【文章內(nèi)容簡介】 元組的 Sloc屬性值。 An Introduction to Database System 第三范式（ 3NF） ? 3NF的定義 定義 關(guān)系模式 RU， F 中若不存在這樣的碼 X、屬性組 Y及非主屬性 Z（ Z ? Y） , 使得X→ Y， Y → X， Y→ Z，成立，則稱 RU， F ? 3NF。 ? 例， SL(Sno, Sdept, Sloc) ? 2NF SD（ Sno， Sdept） ? 3NF DL（ Sdept， Sloc） ? 3NF 學(xué)生 (學(xué)號，姓名，宿舍樓，宿舍號 )? 3NF An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） ? 若 R? 3NF，則 R的每一個非主屬性既不部分函數(shù)依賴于候選碼也不傳遞函數(shù)依賴于候選碼。 ? 如果 R? 3NF，則 R也是 2NF。 ? 采用投影分解法將一個 2NF的關(guān)系分解為多個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。 ? 將一個 2NF關(guān)系分解為多個 3NF的關(guān)系后，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。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） 例：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： 假設(shè)每一教師只教一門課。每門課由若干教師教，但某一學(xué)生選定某門課，就確定了一個固定的教師。某個學(xué)生選修某個教師的課就確定了所選課的名稱。于是有： (S， J)→ T， (S， T)→ J， T→ J An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） S J T S T J STJ An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） ? (S， J)和 (S， T)都可以作為候選碼 。 ? STJ? 3NF ? T→ J，即 T是決定屬性集，可是 T只是主屬性，它既不是候選碼，也不包含候選碼。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） ? 存在的問題： (1) 插入異常 如果某個教師開設(shè)了某門課程，但尚未有學(xué)生選修，則有關(guān)信息也無法存入數(shù)據(jù)庫中。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） (2) 刪除異常 如果選修過某門課程的學(xué)生全部畢業(yè)了，在刪除這些學(xué)生元組的同時，相應(yīng)教師開設(shè)該門課程的信息也同時丟掉了。 (3) 數(shù)據(jù)冗余度大 雖然一個教師只教一門課，但每個選修該教師該門課程的學(xué)生元組都要記錄這一信息。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） (4) 修改復(fù)雜 某個教師開設(shè)的某門課程改名后，所有選修了該教師該門課程的學(xué)生元組都要進行相應(yīng)修改。 因此雖然 STJ? 3NF，但它仍不是一個理想的關(guān)系模式。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） ? 原因： 主屬性 J依賴于 T，即主屬性 J部分依賴于碼 (S, T)。 ? 解決方法： 采用投影分解法，將 STJ分解為二個關(guān)系模式： SJ(S， J) TJ(T， J) An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） S J T S T J STJ An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） SJ的碼為（ S， J）， TJ的碼為 T。 S J ST T J TJ An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） 在分解后的關(guān)系模式中沒有任何屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴。它解決了上述四個問題： (1)TJ關(guān)系中可以存儲所開課程尚未有學(xué)生選修的教師信息。 (2) 選修過某門課程的學(xué)生全部畢業(yè)了，只是刪除 SJ關(guān)系中的相應(yīng)元組，不會影響 TJ關(guān)系中相應(yīng)教師開設(shè)該門課程的信息。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） (3) 關(guān)于每個教師開設(shè)課程的信息只在 TJ關(guān)系中存儲一次。 (4) 某個教師開設(shè)的某門課程改名后，只需修改TJ關(guān)系中的一個相應(yīng)元組即可。 An Introduction to Database System BC范式（ BCNF） ? BCNF（ Boyce Codd Normal Form）是由 Boyce和 Codd提出的，比 3NF更進了一步。通常認(rèn)為BCNF是修正的第三范式，所以有時也稱為第三范式。 ? BCNF的定義 定義 設(shè)關(guān)系模式 RU， F? 1NF，如果對于 R的每個函數(shù)依賴 X→ Y，若 Y不屬于 X，則X必含有候選碼，那么 R? BCNF。 An Introduction to Database System BC范式（續(xù)） 換句話說，在關(guān)系模式 RU， F中，如果每一個決定屬性集都包含候選碼，則R? BCNF。 例： STJ（ S， T， J） ? 3NF SJ（ S， J） ? BCNF TJ（ T， J） ? BCNF An Introduction to Database System BC范式（續(xù)） ? 采用投影分解法將一個 3NF的關(guān)系分解為多個BCNF的關(guān)系，可以進一步解決原 3NF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。 ? BCNF的關(guān)系模式所具有的性質(zhì) ⒈ 所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于每個候選碼。 ⒉ 所有主屬性都完全函數(shù)依賴于每個不包含它的候選碼。 ⒊ 沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性。 An Introduction to Database System BC范式（續(xù)） ? 3NF與 BCNF的關(guān)系 ? 如果關(guān)系模式 R? BCNF，必定有 R? 3NF。 ? 如果 R? 3NF，且 R只有一個候選碼，則 R必屬于 BCNF。 ? 如果一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的所有關(guān)系模式都屬于BCNF，那么在函數(shù)依賴范疇內(nèi)，它已實現(xiàn)了模式的徹底分解，達到了最高的規(guī)范化程度，消除了插入異常和刪除異常。 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（ 4NF） ? 例子 ? 一、多值依賴 ? 二、第四范式（ 4NF） An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） 例子 屬于 BCNF的關(guān)系模式 : ? 函數(shù)依賴 : 一個完美的關(guān)系模式 ? 多值依賴 : 例 : 設(shè)學(xué)校中某一門課程由多個教師講授，他們使用相同的一套參考書。 用關(guān)系模式 Teaching(C, T, B)來表示課程 C、教師 T和參考書 B之間的關(guān)系。 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） … … … 課 程 C 教 員 T 參 考 書 B 物理 數(shù)學(xué) 計算數(shù)學(xué) 李 勇 王 軍 李 勇 張 平 張 平 周 峰 普通物理學(xué) 光學(xué)原理 物理習(xí)題集 數(shù)學(xué)分析 微分方程 高等代數(shù) 數(shù)學(xué)分析 表 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） 普通物理學(xué) 光學(xué)原理 物理習(xí)題集 普通物理學(xué) 光學(xué)原理 物理習(xí)題集 數(shù)學(xué)分析 微分方程 高等代數(shù) 數(shù)學(xué)分析 微分方程 高等代數(shù) … 李 勇 李 勇 李 勇 王 軍 王 軍 王 軍 李 勇 李 勇 李 勇 張 平 張 平 張 平 … 物 理 物 理 物 理 物 理 物 理 物 理 數(shù) 學(xué) 數(shù) 學(xué) 數(shù) 學(xué) 數(shù) 學(xué) 數(shù) 學(xué) 數(shù) 學(xué) … 參考書 B 教員 T 課程 C 用二維表表示：表 Teaching An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） ? Teaching? BCNF: Teach具有唯一候選碼 (C， T，B)， 即全碼。 ? Teaching模式中存在的問題 (1)數(shù)據(jù)冗余度大：有多少名任課教師，參考書就要存儲多少次。 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） ? Teaching模式中存在的問題 (2)增加操作復(fù)雜：當(dāng)某一課程增加一名任課教師時，該課程有多少本參照書，就必須插入多少個元組。 例如物理課增加一名教師劉關(guān)，需要插入兩個元組： （物理，劉關(guān)，普通物理學(xué)）， （物理，劉關(guān)，光學(xué)原理） An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） ? Teaching模式中存在的問題 (3)刪除操作復(fù)雜：某一門課要去掉一本參考書，該課程有多少名教師，就必須刪除多少個元組。 (4)修改操作復(fù)雜：某一門課要修改一本參考書，該課程有多少名教師，就必須修改多少個元組。 ? 產(chǎn)生原因 參考書的取值和教師的取值是彼此獨立毫無關(guān)系的，都只取決于課程名。 An Introduction to Database System 一、多值依賴 ? 定義 定義 設(shè) R(U)是一個屬性集 U上的一個關(guān)系模式， X、 Y和 Z是 U的子集，并且 Z＝ U－ X－ Y，多值依賴 X→→ Y成立當(dāng)且僅當(dāng)對 R的任一關(guān)系 r，r在（ X， Z）上的每個值對應(yīng)一組 Y的值，這組值僅僅決定于 X值而與 Z值無關(guān)。 例 Teaching（ C,T,B） An Introduction to Database System 多值依賴（續(xù)） ? 平凡多值依賴和非平凡的多值依賴 ? 若 X→→ Y，而 Z＝ φ，則稱 X→→ Y為 平凡的多值依賴 。 ? 否則稱 X→→ Y為 非平凡的多值依賴 。 An Introduction to Database System 多值依賴（續(xù)） ? 多值依賴的性質(zhì) （ 1）多值依賴具有對稱性。 若 X→→ Y，則 X→→ Z，其中 Z＝ U－ X－ Y 多值依賴的對稱性可以用完全二分圖直觀地表示出來。 （ 2）多值依賴具有傳遞性。 若 X→→ Y， Y→→ Z， 則 X→→ Z Y。 An Introduction to Database System 多值依賴