[工學(xué)]數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理 第11章-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 任教課程的編號(hào)和課程名。 例如教師 t1教三門(mén)課程，在關(guān)系中就會(huì)有三個(gè)元組。 如果一個(gè)教師剛調(diào)來(lái)，尚未分派教學(xué)任務(wù)，那么要將教師的姓名和地址存儲(chǔ)到關(guān)系中去時(shí)，在屬性 CNO和 CNAME上就沒(méi)有值（空值）。這是一種不合適的現(xiàn)象?！? 是否算最佳分解？ 那末，什么樣的關(guān)系模式是最優(yōu)的？標(biāo)準(zhǔn)是什么？如何實(shí)現(xiàn)？ 6 如何構(gòu)造合適的關(guān)系模式 ? 應(yīng)構(gòu)造幾個(gè)關(guān)模式 ? 每個(gè)關(guān)系模式由哪些屬性組成 ? … 這就關(guān)系到數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯設(shè)計(jì)問(wèn)題 7 ?X函數(shù)決定 Y，或 Y函數(shù)依賴(lài)于 X可表示為： ?X→Y ?如果有一個(gè)關(guān)系模式 R(A1， A2， …,An),X 和 Y為{A1， A2， …,An} 的子集，那么對(duì)于關(guān)系 R中的任意一個(gè) x值，都只有一個(gè) y值與之對(duì)應(yīng)，則稱(chēng) X函數(shù)決定Y，或 Y函數(shù)依賴(lài)于 X 概念 函數(shù)依賴(lài) P248 8 函數(shù)依賴(lài)是屬性間基本的一種依賴(lài)，它是關(guān)鍵碼概念的推廣。該定義類(lèi)似于數(shù)學(xué)中的單值函數(shù)定義。 ⑵ 函數(shù)依賴(lài)不取決于屬性構(gòu)成關(guān)系的方式（即關(guān)系結(jié)構(gòu)），而是關(guān)系所表達(dá)的信息本身的語(yǔ)義特性，我們只能根據(jù)這種語(yǔ)義信息確定函數(shù)依賴(lài)，沒(méi)有其他途徑。 （ 3）如果 X→ Y ，則稱(chēng) X為決定因子。 ? 候選碼 ? 設(shè) K為 R（ U， F）中的屬性，若 K f U，則 K為 R的 候選碼 （ K為決定 R全部屬性值的最小屬性組）。 在不提及 FD時(shí)，關(guān)系中是不可能有冗余的問(wèn)題，但是當(dāng)存在 FD時(shí)，關(guān)系中就有可能存在數(shù)據(jù)冗余問(wèn)題。 滿(mǎn)足 1NF的關(guān)系稱(chēng)為 規(guī)范化的關(guān)系 ，否則稱(chēng)為非規(guī)范化的關(guān)系。 非規(guī)范模式變?yōu)?1NF： (1) 把不含單純值的屬性分解為多個(gè)原子值。 20 例 115： 設(shè)關(guān)系模式 R（ SNO， CNO， GRADE， TNAME，TADDR）的屬性分別表示學(xué)生學(xué)號(hào)、選修課程的編號(hào)、成績(jī)、任課教師姓名和教師地址等意義。譬如某一門(mén)課程有 100個(gè)學(xué)生選修，那么在關(guān)系中就會(huì)存在 100個(gè)元組，因而教師的姓名和地址就會(huì)重復(fù) 100次。此時(shí)應(yīng)把 R分解成兩個(gè)模式 R1（ XZ），主鍵是 X； R2（ Y），其中 Y=UZ，主鍵仍是 W，外鍵是 X（ REFERENCES R1）。 定義 如果關(guān)系模式 R是 2NF，且每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴(lài)于 R的主碼，那么稱(chēng) R是 第三范式（ 3NF）的模式。如果 R1中存在函數(shù)依賴(lài) CNO→TNAME 和 TNAME→TADDR ，那么CNO→TADDR 就是一個(gè)傳遞依賴(lài)，即 R1不是 3NF模式。這樣 R21和 R22都是 3NF模式。 利用外鍵和主鍵相匹配機(jī)制， R1和 R2通過(guò)聯(lián)接可以重新得到 R。 ? 如果 R是 BCNF模式，那么 R也是 3NF模式。它是第二范式和第三范式的替代品，并且構(gòu)建得更好，它包含了第二范式和第三范式的內(nèi)在意義，但使用了一種更普通的方式進(jìn)行重新表述。 如果所有的判定都是一個(gè)鍵，則實(shí)體滿(mǎn)足 BCNF。同時(shí) S中除 SNO， SNAME外沒(méi)有其他決定因素，所以 S也是 BCNF。由語(yǔ)義可得到如下的函數(shù)依賴(lài)。但 STJ不是 BCNF模式，是因?yàn)?T是決定因素，而 T不包含鍵。 模式分解的 準(zhǔn)則 ： （１）模式分解必須具有 無(wú)損連接性 。即 F+=｛ X→Y | 記為 F?X→Y 。如果若干個(gè)關(guān)系模式的集合 ρ={R1(U1,F1)， R2(U2,F2)， … ， Rk(Uk,Fk)} 其中：⑴ / * 關(guān)系模式 R的屬性全集 U是分解后所有小關(guān)系模式的屬性集Ui的并集 */ ⑵ 對(duì)于每個(gè) i， j(1≤i,j≤k)，有 Ui Uj /* 分解的小屬性集間不會(huì)相互為子集 */ ⑶ Fi={X→Y| X→Y ∈ F+∧ XY∈ Ui} /* Fi(i=1， 2， … ， k)是 F在 Ui上的投影 */ 則稱(chēng) ρ是關(guān)系模式 R(F， U)的一個(gè)分解。而下圖分解后的關(guān)系通過(guò)自然連接后不能還原。 上例中給出了“無(wú)損分解”和“損失分解”的例子。這里 r2中元組（ b2c2）就是一個(gè) 懸掛元組 ，由于它的存在，使得 r1和 r2不存在泛關(guān)系 r。 ② 把表格看成模式 R的一個(gè)關(guān)系，反復(fù)檢查 F中每個(gè) FD在表格中是否成立，若不成立，則修改表格中的值。（這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為 chase過(guò)程） ③ 若修改的最后一張表格中有一行是全 a，即 a1a2… an，那么稱(chēng) ρ相對(duì)于 F是 無(wú)損分解 ，否則稱(chēng)損失分解。 如果兩個(gè)關(guān)系模式間的公共屬性集至少包含其中一個(gè)關(guān)系模式的主健， 則此分解是無(wú)損分解。如果規(guī)定每個(gè)職工只有一個(gè)工資級(jí)別，并且一個(gè)工資級(jí)別只有一個(gè)工資數(shù)目，那么 R上的 FD有 WNO→WS 和 WS→WG 。 43 一個(gè)無(wú)損連接不一定具有函數(shù)依賴(lài)保持性，反之一個(gè)具有函數(shù)依賴(lài)保持性的分解也不一定是無(wú)損連接。 因?yàn)? R1∩R 2=A， R1R2=B， R2R1=C 所以 R1∩R 2→R 1R2 因?yàn)? A→B ∈ F，但 F+≠(F 1∪F 2)+ 可見(jiàn) ρ 具有無(wú)損分解，但不具有保持函數(shù)依賴(lài)分解。 ? 分離性 是指在關(guān)系中只存儲(chǔ)有直接聯(lián)系的屬性值，而不要把有間接聯(lián)系的屬性值放在一張表中。分離的基準(zhǔn)是一系列范式。但要注意，實(shí)際使用時(shí)并不一定要達(dá)到最小冗余，因?yàn)橛袝r(shí)帶點(diǎn)冗余對(duì)提高查詢(xún)速度是有好處的。這就是模式規(guī)范化理論。FD有一個(gè)完備的推理規(guī)則集。 49 ?范式是衡量模式優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)，范式表達(dá)了模式中數(shù)據(jù)依賴(lài)之間應(yīng)滿(mǎn)足的聯(lián)系。 50 ?分解成 BCNF模式集的算法能保持無(wú)損分解，但不一定能保持 FD集。 51 課堂練習(xí)： 設(shè)有關(guān)系模式 R（運(yùn)動(dòng)員編號(hào)，比賽項(xiàng)目，成績(jī)，比賽類(lèi)別，比賽主管），如果規(guī)定：每個(gè)運(yùn)動(dòng)員每參加一個(gè)比賽項(xiàng)目，只有一個(gè)成績(jī)；每個(gè)比賽項(xiàng)目只屬于一個(gè)比賽類(lèi)別；每個(gè)比賽類(lèi)別只有一個(gè)比賽主管。 如果把 R分解成 R1（ 比賽項(xiàng)目 ，比賽類(lèi)別，比賽主管） R2（ 運(yùn)動(dòng)員編號(hào) ，比賽項(xiàng)目，成績(jī)）這里， R1和 R2都是 2NF模式。
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