān)系模式）。若關(guān)系模式R有多個有多個候選碼，則選定其中的一個做為主碼候選碼，則選定其中的一個做為主碼Primary key）。）。 定義：關(guān)系模式定

13、義：關(guān)系模式 R 中屬性或?qū)傩越M中屬性或?qū)傩越MX 并非并非 R的碼，但的碼，但 X 是另一是另一個關(guān)系模式的碼，則稱個關(guān)系模式的碼，則稱 X 是是R 的外部碼的外部碼Foreign key也稱外也稱外碼。碼。 主碼又和外部碼一起提供了表示關(guān)系間聯(lián)系的手段。主碼又和外部碼一起提供了表示關(guān)系間聯(lián)系的手段。6.3 范式l范式是符合某一種級別的關(guān)系模式的集合。范式是符合某一種級別的關(guān)系模式的集合。l關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系必須滿足一定的要求。滿足不同程度要求的為不同關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系必須滿足一定的要求。滿足不同程度要求的為不同范式。范式。l范式的種類：范式的種類：l第一范式第一范式(1NF)l第二范式第二范

14、式(2NF)l第三范式第三范式(3NF)lBC范式范式(BCNF)l第四范式第四范式(4NF)l第五范式第五范式(5NF)l各種范式之間存在聯(lián)系：各種范式之間存在聯(lián)系：l 某一關(guān)系模式某一關(guān)系模式R為第為第n范式，可簡記為范式，可簡記為RnNFNF5NF4BCNFNF3NF2NF1l第一范式第一范式1NF）l 如果一個關(guān)系模式如果一個關(guān)系模式R的所有屬性都是不可分的基本數(shù)據(jù)的所有屬性都是不可分的基本數(shù)據(jù)項，則項，則R1NF。l 第一范式是對關(guān)系模式的最起碼的要求。不滿足第一范第一范式是對關(guān)系模式的最起碼的要求。不滿足第一范式的數(shù)據(jù)庫模式不能稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。式的數(shù)據(jù)庫模式不能稱為關(guān)系數(shù)據(jù)庫。l

15、但是滿足第一范式的關(guān)系模式并不一定是一個好的關(guān)系但是滿足第一范式的關(guān)系模式并不一定是一個好的關(guān)系模式。模式。例例: 關(guān)系模式關(guān)系模式 SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade)Sloc為學(xué)生住處，假設(shè)每個系的學(xué)生住在同一個地方。為學(xué)生住處，假設(shè)每個系的學(xué)生住在同一個地方。 SLC的碼為的碼為(Sno, Cno)，滿足，滿足1NF， 非主屬性非主屬性Sdept和和Sloc部分函數(shù)依賴于碼部分函數(shù)依賴于碼(Sno, Cno)函數(shù)依賴包括：函數(shù)依賴包括： (Sno, Cno) f Grade Sno Sdept (Sno, Cno) P Sdept Sno Sloc (Sno

16、, Cno) P Sloc Sdept SlocSnoCnoGradeSdeptSlocSLC(1) 插入異常插入異常沒選課的學(xué)生記錄無法插入。沒選課的學(xué)生記錄無法插入。(2) 刪除異常刪除異常 假定某個學(xué)生本來只選修了一門課?，F(xiàn)在一門都不選修了。因假定某個學(xué)生本來只選修了一門課?，F(xiàn)在一門都不選修了。因課程號是主屬性，此操作將導(dǎo)致該學(xué)生信息的整個元組都要刪課程號是主屬性，此操作將導(dǎo)致該學(xué)生信息的整個元組都要刪除。除。 (3) 數(shù)據(jù)冗余度數(shù)據(jù)冗余度 (4) 修改復(fù)雜修改復(fù)雜緣由緣由 Sdept、 Sloc兩個非主屬性部分函數(shù)依賴于碼。兩個非主屬性部分函數(shù)依賴于碼。解決方法解決方法 SLC分解為兩

17、個關(guān)系模式，以消除這些部分函數(shù)依賴分解為兩個關(guān)系模式，以消除這些部分函數(shù)依賴 SCSno， Cno， Grade） SLSno， Sdept， Sloc）SnoCnoGradeSCSLSnoSdeptSlocl第二范式第二范式2NF）l定義：若關(guān)系模式定義：若關(guān)系模式R1NF，并且每，并且每一個非主屬性都完全函數(shù)依賴于一個非主屬性都完全函數(shù)依賴于R的碼，的碼，則則R2NF。l例：例：SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) 1NFl SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) 2NF SCSno， Cno， Grade） 2NFl SLSno，

18、 Sdept， Sloc） 2NFl碼只包含一個屬性的關(guān)系模式若屬于碼只包含一個屬性的關(guān)系模式若屬于1NF，那一定屬于，那一定屬于2NF。l采用投影分解法將一個采用投影分解法將一個1NF的關(guān)系分解為多個的關(guān)系分解為多個2NF的關(guān)系，的關(guān)系，可以在一定程度上減輕原可以在一定程度上減輕原1NF關(guān)系中存在的插入異常、刪除關(guān)系中存在的插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問題。異常、數(shù)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問題。l 將一個將一個1NF關(guān)系分解為多個關(guān)系分解為多個2NF的關(guān)系，并不能完全消的關(guān)系，并不能完全消除關(guān)系模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。除關(guān)系模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。l例：例：2N

19、F關(guān)系模式關(guān)系模式SL(Sno, Sdept, Sloc)中函數(shù)依賴：中函數(shù)依賴：l SnoSdept， SdeptSloc， SnoSlocl Sloc傳遞函數(shù)依賴于傳遞函數(shù)依賴于Sno，即，即SL中存在非主屬性對碼的傳中存在非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴。遞函數(shù)依賴。l 這樣，這樣，SL中仍存在插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大等中仍存在插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大等問題問題l解決方法l采用投影分解法，把SL分解為兩個關(guān)系模式，以消除傳遞函數(shù)依賴： SDSno， Sdept）l DLSdept， Sloc）SnoSdeptSDSdeptSlocDL第三范式3NF）定義：關(guān)系模式定義：關(guān)系模式

20、R 中若不存在這樣的碼中若不存在這樣的碼X、屬性組、屬性組Y及及非主屬性非主屬性ZZ Y）, 使得使得XY，Y X，YZ成立，則稱成立，則稱R 3NF。例，例， SL(Sno, Sdept, Sloc) 2NF SL(Sno, Sdept, Sloc) 3NF SDSno， Sdept） 3NF DLSdept， Sloc） 3NF闡明：闡明：若若R3NF，則，則R的每一個非主屬性既不部分函數(shù)依賴于候選碼也的每一個非主屬性既不部分函數(shù)依賴于候選碼也不傳遞函數(shù)依賴于候選碼。不傳遞函數(shù)依賴于候選碼。 3NF不允許關(guān)系模式的屬性間有這樣的非平凡函數(shù)依賴不允許關(guān)系模式的屬性間有這樣的非平凡函數(shù)依賴X

21、Y，其中其中X不包含碼，不包含碼，Y是非主屬性。是非主屬性。如果如果R3NF，則，則R也是也是2NF。采用投影分解法將一個采用投影分解法將一個2NF的關(guān)系分解為多個的關(guān)系分解為多個3NF的關(guān)系，可以的關(guān)系，可以在一定程度上解決原在一定程度上解決原2NF關(guān)系中存在的插入異常、刪除異常、數(shù)關(guān)系中存在的插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問題。據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問題。 將一個將一個2NF關(guān)系分解為多個關(guān)系分解為多個3NF的關(guān)系后，并不能完全消除關(guān)系的關(guān)系后，并不能完全消除關(guān)系模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。BCNFl定義定義: : 設(shè)關(guān)系模式設(shè)關(guān)系模式RU

22、R1NFF1NF，如果對于，如果對于R R的每的每個函數(shù)依賴個函數(shù)依賴XYXY，若，若Y Y不是不是X X的子集，則的子集，則X X必含有候選碼，必含有候選碼，那么那么RBCNFRBCNF。l若若RBCNF RBCNF ，那么，那么l 每一個決定屬性集要素都包含候選碼每一個決定屬性集要素都包含候選碼l R R中的所有屬性主，非主屬性都完全函數(shù)依中的所有屬性主，非主屬性都完全函數(shù)依賴于碼賴于碼BCNF例如：在關(guān)系模式例如：在關(guān)系模式STJS，T，J中，中，S表示學(xué)生，表示學(xué)生，T表示教師，表示教師，J表示課程。表示課程。 假設(shè)：每一教師只教一門課。每門課由若干教師教，某一學(xué)生假設(shè)：每一教師只教一

23、門課。每門課由若干教師教，某一學(xué)生選定某門課，就確定了一個固定的教師。某個學(xué)生選修某個教選定某門課，就確定了一個固定的教師。某個學(xué)生選修某個教師的課就確定了所選課的名稱師的課就確定了所選課的名稱 ： (S，J)T，(S，T)J，TJ(S，J)和和(S，T)都可以作為候選碼都可以作為候選碼 ；S、T、J都是主屬性都是主屬性SJTSTJSTJSTJ3NF，但是，但是STJ不屬于不屬于BCNF，TJ，T是決定屬性集，是決定屬性集，T不是候選碼不是候選碼解決方法：將解決方法：將STJ分解為二個關(guān)系模式：分解為二個關(guān)系模式： SJ(S，T) BCNF， TJ(T，J) BCNF沒有任何屬性對碼的部分函數(shù)

24、依賴和傳遞函數(shù)依賴沒有任何屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴BCNF的關(guān)系模式所具有的性質(zhì)的關(guān)系模式所具有的性質(zhì)1. 所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于每個候選碼 所有主屬性都完全函數(shù)依賴于每個不包含它的候選碼 沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性 如果關(guān)系模式如果關(guān)系模式RBCNF， 必定有必定有R3NF； 如果如果R3NF，且，且R只有一個候選碼，則只有一個候選碼，則R必屬于必屬于BCNF。 3NF和和BCNF是以函數(shù)依賴為基礎(chǔ)的關(guān)系模式規(guī)范是以函數(shù)依賴為基礎(chǔ)的關(guān)系模式規(guī)范化程度的測試?；潭鹊臏y試。3NF和和BCNF的關(guān)系的關(guān)系多值依賴與4NF多值依賴?yán)? 學(xué)校中某一門課程由多個教師

25、講授，他們使用相同的一套參考書 關(guān)系模式Teaching(C, T, B) 課程C、教師T 和 參考書B普通物理學(xué)普通物理學(xué)光學(xué)原理光學(xué)原理物理習(xí)題集物理習(xí)題集普通物理學(xué)普通物理學(xué)光學(xué)原理光學(xué)原理物理習(xí)題集物理習(xí)題集數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析微分方程微分方程高等代數(shù)高等代數(shù)數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析微分方程微分方程高等代數(shù)高等代數(shù)李李 勇勇李李 勇勇李李 勇勇王王 軍軍王王 軍軍王王 軍軍李李 勇勇李李 勇勇李李 勇勇張張 平平張張 平平張張 平平 物物 理理物物 理理物物 理理物物 理理物物 理理物物 理理數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué)數(shù)數(shù) 學(xué)學(xué) 參考書B教員T課程C1. Teach具有唯一

26、候選碼(C，T，B)， 即全碼2. TeachingBCNF:3. Teaching模式中存在的問題：(1)數(shù)據(jù)冗余度大：有多少名任課教師，參考書就要存儲多少次數(shù)據(jù)冗余度大：有多少名任課教師，參考書就要存儲多少次(2)插入操作復(fù)雜：當(dāng)某一課程增加一名任課教師時，該課程有插入操作復(fù)雜：當(dāng)某一課程增加一名任課教師時，該課程有多少本參照書，就必須插入多少個元組多少本參照書，就必須插入多少個元組(3) 刪除操作復(fù)雜：某一門課要去掉一本參考書，該課程有多少刪除操作復(fù)雜：某一門課要去掉一本參考書，該課程有多少名教師，就必須刪除多少個元組名教師，就必須刪除多少個元組(4) 修改操作復(fù)雜：某一門課要修改一本參

27、考書，該課程有多少修改操作復(fù)雜：某一門課要修改一本參考書，該課程有多少名教師，就必須修改多少個元組名教師，就必須修改多少個元組 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 存在多值依賴，參考書和教師兩列獨立無關(guān)，都只取決于存在多值依賴，參考書和教師兩列獨立無關(guān)，都只取決于課程名。課程名。多值依賴的定義1.設(shè)設(shè)R(U)是屬性集是屬性集U上的一個關(guān)系模式，上的一個關(guān)系模式， X、 Y和和Z是是U的子集，并且的子集，并且ZUXY，多值依賴，多值依賴 XY成立成立當(dāng)且僅當(dāng)對當(dāng)且僅當(dāng)對R的任一關(guān)系的任一關(guān)系r，r在在X，Z上的每個上的每個值對應(yīng)一組值對應(yīng)一組Y的值，這組值僅僅決定于的值，這組值僅僅決定于X值而與值而與Z值值無關(guān)無

28、關(guān) 例例 TeachingC, T, B） 對于對于C的每一個值，的每一個值，T有一組值與之對應(yīng)，而不論有一組值與之對應(yīng)，而不論B取何值取何值多值依賴的定義2.在RU的任一關(guān)系r中，如果存在元組t，s 使得tX=sX，那么就必然存在元組 w，v r，（w，v可以與s，t相同），使得wX=vX=tX，而wY=tY，wZ=sZ，vY=sY，vZ=tZ（即交換s，t元組的Y值所得的兩個新元組必在r中），則Y多值依賴于X，記為XY。 這里，X，Y是U的子集，Z=U-X-Y。 t x y1 z2 s x y2 z1 w x y1 z1 v x y2 z2平凡多值依賴和非平凡的多值依賴 若XY，而Z，則稱

29、XY為平凡的多值依賴，否則稱XY為非平凡的多值依賴。多值依賴的性質(zhì)（1多值依賴具有對稱性 若XY，則XZ，其中ZUXY 多值依賴的對稱性可以用完全二分圖直觀地表示出來。（2多值依賴具有傳遞性 若XY，YZ， 則XZ -Y（3函數(shù)依賴是多值依賴的特殊情況。若XY，則XY。（4若XY，XZ，則XY Z。（5若XY，XZ，則XYZ。（6若XY，XZ，則XY-Z，XZ -Y。多值依賴與函數(shù)依賴的區(qū)別多值依賴與函數(shù)依賴的區(qū)別(1) 有效性多值依賴的有效性與屬性集的范圍有關(guān) 若XY在U上成立，則在WX Y W U上一定成立；反之則不然，即XY在WW U上成立，在U上并不一定成立。由于：多值依賴的定義中不僅

30、涉及屬性組 X和 Y，而且涉及U中其余屬性Z。 一般的，在RU上若有XY在WW U上成立，則稱XY為RU的嵌入型多值依賴。函數(shù)依賴XY的有效性僅決定于X，Y兩個屬性，若在屬性 集W上成立，則在屬性集U（ W U上成立。多值依賴與函數(shù)依賴的區(qū)別多值依賴與函數(shù)依賴的區(qū)別l若函數(shù)依賴XY在RU上成立，則對于任何lY Y均有XY 成立l多值依賴XY若在R(U)上成立，不能斷言對于任何Y Y有XY 成立4NF定義l定義：關(guān)系模式R1NF，如果對于R的每個非平凡多值依賴XYY 不是X的子集），X都含有候選碼，則R4NF。l如果R 4NF， 則R BCNFl 不允許有非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴，允許的其實

31、是函數(shù)依賴?yán)豪?Teach(C,T,B)不是不是 4NF。存在非平凡的多值依賴。存在非平凡的多值依賴CT，且且C不是候選碼。用投影分解法把不是候選碼。用投影分解法把Teach分解為如下兩個關(guān)分解為如下兩個關(guān)系模式：系模式： CT(C, T) 4NF CB(C, B) 4NF CT， CB是平凡多值依賴是平凡多值依賴規(guī)范化小結(jié)規(guī)范化小結(jié)l關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的工具。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的工具。l一個關(guān)系只要其分量都是不可分的數(shù)據(jù)項，它就是規(guī)范化的一個關(guān)系只要其分量都是不可分的數(shù)據(jù)項，它就是規(guī)范化的關(guān)系，但這只是最基本的規(guī)范化。關(guān)系，但這只是最基本的規(guī)范化。l規(guī)范化程度可以有多個不同的級