【正文】 U的子集，并且 Z＝ U－ X－ Y。 c. 冗余： 每門課程的參考書，由于有多名授課教師，故須存儲(chǔ)多次，有大量冗余。 72 規(guī)范化 函數(shù)依賴 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴 4NF 規(guī)范化小結(jié) 73 多值依賴 [例 9] 學(xué)校中某一門課程由多個(gè)教師講授，他們使用相同的一套參考書。 不過，屬于3NF而非 BCNF的關(guān)系模式不多，即使有，對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者來說，所引起的更新異常也不太重要。 ? 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：（ 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。 ? 分解后的關(guān)系模式 SD與 DL中不再存在傳遞依賴 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)雜等問題。等價(jià)是指兩者對(duì)數(shù)據(jù)的使用者來說是等價(jià)的，即：對(duì)分解前后的數(shù)據(jù)，做同樣內(nèi)容的查詢，會(huì)產(chǎn)生同樣的結(jié)果。 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)雜等問題。 ?一個(gè)低一級(jí)范式的關(guān)系模式，通過 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，這種過程就叫 規(guī)范化 NF5NF4BC N FNF3NF2NF1 ?????38 規(guī)范化 函數(shù)依賴 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴 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。 F 31 碼（續(xù)） ?主屬性與非主屬性 ? 包含在任何一個(gè)候選碼中的屬性 ，稱為主屬性（ Prime attribute） ? 不包含在任何碼中的屬性稱為非主屬性（ Nonprime attribute）或非碼屬性（ Nonkey attribute） ?全碼 ? 整個(gè)屬性組是碼，稱為全碼（ Allkey） 32 碼（續(xù)） [例 2] 關(guān)系模式 S(Sno,Sdept,Sage)，單個(gè)屬性 Sno是碼， SC（ Sno， Cno， Grade）中，（ Sno， Cno）是碼 [例 3] 關(guān)系模式 R（ P， W， A） P：演奏者 W：作品 A：聽眾 一個(gè)演奏者可以演奏多個(gè)作品 某一作品可被多個(gè)演奏者演奏 聽眾可以欣賞不同演奏者的不同作品 碼為 (P， W， A)，即 AllKey 33 外部碼 定義 關(guān)系模式 R 中屬性或?qū)傩越M X 并非 R的碼，但 X 是另一個(gè)關(guān)系模式的碼，則稱 X 是 R 的 外部碼（ Foreign key） 也稱外碼 ?如在 SC（ Sno， Cno， Grade）中， Sno不是碼，但Sno是關(guān)系模式 S（ Sno， Sdept， Sage）的碼，則Sno是關(guān)系模式 SC的外部碼 ?主碼與外部碼一起提供了表示關(guān)系間聯(lián)系的手段 34 規(guī)范化 函數(shù)依賴 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴 4NF 規(guī)范化小結(jié) 35 范式 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系是要滿足一定要求的 ， 滿足不同程度要求的為不同范式 。 記為： X → Z 注 : 如果 Y→X， 即 X←→Y ，則 Z直接依賴于 X。 ? 若 Y不函數(shù)依賴于 X，則記作 X→ Y。 19 規(guī)范化 函數(shù)依賴 碼 范式 2NF 3NF BCNF 多值依賴 4NF 規(guī)范化小結(jié) 20 函數(shù)依賴 ?函數(shù)依賴 ?平凡函數(shù)依賴與非平凡函數(shù)依賴 ?完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴 ?傳遞函數(shù)依賴 21 一、函數(shù)依賴 定義 設(shè) R(U)是一個(gè)屬性集 U上的關(guān)系模式， X和 Y是 U的子集。 6 二、關(guān)系模式的形式化定義 關(guān)系模式由五部分組成，即它是一個(gè)五元組： R(U, D, DOM, F) R： 關(guān)系名 U： 組成該關(guān)系的屬性名集合 D： 屬性組 U中屬性所來自的域 DOM： 屬性向域的映象集合 F： 屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合 7 三、什么是數(shù)據(jù)依賴 1. 完整性約束的表現(xiàn)形式 ?主屬性不能取空值 ?限定屬性取值范圍：例如學(xué)生成績必須在 0100之間 ?定義屬性 值 間的相互關(guān)連（主要體現(xiàn)于值的 相等與否 ），這就是數(shù)據(jù)依賴，它是數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 參照完整性規(guī)則？ R ( Kr, F, ?) S ( Ks , ?) 外碼 主碼 8 什么是數(shù)據(jù)依賴（續(xù)） 2. 數(shù)據(jù)依賴 ?是 ： ? 一個(gè)關(guān)系內(nèi)部屬性與屬性之間的約束關(guān)系 ? 現(xiàn)實(shí)世界 屬性間相互聯(lián)系 的抽象 ? 數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì) ? 語義 的體現(xiàn) 9 什么是數(shù)據(jù)依賴（續(xù)） 3. 數(shù)據(jù)依賴的類型 ?函數(shù)依賴（ Functional Dependency，簡記為 FD） ?多值依賴（ Multivalued Dependency，簡記為 MVD） 10 四、關(guān)系模式的簡化表示 ?關(guān)系模式 R（ U, D, DOM, F） 簡化為一個(gè)三元組： R（ U, F） ?當(dāng)且僅當(dāng) U上的一個(gè)關(guān)系 r滿足 F時(shí)， r稱為 關(guān)系模式 R（ U, F）的一個(gè) 關(guān)系 11 五、 數(shù)據(jù)依賴對(duì)關(guān)系模式的影響 [例 1]建立一個(gè)描述學(xué)校教務(wù)的數(shù)據(jù)庫： 學(xué)生的學(xué)號(hào)（ Sno）、所在系（ Sdept） 系主任姓名（ Mname）、課程名（ Cname） 成績（ Grade） 單一 的關(guān)系模式 ： Student U， F U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝ 12 數(shù)據(jù)依賴對(duì)關(guān)系模式的影響（續(xù)） 屬性組 U上的一組函數(shù)依賴 F： F ＝｛ Sno → Sdept, Sdept → Mname, (Sno, Cname) → Grade ｝ Sno Cname Sdept Mname Grade 13 數(shù)據(jù)依賴對(duì)關(guān)系模式的影響（續(xù)） 只考慮函數(shù)依賴這一種數(shù)據(jù)依賴，我們得到一個(gè)描述學(xué)生的關(guān)系模式：RU， F， 數(shù)據(jù)表如下： Sno Sdept Mname Cno Grade S1 計(jì)算機(jī)系 張三 C1 95 S2 計(jì)算機(jī)系 張三 C1 90 S3 計(jì)算機(jī)系 張三 C1 88 S4 計(jì)算機(jī)系 張三 C1 70 S5 計(jì)算機(jī)系 張三 C1 78 … … … … … 14 關(guān)系模式 StudentU, F中存在的問題 1. 數(shù)據(jù)冗余太大 2. 更新異常（ Update Anomalies） (Mname改名 ) 3. 插入異常（ Insertion Anomalies） (新系） 4. 刪除異常（ Deletion Anomalies） (丟系信息） 15 數(shù)據(jù)依賴對(duì)關(guān)系模式的影響（續(xù)） 結(jié)論： ? Student關(guān)系模式不是一個(gè)好的模式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 An Introduction to Database System 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 2 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 問題的提出 規(guī)范化 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng) * 模式的分解 小結(jié) 3 問題的提出 怎樣進(jìn)行關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì) ？ ? 針對(duì)具體問題 ， 如何構(gòu)造一個(gè)適合于它的數(shù)據(jù)模式 ? 幾個(gè)關(guān)系模式 ？ 由哪些屬性組成 ？ … ? 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)的工具 ──關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論 4 問題的提出 一、概念回顧 二、關(guān)系模式的形式化定義 三、什么是數(shù)據(jù)依賴 四、關(guān)系模式的簡化定義 五、數(shù)據(jù)依賴對(duì)關(guān)系模式影響 5 一、概念回顧 ?關(guān)系 ?關(guān)系模式 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式 一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)一張表 。 ? “好”的模式： 不會(huì)發(fā)生插入異常、刪除異常、更新異常， 數(shù)據(jù)冗余應(yīng)盡可能少 原因： 由存在于模式中的 某些數(shù)據(jù)依賴 引起的 解決方法： 通過 分解 關(guān)系模式來消除其中不合適 的數(shù)據(jù)依賴 16 分解關(guān)系模式 ?把這個(gè)單一模式分成 3個(gè)關(guān)系模式： S（ Sno， Sdept， Sno → Sdept） 。 若對(duì)于 R(U)的 任意 一個(gè)可能的關(guān)系 r， r中不可能存在兩個(gè)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)依賴于 X”，記作 X→Y。 26 三、完全函數(shù)依賴與部分函數(shù)依賴 定義 在 R(U)中，如果 X→Y，并且對(duì)于 X的任何一個(gè)真子集 X’，都有 X’ Y, 則稱 Y對(duì) X完全函數(shù)依賴 ，記作 X F Y。 例 : 在關(guān)系 Std(Sno, Sdept, Mname)中，有： Sno → Sdept， Sdept → Mname Mname傳遞函數(shù)依賴于 Sno 傳遞 29 規(guī)范化 函