關(guān)系數(shù)據(jù)模型之范式(完整版)
【正文】 是用投影運算將關(guān)系分解，去掉過于復(fù)雜的函數(shù)依賴關(guān)系，向更高一級的范式進行轉(zhuǎn)換。 ?在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中只討論規(guī)范化的關(guān)系，凡是非規(guī)范化的關(guān)系模式必須化成規(guī)范化的關(guān)系。 ?1976年 Fagin提出了第四范式 ， ?后來又有人定義了第五范式 。 ? 由于規(guī)范化的程度不同，就產(chǎn)生了 不同的范式 。 ? 滿足最基本規(guī)范化要求的關(guān)系模式叫 第一范式 ， ? 在第一范式中進一步滿足一些要求為 第二范式 ， ? 以此類推就產(chǎn)生了 第三、四范式 等概念。 ?至此在關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范中建立了一個范式系列：1NF,2NF,3NF,BCNF,4NF,5NF,一級比一級有更嚴(yán)格的要求 。 ?在非規(guī)范化的關(guān)系中去掉組合項就能化成規(guī)范化的關(guān)系。 返回 8 第二范式 第二范式的定義 定義 如果關(guān)系模式 R?1NF， 且每個非主屬性都完全函數(shù)依賴于 R的每個關(guān)系鍵 ， 則稱 R屬于 第二范式（ Second Normal Form） ， 簡稱 2NF， 記作 R?2NF。 返回 10 2NF規(guī)范化 ?2NF規(guī)范化是指把 1NF關(guān)系模式通過投影分解轉(zhuǎn)換成 2NF關(guān)系模式的集合 。因此，SD?2NF， SC?2NF，而且前面已經(jīng)討論， SCD的這種分解沒有丟失任何信息，具有無損連接性。 ? 因此可以說關(guān)系模式 SD和 SC在性能上比 SCD有了顯著提高。 ? ?? p? ?? f? ?? f返回 15 2NF的缺點 ?2NF的關(guān)系模式解決了 1NF中存在的一些問題 ， 2NF規(guī)范化的程度比 1NF前進了一步 ， 但 2NF的關(guān)系模式在進行數(shù)據(jù)操作時 ， 仍然存在著一些問題： 1． 數(shù)據(jù)冗余 。 ?之所以存在這些問題，是由于在 SCD中存在著非主屬性對主鍵的傳遞依賴。 3NF規(guī)范化 ?3NF規(guī)范化 是指把 2NF關(guān)系模式通過投影分解轉(zhuǎn)換成 3NF關(guān)系模式的集合 。 因此 ， S?3NF，D?3NF。 要刪除某系的全部學(xué)生而仍然保留該系的有關(guān)信息時 ，可以只刪除學(xué)生關(guān)系 S中的相關(guān)學(xué)生記錄 ， 而不影響系關(guān)系 D中的數(shù)據(jù) 。 返回 22 BC范式 BC范式的定義 定義 如果關(guān)系模式 R?1NF， 且所有的函數(shù)依賴 X→Y （ Y X） ,決定因素 X都包含了 R的一個候選鍵 ， 則稱 R屬于 BC范式 （ BoyceCodd Normal Form） ， 記作 R?BCNF。設(shè)關(guān)系模式 SNC（ SNO， SN， CN0， SCORE），其中SNO代表學(xué)號， SN代表學(xué)生姓名并假設(shè)沒有重名， CNO代表課程號，SCORE代表成績。 ? 解決這一問題的辦法仍然是通過投影分解進一步提高 SNC的范式等級，將 SNC規(guī)范到 BCNF。 返回 25 分解后 ， S1和 S2的函數(shù)依賴分別如圖 。 TCS中不存在非主屬性 ， 也就不可能存在非主屬性對鍵的部分依賴或傳遞依賴 ， 所以 TCS?3NF。 3． 刪除異常 。 這兩個關(guān)系模式的函數(shù)依賴圖分別如圖 。 4． 不存在更新異常 。 ? 如果一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所有關(guān)系模式都屬于 3NF， 則已在很大程度上消除了插入異常和刪除異常 ， 但由于可能存在主屬性對候選鍵的部分依賴和傳遞依賴 ， 因此關(guān)系模式的分離仍不夠徹底 。 1． 數(shù)據(jù)冗余降低 。 4． 更新異常。 T C S T1 C1 S1 T1 C1 S2 T2 C1 S3 T2 C1 S4 T3 C2 S2 T4 C2 S2 T4 C3 S2 圖 關(guān)系 TCS 返回 28 1． 數(shù)據(jù)冗余 。 ?學(xué)生的姓名只在關(guān)系 S1中存儲一次，學(xué)生要改名時，只需改動一條學(xué)生記錄中的相應(yīng)的 SN值，從而不會發(fā)生修改異常。 下面以 3NF關(guān)系模式 SNC為例 ， 來說明 BCNF規(guī)范化的過程 。 ? 唯一的非主屬性 SCORE對鍵不存在部分函數(shù)依賴，也不存在傳遞函數(shù)依賴。 也就是說 ， 如果 R?BCNF， 則 R也是 3NF。更換系主任時，只需修改關(guān)系 D中一個相應(yīng)元組的 MN屬性值，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致現(xiàn)象。 SNO SN DEPT AGE DEPT MN 圖 S中的函數(shù)依賴關(guān)系圖 圖 D中的函數(shù)依賴關(guān)系圖 由以上兩圖可以看出 ， 關(guān)系模式 SD由 2NF分解為 3NF后 ， 函數(shù)依賴關(guān)系變得更加
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