4.4-數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設(shè)計-2

4.4-2數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設(shè)計——關(guān)系規(guī)范化范式理解不同程度的規(guī)范化范式掌握數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設(shè)計方法理解逆規(guī)范化處理方法【本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、關(guān)系規(guī)范化范式規(guī)范化范式（NormalForm，NF）是指關(guān)系表符合特定規(guī)范化程度的模式。關(guān)系規(guī)范化是把一個有訪問異常的關(guān)系分解成結(jié)構(gòu)良好的關(guān)系的過程，使得這些關(guān)系有最小的冗余或沒有冗余。1.第1范式（1NF）如果關(guān)系表中的屬性不可再細(xì)分，該關(guān)系滿足第1范式。反之，該表就不是關(guān)系表。如果關(guān)系滿足第1范式，并消除了關(guān)系中的屬性部分函數(shù)依賴，該關(guān)系滿足第2范式。例有一個關(guān)系（A,B,N,O,P）,其復(fù)合主鍵為（A,B）,那么N,O,P這三個非鍵屬性都不存在只依賴A或只依賴B情況，則該關(guān)系滿足第2范式,反之,不滿足第2范式。2.第2范式（2NF）如果關(guān)系滿足第2范式，并切斷了關(guān)系中的屬性傳遞函數(shù)依賴，該關(guān)系滿足第3范式。例若有一個關(guān)系（A,N,O,P）,主鍵為（A）,那么非鍵屬性N,O或P都不能由單個的N,O或P或它們的組合所確定。該關(guān)系滿足第3范式。3.第3范式（3NF）在關(guān)系中，所有函數(shù)依賴的決定因子都是候選鍵，該關(guān)系滿足BCNF范式。例關(guān)系STUDENT(StudentNum,Name,Email)中，決定因子StudentNum也是候選鍵，該關(guān)系滿足BCNF范式。4.巴斯-科德范式（BCNF）如果關(guān)系滿足BCNF范式，并消除了多值函數(shù)依賴，該關(guān)系滿足第4范式。例：設(shè)學(xué)校中某一門課程由多個教師講授，每個教師可有自己的參考書。用關(guān)系模式Teaching（Course，Teacher，Book）來表示課程、教師和參考書之間的關(guān)系。該關(guān)系Teaching（Course，Teacher，Book），屬于BCNF范式；但是存在多值函數(shù)依賴，即不滿足4NF。將原表進(jìn)行分解處理，可分解為Teaching（TeachID，CourseID，TeacherID，BookID）、Course（CourseID，CourseName）、

Teacher（TeacherID，TeacherName）、Book（BookID，BookName）后，即可消除多值依賴，便可滿足4NF范式。5.第4范式（4NF）1NF→2NF→

3NF→BNCF→4NF6.關(guān)系規(guī)范化程度利弊關(guān)系的規(guī)范化程度越高，關(guān)系數(shù)據(jù)庫存儲的冗余數(shù)據(jù)就越少，可消除的數(shù)據(jù)訪問異常就越多。不過關(guān)系的規(guī)范化程度越高，分解出來的關(guān)系表就越多，但實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢訪問時，需關(guān)聯(lián)多表，其效率降低。關(guān)系的規(guī)范化程度依次提升：例“學(xué)生”關(guān)系的規(guī)范化處理它滿足第1范式？二、關(guān)系規(guī)范化設(shè)計實例第1范式：如果關(guān)系中的屬性不可再細(xì)分，則該關(guān)系滿足第1范式。解決辦法：將學(xué)生關(guān)系的“聯(lián)系方式”進(jìn)行屬性分解。本關(guān)系不滿足1范式，因為“聯(lián)系方式”屬性可以再細(xì)分“電話”、“電子郵件”等。問題：它滿足第2范式嗎？第2范式：如果關(guān)系滿足第1范式，并消除了關(guān)系中的屬性部分依賴，則該關(guān)系滿足第2范式。分析：主鍵（學(xué)號，課程號）（學(xué)號）→系名（學(xué)號）→住址（學(xué)號）→電話（學(xué)號）→電子郵件存在部分依賴，不滿足第2范式處理辦法：對學(xué)生關(guān)系進(jìn)行分解，按“學(xué)生信息”、“課程成績”主題撤分為兩個關(guān)系表。以上“學(xué)生”關(guān)系和“課程成績”關(guān)系均滿足第2范式問題：它滿足第3范式嗎？第3范式：如果關(guān)系滿足第2范式，并切斷了關(guān)系中的屬性傳遞依賴，則該關(guān)系滿足第3范式。分析：在學(xué)生關(guān)系表中，（學(xué)號）→系名，（系名）→住址，故（學(xué)號）→住址。存在傳遞函數(shù)依賴，不滿足第3范式。處理辦法：對學(xué)生關(guān)系再次分解為“學(xué)生”、“系信息”關(guān)系“學(xué)生”、“系信息”、“課程成績”關(guān)系均滿足第3范式問題：它滿足BCNF范式嗎？“學(xué)生”、“系信息”、“課程成績”關(guān)系均滿足BCNF范式問題：它滿足第4范式嗎？BCNF范式：在關(guān)系中，所有函數(shù)依賴決定因子是主鍵，則該關(guān)系滿足BCNF范式。分析：一個系的學(xué)生住址可能有多處，辦公電話也有多個，故“系信息”關(guān)系存在多值依賴，不滿足第4范式。第4范式：如果關(guān)系滿足BCNF范式，并消除了多值依賴，則該關(guān)系滿足第4范式。處理辦法：對“系信息”關(guān)系進(jìn)一步分解為“系編碼”、“學(xué)生住址”、“電話目錄”關(guān)系。以上各關(guān)系均滿足第4范式三、逆規(guī)范化處理規(guī)范化減少了數(shù)據(jù)冗余，易于保證數(shù)據(jù)的完整性，但規(guī)范化過高也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫性能降低，因此，在利用規(guī)范化設(shè)計數(shù)據(jù)庫時要平衡兩者的關(guān)系。為此，有人又提出了逆規(guī)范化處理的思想。所謂逆規(guī)范化，就是適當(dāng)降低規(guī)范化范式約束，不