關(guān)系模式的規(guī)范化課件

第4講關(guān)系模式的規(guī)范化第5章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式設(shè)計(jì)例：R=(S#,C#,GRADE,TNAME,TADDR)，F(xiàn)={C#TNAME,(S#,C#)GRADE,TNAMETADDR}主要問(wèn)題：C#TNAMEC#TNAMETNAMETADDRC#TADDR（S#，C#）TADDR到底什么樣的關(guān)系模式是最優(yōu)的？標(biāo)準(zhǔn)是什么？如何實(shí)現(xiàn)？主要內(nèi)容范式第一范式第二范式第三范式BCNF范式之間的關(guān)系和關(guān)系模式的規(guī)范化向3NF的模式分解算法在一個(gè)關(guān)系模式R中，如果R的每一個(gè)屬性的值域中的值都是不可再分的最小數(shù)據(jù)單位，則稱R是第一范式（1NF）的模式，也稱R∈1NF。二、第一范式（1NF）1NF是最基本的范式，滿足1NF的關(guān)系稱為規(guī)范化的關(guān)系，否則，稱為非規(guī)范化的關(guān)系。例：R=(S#,C#,GRADE,TNAME,TADDR)，F(xiàn)={C#TNAME,(S#,C#)GRADE,TNAMETADDR}S#C#GRADETNAMETADDR200401001C401001C402002C403001909085徐浩李陽(yáng)洋宋歌a1b1c1200401002C401001C4020027588徐浩李陽(yáng)洋a1b1200401003C40200269李陽(yáng)洋b1200402001C40100487徐浩a1結(jié)論：R不是1NF模式二、第一范式（1NF）（續(xù)1）解決方法對(duì)于有子表的非規(guī)范關(guān)系，一般采用重復(fù)所在行的其它屬性的值，增加新的記錄，從而把子表中的值分開，將非規(guī)范關(guān)系轉(zhuǎn)換成規(guī)范關(guān)系。二、第一范式（1NF）（續(xù)2）三、第二范式（2NF）定義：如果一個(gè)關(guān)系模式R是1NF，且它的每一個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于候選鍵，那么稱R是滿足第二范式（2NF）的關(guān)系模式。例：R=(S#,C#,GRADE,TNAME,TADDR)，F(xiàn)={C#TNAME,(S#,C#)GRADE,TNAMETADDR}三、第二范式（2NF）（續(xù)1）學(xué)號(hào)(S#)課程號(hào)(C#)教師名(TNAME)部分依賴結(jié)論：R不是2NF模式S#C#GRADETNAMETADDR200401001C40100190徐浩a1200401001C40200290李陽(yáng)洋b1200401001C40300185宋歌c1200401002C40100175徐浩a1200401002C40200288李陽(yáng)洋b1200401003C40200269李陽(yáng)洋b1200402001C40100487徐浩a1例：R=(S#,C#,GRADE,TNAME,TADDR),F={C#TNAME,(S#,C#)GRADE,TNAMETADDR}三、第二范式（2NF）（續(xù)2）例：R1（S#,C#,GRADE）,F1={(S#,C#)GRADE}R2（C#,TNAME,TADDR）,F2={C#TNAME,TNAMETADDR}C#TNAMETADDRC401001徐浩a1C402002李陽(yáng)洋b1C403001宋歌c1C401004徐浩a1S#C#GRADE200401001C40100190200401001C40200290200401001C40300185200401002C40100175200401002C40200288200401003C40200269200402001C40100487三、第二范式（2NF）（續(xù)4）結(jié)論：R1和R2是2NF模式r2r1結(jié)論：R2中仍然存在數(shù)據(jù)冗余和操作異常四、第三范式（3NF）定義：如果一個(gè)關(guān)系模式R屬于1NF，且R的任何一個(gè)非主屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵，那么稱R是滿足第三范式（3NF）的關(guān)系模式。

例：R1（S#,C#,GRADE）,F1={(S#,C#)GRADE}R2（C#,TNAME,TADDR）,F2={C#TNAME,TNAMETADDR}結(jié)論：R1是3NF模式

R2不是3NF模式四、第三范式（3NF）（續(xù)1）例：在關(guān)系模式R(CITY，STREET，ZIP)中，候選鍵為{CITY,STREET}和{ZIP，STREET}，

F={{CITY,STREET}→ZIP，ZIP→CITY}。結(jié)論：R是3NF模式舉例：CITYSTREETZIP主屬性對(duì)候選鍵的部分依賴五、BCNF定義：設(shè)有關(guān)系模式R(U,F)，F(xiàn)是R上的函數(shù)依賴集，X和A是U的子集，且A不是X的子集。如果對(duì)于F中的每一個(gè)函數(shù)依賴X→A，X都是R的一個(gè)候選鍵，則稱R是鮑依斯-柯德范式，記為BCNF。結(jié)論：R不是BCNF模式五、BCNF（續(xù)）例：R(CITY，STREET，ZIP)，候選鍵為{CITY,STREET}和{ZIP，STREET}F={{CITY,STREET}→ZIP，ZIP→CITY}。1、定理定理5.6：一個(gè)3NF的關(guān)系模式一定是2NF的。定理5.7：一個(gè)BCNF的關(guān)系模式一定是3NF的。證明：用反證法。設(shè)R是3NF的，但不是2NF的，那么一定存在非主屬性A、候選鍵X和X的真子集Y，使得Y→A

X→Y與假設(shè)矛盾，所以R也是2NF的。證畢。X→A2、范式之間的關(guān)系消除非主屬性對(duì)侯選鍵的部分函數(shù)依賴消除非主屬性對(duì)侯選鍵的傳遞函數(shù)依賴1NF2NF3NFBCNF消除主屬性對(duì)侯選鍵的部分或傳遞函數(shù)依賴3、關(guān)系模式的規(guī)范化關(guān)系模式的規(guī)范化就是通過(guò)對(duì)模式進(jìn)行分解，將一個(gè)屬于低級(jí)范式的關(guān)系模式轉(zhuǎn)換成若干個(gè)屬于高級(jí)范式的關(guān)系模式的過(guò)程，從而解決或部分解決數(shù)據(jù)冗余、更新異常等問(wèn)題。七、向3NF的模式分解算法（續(xù)1）（1）若有函數(shù)依賴X→AF，且XA=R，則ρ={R}，轉(zhuǎn)(5)；（2）找出R的不在F中出現(xiàn)的所有屬性，并把這些屬性構(gòu)成一個(gè)關(guān)系模式。然后把這些屬性從U中去掉，將剩余的屬性仍記為U。（3）對(duì)F中的函數(shù)依賴按具有相同左部的原則進(jìn)行分組，并按合并規(guī)則將每一組合并成一個(gè)新的函數(shù)依賴。比如若有X→A1，X→A2，…，X→Am，則可以將它們合并成X→A1A2…Am。（4）對(duì)于F中的每一個(gè)X→Y，都構(gòu)成一個(gè)關(guān)系模式Ri=XY。（5）停止分解，輸出ρ。F是最小函數(shù)依賴集C#,TNAMES#,C#,GRADETNAME,TADDRρ＝{R1(C#,TNAME),R2(S#,C#,GRADE),R3(TNAME,TADDR),}，保持依賴性例：R=(S#,C#,GRADE,TNAME,TADDR)，F(xiàn)={C#TNAME,(S#,C#)GRADE,TNAMETADDR}七、向3NF的模式分解算法（續(xù)2）小結(jié)消除非主屬性對(duì)侯選鍵的部分函數(shù)依賴消除非主屬性對(duì)侯選鍵的傳遞函數(shù)依賴1NF2NF3NFBCNF消除主屬性對(duì)侯選鍵的部分或傳遞函數(shù)依賴保證數(shù)據(jù)庫(kù)中各關(guān)系模式屬于2NF是數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)中的最低要求。在多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)模式中的關(guān)系模式要求達(dá)到3NF。關(guān)系模型