【正文】 含在任何一個候選碼中的屬性 ，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 一個演奏者可以演奏多個作品 某一作品可被多個演奏者演奏 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 。 ? 若 Y不函數(shù)依賴于 X，則記作 X→ Y。 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 ： ? 一個關(guān)系內(nèi)部屬性與屬性之間的約束關(guān)系 ? 現(xiàn)實世界 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） 簡化為一個三元組： R（ U, F） ?當(dāng)且僅當(dāng) U上的一個關(guān)系 r滿足 F時， r稱為 關(guān)系模式 R（ U, F）的一個 關(guān)系 11 五、 數(shù)據(jù)依賴對關(guān)系模式的影響 [例 1]建立一個描述學(xué)校教務(wù)的數(shù)據(jù)庫： 學(xué)生的學(xué)號（ 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 計算機系 張三 C1 95 S2 計算機系 張三 C1 90 S3 計算機系 張三 C1 88 S4 計算機系 張三 C1 70 S5 計算機系 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)依賴對關(guān)系模式的影響（續(xù)） 結(jié)論： ? Student關(guān)系模式不是一個好的模式。 ? “好”的模式： 不會發(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 ?把這個單一模式分成 3個關(guān)系模式： S（ Sno， Sdept， Sno → Sdept） 。 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，并且對于 X的任何一個真子集 X’，都有 X’ Y, 則稱 Y對 X完全函數(shù)依賴 ，記作 X F Y。 ?滿足最低要求的叫第一范式，在第一范式中滿足進(jìn)一步要求的為第二范式，其余此類推。 ?將一個 1NF關(guān)系分解為多個 2NF的關(guān)系，并不能完全消除關(guān)系模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。 ? 將一個 2NF關(guān)系分解為多個 3NF的關(guān)系后，仍然 不能完全消除關(guān)系模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。 ? 3NF和 BCNF常常都是數(shù)據(jù)庫設(shè)計者所追求的關(guān)系范式 。 d. 更新異常： 修改一門課程的參考書，因該課程涉及多名教師，故須修改多個元組。 （ 4）若 X→→Y， X→→Z，則 X→→Y∪ Z。 成立 ?多值依賴 X→→Y若在 R(U)上成立，不能斷言對于任何 Y39。 ? （ Transitivity）：若 X→Y及 Y→Z為 F所蘊含，則X→Z為 F所蘊含。 （ A2， A3） ? 偽傳遞規(guī)則 ：由 X→Y， WY→Z，有 XW→Z。 解 設(shè) X（ 0） =AB； (1) X（ 1） =AB∪ CD=ABCD。 因此必有 Y的子集 Y’滿足 Y’ ?UXF+ ， 則 X→Y 在 r中不成立 ， 即 X→Y必不為 RU,F蘊含 。 115 6. 最小依賴集 定義 如果函數(shù)依賴集 F滿足下列條件 ， 則稱 F為一個 極小函數(shù)依賴集 。 118 極小化過程（續(xù)） (1)逐一檢查 F中各函數(shù)依賴 FDi： X→Y， 若 Y=A1A2 … Ak， k 2， 則用 { X→Aj |j=1， 2， … ， k} 來取代 X→Y。 非主屬性 Sdept和 Sloc部分函數(shù)依賴于碼 (Sno, Cno) Sno Cno Grade Sdept Sloc SLC ? 解決方法 SLC分解為兩個關(guān)系模式，以消除這些部分函數(shù)依賴 SC（ Sno， Cno， Grade） SL（ Sno， Sdept， Sloc） 138 2NF?3NF 1NF ↓ 消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴 消除決定屬性 2NF 集非碼的非平 ↓ 消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴 凡函數(shù)依賴 3NF ↓ 消除主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴 BCNF ↓ 消除非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴 4NF 139 2NF?3NF 2NF關(guān)系模式 SL(Sno, Sdept, Sloc)中 ? 函數(shù)依賴： Sno→Sdept Sdept → Sno Sdept→Sloc SL Sno Sdept Sloc 140 2NF?3NF ?解決方法 采用投影分解法，把 SL分解為兩個關(guān)系模式，以消除傳遞函數(shù)依賴： SD（ Sno， Sdept） DL（ Sdept， Sloc） Sno Sdept SD Sdept Sloc DL 141 3NF?BCNF 1NF ↓ 消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴 消除決定屬性 2NF 集非碼的非平 ↓ 消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴 凡函數(shù)依賴 3NF ↓ 消除主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴 BCNF ↓ 消除非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴 4NF 142 3NF?BCNF [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。 ? 函數(shù)依賴： (S， J)→T， (S， T)→J， T→J ? (S， J)和 (S， T)都是候選碼 J S J T S T STJ中的函數(shù)依賴 143 3NF?BCNF ?STJ∈ 3NF ? 沒有任何非主屬性對碼傳遞依賴或部分依賴 ?STJ∈ BCNF ? T是決定因素， T不包含碼 ? 主屬性 J對碼（ S， T）的部分依賴 144 3NF?BCNF ?解決方法：將 STJ分解為二個關(guān)系模式： ST(S， T) ∈ BCNF， TJ(T， J)∈ BCNF 沒有 任何屬性 對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴 S T ST T J TJ 145 BCNF?4NF 1NF ↓ 消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴 消除決定屬性 2NF 集非碼的非平 ↓ 消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴 凡函數(shù)依賴 3NF