范式及其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義(文件)
【正文】 獲得各系的最新系名： 語(yǔ)句一：使用 max聚集函數(shù) select deptid,deptname from department a where setdate=(select max(setdate) from department where deptid= group by deptid) 語(yǔ)句二：使用 all操作符 select deptid,deptname from department a where setdate=all (select setdate from department where deptid=) 66 獲得 199971學(xué)生 98101所在系名： 關(guān)鍵點(diǎn)：獲得 199971日前的最后一次設(shè)置的所有系名，實(shí)際在上例語(yǔ)句一子查詢中加條件setdate=?199971?即可： select deptname from department a where setdate=(select max(setdate) from department where deptid= and setdate=39。) 67 引用方法小結(jié)： 供應(yīng)商問(wèn)題中進(jìn)貨單也可以用上述方法獲得供應(yīng)商名稱，但由于查詢使用了子查詢（對(duì)包括供應(yīng)商的進(jìn)貨單的查詢將更復(fù)雜），當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時(shí)，效率明顯降低。 68 范式的局限－對(duì)冗余的進(jìn)一步討論 使一個(gè)不符合范式的設(shè)計(jì)符合范式，通?？梢韵哂? 滿足范式，冗余還是可能出現(xiàn)在表的單行、行間和多表之間 能以較少的空間代價(jià)和算法代價(jià)換取較大的系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高，這樣的冗余是合理的 69 范式無(wú)法消除的冗余 － 計(jì)算列問(wèn)題 在學(xué)生表中加入 “ 選中 ” 標(biāo)志列，該列的數(shù)值是依據(jù)某個(gè)算法由學(xué)號(hào)中的各位數(shù)字計(jì)算得到 這個(gè)列并不傳遞函數(shù)依賴或部分函數(shù)依賴于碼“ 學(xué)號(hào) ” ，所以增加這個(gè)列并不會(huì)改變?cè)O(shè)計(jì)所符合的范式，但是這個(gè)列的信息完全可以由學(xué)號(hào)計(jì)算得到，冗余是顯而易見(jiàn)的 范式不能消除可以由主碼直接計(jì)算得到的列所產(chǎn)生的冗余 70 范式無(wú)法消除的其他冗余 表間冗余（多表冗余） 范式無(wú)法去除表間冗余 多表冗余的必要性：多個(gè)關(guān)系之間的數(shù)據(jù)冗余的必要性要權(quán)衡空間，時(shí)間和安全性等各方面的考慮： ? 出于安全性考慮的完全相同的數(shù)據(jù)表（熱備份） ? 出于計(jì)算時(shí)間（效率）上考慮的月結(jié)轉(zhuǎn)表（用單獨(dú)的表保存各月的累計(jì)數(shù)，每月計(jì)算一次，作為下月的初始值） 71 單表冗余 定義：所謂單表冗余指某行某列數(shù)據(jù)可由本行或其他行的數(shù)據(jù)計(jì)算得到。 冗余的代價(jià)：系統(tǒng)一般要提供冗余數(shù)據(jù)的生成程序及冗余數(shù)據(jù)正確性的檢測(cè)程序。 代價(jià)：產(chǎn)生了冗余及數(shù)據(jù)不一致的風(fēng)險(xiǎn)。所以如此設(shè)計(jì)不符合 3NF。 一個(gè)表行之間的數(shù)據(jù)冗余和多個(gè)表之間的數(shù)據(jù)冗余不是范式所能規(guī)范的范圍，對(duì)這種數(shù)據(jù)冗余的合理性、有效性和因此為保證冗余數(shù)據(jù)的一致性而在算法上付出的代價(jià)，我們同樣要作全面和詳細(xì)的評(píng)估 。 76 小結(jié)： 范式一般能消除一個(gè)表的單行冗余，但計(jì)算列是一個(gè)例外。 成立理由：在數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)不變的前提下，即結(jié)點(diǎn)的父子關(guān)系不變，顯然 pid?level。 可行性：增加層數(shù)列 level，在結(jié)點(diǎn)加入時(shí)（總是在父結(jié)點(diǎn)已知的情況下）為其賦值，其值level=父結(jié)點(diǎn) level+1。 行間冗余可能違反范式（下例 1），也可能不違反范式（下例 2），后者屬于范式無(wú)法排除的冗余。 引用信息表達(dá)的是某一時(shí)刻的特征，如供應(yīng)商問(wèn)題中進(jìn)貨單對(duì)供應(yīng)商名稱的引用，可采用 “ 編號(hào) +版本號(hào) ”作為外鍵引用的方法得到名稱。 group by deptid) 在上述查詢中限制為 98101學(xué)生所在系： select deptname from department a where setdate=(select max(setdate) from department where deptid= and setdate=‘199971’ group by deptid) 紅色部分語(yǔ)句同上 and deptid in (select deptid from students where id=39。 思考和練習(xí)：分析是否符合 NF， 進(jìn)行概要設(shè)計(jì)。 實(shí)現(xiàn)較方案一簡(jiǎn)單 若進(jìn)貨單查詢中要包括供應(yīng)商的其他信息，不論供應(yīng)商名稱是否發(fā)生過(guò)變更，都要連接供應(yīng)商表和供應(yīng)商名稱變更表，較方案一多連接一個(gè)表。 供應(yīng)商名稱變更較少發(fā)生的情況下，本設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的性能（查詢效率）基本無(wú)影響。 56 概要設(shè)計(jì)： 新增進(jìn)貨單：僅引用供應(yīng)商表，名稱版本號(hào)取 0 供應(yīng)商名稱變更： （供應(yīng)商信息維護(hù)的一個(gè)部分） （ 1）名稱變更：供應(yīng)商名稱變更表新增一行，版本號(hào)為上一變更版本號(hào) +1 （ 2）更新當(dāng)前供應(yīng)商名稱：以新供應(yīng)商名稱替換供應(yīng)商表中供應(yīng)商名稱。 54 冗余分析：存在兩個(gè)方面的冗余 ? 對(duì)引用信息變更部分：變更前的信息重復(fù) （ 下例中的紅色部分） ? 對(duì)引用信息未變更部分：若引用信息發(fā)生變更的頻率極低，顯然增加的列對(duì)大多數(shù)引用信息未發(fā)生變更的情況是純粹的冗余。 53 供應(yīng)商問(wèn)題 一） 把可能發(fā)生變更的數(shù)據(jù)放入引用表中 把供應(yīng)商編號(hào)和進(jìn)貨時(shí)的供應(yīng)商名稱同時(shí)存入進(jìn)貨單中。一個(gè)學(xué)生在就學(xué)期間可能對(duì)應(yīng)多個(gè)系名。 code類型必須使用 varchar避免空格，該語(yǔ)句對(duì)最大級(jí)數(shù)為 1， 2， 3均適用 ) 51 一般不符合范式就會(huì)有數(shù)據(jù)冗余，上例并不是例外，因?yàn)?“ 代碼 ” 列本身存在冗余，“ 010101” 是對(duì) “ 0101” 的冗余， “ 0101”是對(duì) “ 01” 的冗余。39。 ? 設(shè)計(jì)二：關(guān)鍵是怎樣獲得所有某級(jí)別的代碼，然后左補(bǔ) “ 0” ，也就是本問(wèn)題的解決依賴于上一問(wèn)題的解決。 while (vpid!=0) //有父結(jié)點(diǎn) { 整表掃描找到當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)（ id=vpid的行）： vid=id。 ? 設(shè)計(jì)二：復(fù)制被復(fù)制代碼， pid為上級(jí)代碼的 id 48 設(shè)計(jì)一：由代碼總長(zhǎng)得到代碼級(jí)數(shù) 設(shè)計(jì)二：比較困難，循環(huán)搜索父結(jié)點(diǎn)，直到根結(jié)點(diǎn)，所以 n級(jí)代碼要對(duì)整表掃描n次后才能獲得其級(jí)數(shù) n。39。39。39。 設(shè)計(jì)二：判定 id=idv結(jié)點(diǎn)是葉結(jié)點(diǎn) select * from classes_2 where pid=idv為空集。 第二種設(shè)計(jì)由于其他關(guān)系通過(guò) id列引用該表，所以當(dāng) code列修改后，通過(guò)外鍵引用該表的關(guān)系無(wú)需做修改。 設(shè)計(jì)一冗余的信息被隱藏在一個(gè)列中，并且 隨樹(shù)結(jié)構(gòu)層數(shù)的增加而增加 設(shè)計(jì)二沒(méi)有冗余 37 二）擴(kuò)展能力及空間利用率 第一種設(shè)計(jì)表示的樹(shù)結(jié)點(diǎn)的層數(shù)受 code列長(zhǎng)度的限制，而第二種設(shè)計(jì)則沒(méi)有這種限制。以下假設(shè)上列數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)兩個(gè)表： classes_1和 classes_2。 把上述關(guān)系分解成：學(xué)生選課 （學(xué)號(hào)，教師，成績(jī)）和教師任課（教師，課程）關(guān)系就符合BCNF。 一般可以把 R(U)分解成 R1(U{Y})和 R2(X,Y)，使子關(guān)系均屬于 BCNF， 同時(shí)消除了冗余。 學(xué)號(hào) 姓名 系號(hào) 系號(hào) 系 系主任 001 wang 01 01 數(shù)學(xué) Li 002 Feng 01 02 物理 Xu 003 Cheng 01 004 Huang 02 單據(jù)中包含商品代碼外 ,還包括商品屬性 ,同樣不符合第三范式 ,因?yàn)榇嬖谙铝袀鬟f函數(shù)依賴 :(單據(jù)號(hào) ,單據(jù)明細(xì)序號(hào) )?商品代碼 ?商品屬性 。 24 不屬于 3NF必然存在冗余 X， Y， Z為關(guān)系 R(U)的屬性組，且 X為碼， X?Y?Z， 由于 Y+X， 所以 Y必不包含碼，在關(guān)系的行中 Y值必有重復(fù)，而Y?Z， 所以 Z值同步重復(fù)。 例 .學(xué)生學(xué)科成績(jī)的關(guān)系模型設(shè)計(jì) 23 3NF
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