【正文】 35 范式 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系是要滿(mǎn)足一定要求的 ， 滿(mǎn)足不同程度要求的為不同范式 。 ?滿(mǎn)足最低要求的叫第一范式，在第一范式中滿(mǎn)足進(jìn)一步要求的為第二范式，其余此類(lèi)推。 36 范式 ?范式是符合 某一種級(jí)別 的關(guān)系模式的集合 ? 所以經(jīng)常稱(chēng)某一關(guān)系模式 R為第幾范式。 ?范式的種類(lèi)： 第一范式 (1NF) 第二范式 (2NF) 第三范式 (3NF) BC范式 (BCNF) 第四范式 (4NF) 第五范式 (5NF) 37 范式 ?各種范式之間存在聯(lián)系： ?某一關(guān)系模式 R為第 n范式，可簡(jiǎn)記為 R∈ nNF。 ?一個(gè)低一級(jí)范式的關(guān)系模式，通過(guò) 模式分解 可以轉(zhuǎn)換為若干個(gè)高一級(jí)范式的關(guān)系模式的集合，這種過(guò)程就叫 規(guī)范化 NF5NF4BC N FNF3NF2NF1 ?????38 規(guī)范化 函數(shù)依賴(lài) 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴(lài) 4NF 規(guī)范化小結(jié) 39 2NF ? 1NF的定義 如果一個(gè)關(guān)系模式 R的 所有 屬性都是 不可分的基本數(shù)據(jù)項(xiàng) ，則 R∈ 1NF ?第一范式是對(duì)關(guān)系模式的最起碼的要求。 不滿(mǎn)足第一范式的數(shù)據(jù)庫(kù)模式不能稱(chēng)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) ?但是滿(mǎn)足第一范式的關(guān)系模式并不一定是一個(gè)好的關(guān)系模式 40 2NF（續(xù)） [例 4] 關(guān)系模式 SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) Sloc為學(xué)生住處，假設(shè)每個(gè)系的學(xué)生住在同一個(gè)地方 ?函數(shù)依賴(lài)包括： (Sno, Cno) F Grade Sno → Sdept (Sno, Cno) P Sdept Sno → Sloc (Sno, Cno) P Sloc Sdept → Sloc 41 2NF（續(xù)） ? SLC的碼為 (Sno, Cno) ? SLC滿(mǎn)足第一范式。 ? 非主屬性 Sdept和 Sloc部分函數(shù)依賴(lài)于碼 (Sno, Cno) Sno Cno Grade Sdept Sloc SLC 42 SLC不是一個(gè)好的關(guān)系模式（續(xù)） (1)插入異常 插入一個(gè)未選課的學(xué)生 (2) 刪除異常 只有一個(gè)學(xué)生選某門(mén)課，當(dāng)他退選時(shí)， 其他 信息丟失 (3) 數(shù)據(jù)冗余度大 (4) 修改復(fù)雜 學(xué)生轉(zhuǎn)系，需要修改的信息太多 43 SLC不是一個(gè)好的關(guān)系模式（續(xù)） ?原因 Sdept、 Sloc部分函數(shù)依賴(lài)于碼。 ?解決方法 SLC分解為兩個(gè)關(guān)系模式，以消除這些部分函數(shù)依賴(lài) SC（ Sno， Cno， Grade） SL（ Sno， Sdept， Sloc） 44 2NF（續(xù)） 函數(shù)依賴(lài)圖： Sno Cno Grade SC SL Sno Sdept Sloc ?關(guān)系模式 SC的碼為（ Sno， Cno） ?關(guān)系模式 SL的碼為 Sno ?這樣非主屬性對(duì)碼都是完全函數(shù)依賴(lài) 45 2NF（續(xù)） ?2NF的定義 定義 若 R∈ 1NF，且 每一個(gè) 非主屬性 完全 函數(shù)依賴(lài)于碼 ，則 R∈ 2NF。 例： SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈ 1NF SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈ 2NF SC（ Sno， Cno， Grade） ∈ 2NF SL（ Sno， Sdept， Sloc） ∈ 2NF 46 2NF（續(xù)） ?采用投影分解法將一個(gè) 1NF的關(guān)系分解為多個(gè) 2NF的關(guān)系，可以在一定程度上減輕原 1NF關(guān)系中存在的插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問(wèn)題。 ?將一個(gè) 1NF關(guān)系分解為多個(gè) 2NF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。 47 2NF（續(xù)） ? 投影分解法：一個(gè)關(guān)系模式 RU, F，其中， U為該關(guān)系 R的屬性集，F(xiàn)為該關(guān)系 R上的數(shù)據(jù)依賴(lài)，分解為若干個(gè)關(guān)系模式 R1U1, F1，R2U2, F2… ， RnUn, Fn，其中， U=U1∪ U2∪ … ∪ Un，且 Ui Uj， Ri為 R在 Ui上的投影，此即意味著將存儲(chǔ)于一張表 T中的數(shù)據(jù)分散到若干張表 T1， T2， … ， Tn中去，其中， Ti是 T在屬性集 Ui上的投影。 ? 關(guān)系模式分解的一般要求：關(guān)系模式經(jīng)分解后，應(yīng)與原來(lái)的關(guān)系等價(jià)。等價(jià)是指兩者對(duì)數(shù)據(jù)的使用者來(lái)說(shuō)是等價(jià)的，即：對(duì)分解前后的數(shù)據(jù)，做同樣內(nèi)容的查詢(xún)，會(huì)產(chǎn)生同樣的結(jié)果。 ?48 2NF（續(xù)） 49 2NF（續(xù)） 50 規(guī)范化 函數(shù)依賴(lài) 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴(lài) 4NF 規(guī)范化小結(jié) 51 3NF ?3NF的定義 定義 關(guān)系模式 RU， F 中若不存在這樣的碼 X、屬性組 Y及非主屬性 Z（ Z ? Y） , 使得 X→Y， Y→Z成立， Y → X，則稱(chēng) RU， F ∈ 3NF。 ?若 R∈ 3NF，則每一個(gè) 非主屬性 既不部分依賴(lài) 于碼 也不傳遞依賴(lài) 于碼 。 52 3NF（續(xù)） 例： 2NF關(guān)系模式 SL(Sno, Sdept, Sloc)中 ? 函數(shù)依賴(lài)： Sno→Sdept Sdept → Sno Sdept→Sloc 可得： ? Sno→Sloc，即 SL中存在非主屬性對(duì)碼的傳遞函數(shù)依 賴(lài)， SL ∈ 3NF 傳遞 53 3NF（續(xù)） 函數(shù)依賴(lài)圖： SL Sno Sdept Sloc 54 3NF（續(xù)） ?解決方法 采用投影分解法，把 SL分解為兩個(gè)關(guān)系模式，以消除傳遞函數(shù)依賴(lài)： SD（ Sno， Sdept） DL（ Sdept， Sloc） SD的碼為 Sno， DL的碼為 Sdept。 ? 分解后的關(guān)系模式 SD與 DL中不再存在傳遞依賴(lài) 55 3NF（續(xù)） SD的碼為 Sno， DL的碼為 Sdept Sno Sdept SD Sdept Sloc DL ? SL(Sno, Sdept, Sloc) ∈ 2NF SL(Sno, Sdept, Sloc) ∈ 3NF SD(Sno， Sdept) ∈ 3NF DL(Sdept， Sloc)∈ 3NF 56 3NF（續(xù)） ? 采用投影分解法將一個(gè) 2NF的關(guān)系分解為多個(gè) 3NF的關(guān)系，可以在 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)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問(wèn)題。 ? 將一個(gè) 2NF關(guān)系分解為多個(gè) 3NF的關(guān)系后，仍然 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。 57 3NF（續(xù)） 58 3NF（續(xù)） 59 3NF（續(xù)） 60 3NF（續(xù)） 61 3NF（續(xù)） 62 規(guī)范化 函數(shù)依賴(lài) 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴(lài) 4NF 規(guī)范化小結(jié) 63 BC范式（ BCNF） ?定義 關(guān)系模式 RU， F∈ 1NF，若 X→Y且Y ? X時(shí) X必含有碼，則 RU， F ∈ BCNF。 ?等價(jià)于： 每一個(gè) 決定屬性 因素都包含碼 不是主碼！ 64 BCNF（續(xù)） ?若 R∈ BCNF （三條性質(zhì)） ? 所有非主屬性對(duì) 每一個(gè)碼 都是完全函數(shù)依賴(lài) ? 所有的主屬性對(duì) 每一個(gè)不包含它的碼 ，也是完全函數(shù)依賴(lài) ? 沒(méi)有任何屬性完全函數(shù)依賴(lài)于非碼的任何一組屬性 ?R ∈ BCNF R ∈ 3NF 充分 不必要 65 BCNF（續(xù)） [例 5] 關(guān)系模式 C（ Cno， Cname， Po） ? C∈ 3NF ? C∈ BCNF [例 6] 關(guān)系模式 S（ Sno， Sname， Sdept， Sage） ? 假定 S有兩個(gè)碼 Sno， Sname ? S∈ 3NF。 ? S ∈ BCNF 66 BCNF（續(xù)） ［例 7］關(guān)系模式 SJP（ S， J， P） S是學(xué)生， J表示課程， P表示名次 ?函數(shù)依賴(lài)：（ S， J） →P； (J， P） →S ?（ S， J）與（ J， P）都可以作為候選碼 ,屬性相交 ?SJP∈ 3NF， ?SJP∈ BCNF 67 BCNF（續(xù)） [例 8]在關(guān)系模式 STJ（ S， T， J）中， S表示學(xué)生， T表示教師， J表示課程。每一教師只教一門(mén)課。 ? 函數(shù)依賴(lài)： (S， J)→T， (S， T)→J， T→J ? (S， J)和 (S， T)都是候選碼 J S J T S T STJ中的函數(shù)依賴(lài) 68 BCNF（續(xù)） ?STJ∈ 3NF ? 沒(méi)有任何非主屬性對(duì)碼傳遞依賴(lài)或部分依賴(lài) ?STJ∈ BCNF ? T是決定因素， T不包含碼 ? 主屬性 J對(duì)碼（ S， T）的部分依賴(lài) 69 BCNF（續(xù)） ?解決方法：將 STJ分解為二個(gè)關(guān)系模式： ST(S， T) ∈ BCNF， TJ(T， J)∈ BCNF 沒(méi)有 任何屬性 對(duì)碼的部分函數(shù)依賴(lài)和傳遞函數(shù)依賴(lài) S T ST T J TJ [例 8]在關(guān)系模式 STJ（ S， T， J）中， S表示學(xué)生， T表示教師， J表示課程。 ? 函數(shù)依賴(lài)： (S， J)→T， (S， T)→J， T→J ? (S， J)和 (S， T)都是候選碼 70 3NF與 BCNF的關(guān)系 ?R ∈ BCNF R ∈ 3NF ?如果 R∈ 3NF，且 R只有一個(gè)候選碼 R ∈ BCNF R ∈ 3NF 充分 不必要 充分 必要 71 3NF與 BCNF的關(guān)系 ? 3NF不一定是 BCNF，而 BCNF一定是 3NF。 不過(guò)，屬于3NF而非 BCNF的關(guān)系模式不多，即使有，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，所引起的更新異常也不太重要。 ? 3NF和 BCNF常常都是數(shù)