[工學(xué)]8數(shù)據(jù)庫設(shè)計與規(guī)范化理論-wenkub
2022-10-31 18:16:39 本頁面
【正文】 3NF。 ? 緩解上述問題的辦法：將不屬于 2NF的 模式分解為兩個或多個模式。 ? 這是關(guān)系模式的基本要求，后面關(guān)系模式的討論都是滿足這一要求的。 ? 例 2： R(ABCD) F:AB,ACD， CD R1(AC),R2(ABD)，則該分解不能保持依賴。 ? 令 R為一個關(guān)系模式， F為 R上函數(shù)依賴集， R1與 R2為R的分解。 范式 ? 范式即關(guān)系達到 某種要求 的程度，可以理解為符合某一種級別的關(guān)系模式的集合，如果 R是 x范式則可以寫為 R∈ xNF。若候選碼多于一個，則選定其中的一個為 主碼(Primary key)。 ? 直接函數(shù)依賴與傳遞函數(shù)依賴 ? 在 R(U)中，如果 XY（ Y X） ,Y X,YZ,則稱 Z對 X傳遞函數(shù)依賴 。 函數(shù)依賴 ? 平凡的函數(shù)依賴與非平凡的函數(shù)依賴 ： ? XY,但 Y X則稱 XY是 平凡的函數(shù)依賴 。 ? 函數(shù)依賴： 設(shè) R(U)是屬性集 U上的關(guān)系模式， X,Y是 U的子集。 —— 更新異常 ? 問題：怎樣才能不會發(fā)生呢？問題源于關(guān)系的模式設(shè)計有問題，造成數(shù)據(jù)冗余，即沒有考慮好數(shù)據(jù)依賴，從而沒有設(shè)計成好的、規(guī)范的模式。 Sdept→ deptHead ? 一個學(xué)生可選修多門課程，每門課程有若干學(xué)生選修， 每個學(xué)生選修的每門課程有一個成績。這時當(dāng)倉庫確定時，與其保管員對應(yīng)的物品是多個，這種數(shù)據(jù)依賴稱為 多值依賴 。 例 1：在某學(xué)校的學(xué)生的關(guān)系中，只要學(xué)號確定了，他（她）的姓名就確定了。 關(guān)系的形式化定義 回顧下在關(guān)系模型一章中關(guān)系模式的定義： ? 對關(guān)系的描述稱為 關(guān)系模式 。 ? 模式優(yōu)化：規(guī)范化 ? 物理設(shè)計 ? 設(shè)計索引，布置文件、表等 ? 數(shù)據(jù)庫的實施與運行維護 為什么要對關(guān)系模式規(guī)范化 ? 在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計中，如何構(gòu)造一個適合于它的數(shù)據(jù)模式，即 應(yīng)該構(gòu)造幾個關(guān)系模式，每個關(guān)系由哪些屬性組成 等。這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的問題。可以形式化的表示為： ? R（ U， D， dom， F） ? 其中： ? R： 關(guān)系名 ? U： 組成關(guān)系的屬性名集合 ? D： 屬性來自的域 ? dom： 屬性到域的映射 ? F： 屬性間 數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系 ? 簡記： ? R（ U） ,或者 R（ A1,A2,… An） 問題 ? 什么是數(shù)據(jù)依賴？為何在關(guān)系模式中要考慮它？它對于關(guān)系有何影響？ ? 數(shù)據(jù)依賴是關(guān)系中的屬性值之間的相互關(guān)系。這相當(dāng)于對于一個由學(xué)號到姓名的映射 name=f(stdno)。 數(shù)據(jù)依賴對于關(guān)系操作的影響 ? 假設(shè)要建立一個學(xué)生數(shù)據(jù)庫，要描述的對象包括：學(xué)生（ Sno),系（ dept)， 系負責(zé)人（ deptHead),課程（ Cname)和成績（ G)。 (Sno,Cname)→ G 數(shù)據(jù)依賴對于關(guān)系操作的影響 ? 1如果一個系剛好成立但還沒有招生，怎樣表示存在這個系呢？若插入該系的信息（系名，系負責(zé)人），學(xué)生信息及選課信息如何表達？ 2又若雖然有學(xué)生，但還沒有成績，如何表達？ —— 插入異常 ? 反之， 1若某個系的學(xué)生全部畢業(yè)了，但系還要保留，這樣若刪除所有學(xué)生的記錄，系的信息將不復(fù)存在。 規(guī)范化 ? 1971年 Edgar Codd提出了規(guī)范化理論，規(guī)范化理論研究已經(jīng)取得了很多的成果。若對于 R(U)的 任意一個可能的關(guān)系 r,r中不可能存在兩個元組在 X上的屬性值相等，而在 Y上的屬性值不等，則稱 X函數(shù)確定 Y或 Y函數(shù)依賴 X。 ? XY,但 Y X則稱 XY是非平凡的函數(shù)依賴 。 ? Y X： 是為了消除 直接的函數(shù)依賴 。 ? 包含在任一個候選碼中的屬性，叫做 主屬性 。 ? 1971~1972， ， 1NF,2NF,3NF ? 1974,Codd和 Boyce,BCNF ? 1976,Fagin,4NF ? 后來， 5NF ? 各種范式使關(guān)系達到的 (規(guī)范化 )程度是不一樣的： 1NF 2NF 3NF BCNF 4NF 5NF ? 令 C為數(shù)據(jù)庫上的約束集。該分解為 R的無損連接分解只要 F+中至少有如下函數(shù)依賴中的一個： R1 ∩ R2 → R1 R1 ∩ R2 → R2 ? 保持依賴 ? 令 F’為模式 R的函數(shù)依賴集合 F在分解(R1,R2… Rn)上的投影之后的并集。 函數(shù)依賴的公理系統(tǒng) ? 如何在給定函數(shù)依賴集的情況下，方便的計算它的閉包呢？ ? Armstrong公理系統(tǒng) ? 基本定律： ? 自反律：若 α 包含 β ，則 α → β ? 增補律：若 α → β ，則 αγ→ βγ ? 傳遞律：若 α → β 及 β → γ ，則 α → γ ? 擴充定律： ? 合并律：若 α → β 及 α → γ ，則 α → βγ ? 分解律：若 α → βγ，則 α → β 及 α → γ ? 偽傳遞律：若 α → β 及 γβ → δ ，則 αγ→ δ 第一范式 1NF ? 如果關(guān)系模式 R的所有屬性域都是原子的，稱 R屬于 1NF,記為： R ∈ 1NF。 *注：在面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫中，可以存在非原子的域。 ? 例如：上面的模式可分解為： SC(Sno,Cno,G ) SL(Sno,Sdept, deptHead)。 ? 結(jié)論 1: 非主屬性不部分依賴于碼。注意：2NF與 3NF討論的是 非主屬性與碼 的關(guān)系。(S,T)J。 ? 3NF的 ‘ 不徹底 ’ 性表現(xiàn)在沒有消除主屬性對于碼的依賴關(guān)系，而 BCNF解決了這一點，所以 BCNF比 3NF的規(guī)范化程度更高，即 3NF BCNF 。 課程 C 教師 T 參考書 B 物理 數(shù)學(xué) 計算數(shù)學(xué) 李勇 王軍 李勇 張平 張平 周峰 普通物理 光學(xué)物理 物理習(xí)題集 數(shù)學(xué)分析 微分方程 高等代數(shù) 數(shù)學(xué)分析 … … … … 多值依賴 ? 設(shè) R(U)是屬性集 U上的一個關(guān)系模式。因此教員 T多值依賴于課程 C。 若 Z為空集， XY稱為 平凡的多值依賴
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