數(shù)據(jù)庫知識3.ppt

1、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識,第3講,7.5.2 規(guī)范化,常用的范式 1NF, 2NF, 3NF, 4NF(BCNF)和5NF。它們之間的關(guān)系如下： 5NF4NF 3NF 2NF 1NF;(應(yīng)該是真子集的關(guān)系)； 規(guī)范化將低一級范式的關(guān)系轉(zhuǎn)化為高一級范式的關(guān)系的過程，稱為規(guī)范化。,1、1NF（第一范式）,定義 若關(guān)系模式R的每一個分量是不可再分的數(shù)據(jù)項，則關(guān)系模式R屬于第一范式（1NF）。 舉例 有以下的關(guān)系模式First和函數(shù)依賴集F如下：具體關(guān)系見P395 表7-8。 First(Sno,Sname,Status,City,Pno,Qty); F(SnoSname,SnoStatus,StatusCit

2、y,(Sno,Pno)Qty); 其中每一個數(shù)據(jù)項是不可再分的，所以關(guān)系模式First是1NF的。,1NF存在的問題（見表7-8） （1）冗余度大 Sno,Sname,Status,City這些信息，要與其供應(yīng)的零件種類一樣多。 .又如：多個學(xué)生選修同一門課程是經(jīng)常出現(xiàn)的，如果一個課程有n個學(xué)生選修，就意味著（學(xué)生姓名，課程名，教師姓名，老師地址）會出現(xiàn)n次。 （2）容易引起修改操作不一致性。 如供應(yīng)商S1從“天津”搬到“上?！?，若稍不注意，就會使某些數(shù)據(jù)修改，而另一些數(shù)據(jù)沒有修改，造成數(shù)據(jù)的不一致性。 又如：當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)冗余時，要修改某個課程教師的姓名，就要修改n處，否則產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致。,（3

3、）插入異常 關(guān)系模式的主碼為Sno,Pno，按照實體完整性規(guī)定，主碼不能為空或部分為空。這樣，當(dāng)某個供應(yīng)商的某些信息未提供時（如Pno），則不能進行插入操作。 例如，如果沒有學(xué)生選修某門課程，就無法輸入教師的姓名。 （4）刪除異常 若供應(yīng)商S4的零件P2售完了，且也以后不再銷售零件P2，那么應(yīng)該刪除該元組。則在First中找不到供應(yīng)商S4，但S4仍然存在（可能供應(yīng)其他零件）。 例如：如果刪除最后一個學(xué)生的選修信息，就刪除了還需要保留的（課程名，教師姓名，教師地址）信息。,2 2NF,定義 若關(guān)系模式R 1NF，且每個非主屬性完全依賴于碼，則關(guān)系模式R 2NF。 將1NF消除非主屬性對碼的部分依

4、賴，就變?yōu)?NF了。 將First關(guān)系模式拆分為以下兩個關(guān)系，就符合2NF了。 First1（Sno,Sname,Status,City）; First2(Sno,Pno,Qty);,3、3NF,定義 若關(guān)系模式R(U,F)中不存在這樣的碼X,屬性組Y及非主屬性Z(Z不是Y的子集)，使得XY,YZ成立，則關(guān)系模式R 3NF。 2NF消除了非主屬性對碼的傳遞依賴，就成為3NF。 舉例 First1不是3NF的，因為存在以下傳遞依賴：SnoStatus,StatusCity。將First1進行拆分，得到如下兩個關(guān)系： First11(Sno,Sname,Status); 3NF First12(S

5、tatus,City); 3NF 3NF性能較好，可以作為數(shù)據(jù)庫模式。,4、BCNF（巴克斯范式）,定義 關(guān)系模式中,若X函數(shù)確定Y且Y不在X內(nèi)時X必含有碼,則此關(guān)系屬于BCNF。 3NF消除了主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴，則稱為BCNF。亦即，每一個決定因素都包含了碼。 例子 設(shè)有關(guān)系R(Pno,Pname,Mname),表示零件號，零件名，制造商名?，F(xiàn)約定如下： （1）每個零件號Pno只有一個零件名Pname; (2)不同的零件號Pno可以有相同的零件名Pname； （3）每種零件Pno或Pname可以多個廠商Mname生產(chǎn); (4)每個廠商Mname生產(chǎn)的零件就有不同的零件名Pname

6、。,則有如下依賴關(guān)系： Pno Pname,(Pname, Mname) Pno; 則關(guān)系R的候選碼為(Pname,Mname)或(Pno,Mname),所以關(guān)系R中都為主屬性，沒有非主屬性對碼的傳遞依賴，所是3NF的，但主屬性Pname傳遞依賴于碼(Pname,Mname)，所以不是BCNF的。 將R進行拆分： R1（Pno,Pname）； R2（Pno,Mname）； 則R1,R2都屬于BCNF。,5、4NF和5NF,如果關(guān)系模式達到了BCNF，那么在函數(shù)依賴范疇內(nèi)，已經(jīng)消除了插入和刪除異常，但還可能出現(xiàn)一些問題。4NF則主要用于消除多值依賴，而5NF則是用于消除連接依賴。 。模式分解的目

7、標 在分解關(guān)系模式時，如果分解成BCNF模式集，那么能夠?qū)崿F(xiàn)無損連接分解，但不一定能夠保持FD；如果分解成3NF模式集，則能夠同時實現(xiàn)無損連接分解和保持FD。 在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，應(yīng)該盡可能使數(shù)據(jù)庫模式保持最優(yōu)特性，即盡可能設(shè)計成BCNF模式集。,7.5.3 模式分解及分解應(yīng)具有的特性,一、分解的無損連接性 定義：P397 定理：關(guān)系模式R（U，F(xiàn)）的一個分解，P=R1（U1,F1）,R2(U2,F2)具有無損連接分解的充分必要條件是： U1U2-U1-U2F+ 或 U1U2-U2-U1F+ 。保持函數(shù)依賴 P398定義,例1、設(shè)關(guān)系模式R，其中U=A, B, C, D, E，F(xiàn)ABC，CD，BCE，EA，則分解=R1（ABCE），R2（CD）滿足 （ ） 。 A具有無損連接性、保持函數(shù)依賴 B不具有無損連接性、保持函數(shù)依賴 C具有無損連接性、不保持函數(shù)依賴 D不具有無損連接性、不保持函數(shù)依賴 例2、給定關(guān)系模式R，U=A, B, C, D, E，F(xiàn)BA，DA，AE，ACB，其候選關(guān)鍵字為 （ 1 ） ，則分解=R1（ABCE），R2（CD）滿足 （ 2 ） 。（1） AABD BABE CACD DCD（2） A具有無損連接性、保持函數(shù)依賴 B不具有無損連接性、保持函數(shù)依賴 C具有無損連接性、不保持函數(shù)依賴 D不具有無損連接性、不