【正文】 改關(guān)系 TC中的一個相應元組即可，不會破壞數(shù)據(jù)的完整性。 72 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碼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。 如果一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所有關(guān)系模式都屬于 BCNF，那么在函數(shù)依賴的范疇內(nèi)，已經(jīng)實現(xiàn)了模式的徹底分解，消除了產(chǎn)生插入異常和刪除異常的根源，而且數(shù)據(jù)冗余也減少到極小程度。 73 關(guān)系模式的規(guī)范化小結(jié) 到目前為止 ， 規(guī)范化理論已經(jīng)提出了六類范式 。 各范式級別是在分析函數(shù)依賴條件下對關(guān)系模式分離程度的一種測度 ， 范式級別可以逐級升高 。 一個低一級范式的關(guān)系模式 ， 通過模式分解轉(zhuǎn)化為若干個高一級范式的關(guān)系模式的集合 ， 這種 分 解 過 程 叫 作 關(guān) 系 模 式 的 規(guī) 范 化（ Normalization） 。 74 1. 關(guān)系模式規(guī)范化的目的和原則 一個關(guān)系只要其分量都是不可分的數(shù)據(jù)項，就可稱作規(guī)范化的關(guān)系，但這只是最基本的規(guī)范化。 但人們發(fā)現(xiàn)有些關(guān)系模式存在插入、刪除、修改異常、數(shù)據(jù)冗余等弊病。 規(guī)范化的目的就是使結(jié)構(gòu)合理，消除存儲異常，使數(shù)據(jù)冗余盡量小，便于插入、刪除和更新。 規(guī)范化的基本原則就是遵從概念單一化 “ 一事一地 ” 的原則 ， 即一個關(guān)系只描述一個實體或者實體間的聯(lián)系 。 若多于一個實體 ， 就把它 “ 分離 ” 出來 。 因此 ， 所謂規(guī)范化 ， 實質(zhì)上是概念的單一化 ， 即一個關(guān)系表示一個實體 。 75 1NF 2NF 3NF BCNF 消除非主屬性對碼的部分函數(shù)依賴 消除非主屬性對碼的傳遞函數(shù)依賴 消除主屬性對碼的部分和傳遞函數(shù)依賴 圖 規(guī)范化過程 76 一般情況下，認為沒有異常弊病的數(shù)據(jù)庫設(shè)計是好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，一個不好的關(guān)系模式也總是可以通過分解轉(zhuǎn)換成好的關(guān)系模式的集合。 但是在分解時要全面衡量，綜合考慮，視實際情況而定。 對于那些只要求查詢而不要求插入、刪除等操作的系統(tǒng)，幾種異?，F(xiàn)象的存在并不影響數(shù)據(jù)庫的操作。這時便不宜過度分解，否則當要對整體查詢時，需要更多的多表連接操作，這有可能得不償失。 在實際應用中，最有價值的是 3NF和 BCNF，在進行關(guān)系模式的設(shè)計時，通常分解到 3NF就足夠了。 77 3. 關(guān)系模式規(guī)范化的要求 關(guān)系模式的規(guī)范化過程是通過對關(guān)系模式的投影分解來實現(xiàn)的 ， 但是投影分解方法不是唯一的 ， 不同的投影分解會得到不同的結(jié)果 。 在這些分解方法中 ， 只有能夠保證分解后的關(guān)系模式與原關(guān)系模式等價的方法才是有意義的 。 78 （ 1） 無損連接性 （ Lossless Join） 設(shè)關(guān)系模式 R(U， F)被分解為若干個關(guān)系模式R1(U1， F1)， R2(U2， F2)， … , Rk(Uk， Fk)， 其中U=U1U2… Uk， Fi為 F在 Ui上的投影 ， 如果 R與 R1，R2， … ， Rk自然連接的結(jié)果相等 ， 則稱關(guān)系模式R的分解具有無損連接性 。 79 （ 2） 函數(shù)依賴保持性 （ Preserve Dependency） 設(shè)關(guān)系模式 R(U， F)被分解為若干個關(guān)系模式R1(U1， F1)， R2(U2， F2)， … , Rk(Uk， Fk)， 其中U=U1U2… Uk， Fi為 F在 Ui上的投影 ， 如果 F所蘊含的函數(shù)依賴一定也由分解得到的某個關(guān)系模式中的函數(shù)依賴 Fi所蘊含 ， 則稱關(guān)系模式 R的分解具有函數(shù)依賴保持性 。 80 判斷對關(guān)系模式的一個分解是否與原關(guān)系模式等價可以有三種不同的標準： （ 1）分解要具有無損連接性。 （ 2）分解要具有函數(shù)依賴保持性。 （ 3）分解既要具有無損連接性，又要具有函數(shù)依賴保持性。 81 【 例如 】 對于關(guān)系模式 SD(SNO,SN,AGE,DEPT,MN)，規(guī)范到 3NF，可以有以下三種不同的分解方法： 第一種： （ 1） S(SNO,SN,AGE,DEPT) （ 2） D(DEPT， MN) S[SNO， SN， AGE， DEPT]*D[DEPT， MN]= SD（ SNO，SN， AGE， DEPT， MN） 也就是說，用其兩個投影在 DEPT上的自然連接可復原關(guān)系模式 SD。也就是說這種 分解具有無損連接性。 對于分解后的關(guān)系模式 S，有函數(shù)依賴 SNO→DEPT ，對于 D，有函數(shù)依賴 DEPT→MN ，這種分解方法保持了原來的SD中的兩個完全函數(shù)依賴 SNO→DEPT ， DEPT→MN 。 分解既具有無損連接性，又具有函數(shù)依賴保持性。 前面已經(jīng)給出詳細的論述，這是一種正確的分解方法。 82 SNO SN AGE DEPT SNO MN S1 趙亦 17 計算機 S1 劉偉 S2 錢爾 18 信息 S2 王平 S3 孫珊 20 信息 S3 王平 S4 李思 21 自動化 S4 劉偉 圖 關(guān)系 S1和 D1 第二種： （ 1） S1(SNO,SN,AGE,DEPT) （ 2） D1(SNO， MN) 分解后的關(guān)系如圖 。 S1 D1 83 分解以后，兩個關(guān)系的主碼都為 SNO，也不存在非主屬性對主碼的傳遞函數(shù)依，所以兩個關(guān)系均屬于 3NF。 且 SD=S1*D1，關(guān)系模式 SD等于 S1和 D1在 SNO上的自然連接，這種分解也 具有無損連接性， 保證不丟失原關(guān)系中的信息。但這種分解結(jié)果，仍然存在著一些問題： （ 1）數(shù)據(jù)冗余。 每個系名和系主任的名字存儲的次數(shù)等于該系的學生人數(shù)。 （ 2）插入異常。 當一個新系沒有招生時，系主任的名字則無法插入。 （ 3）刪除異常。 某系學生全部畢業(yè)而沒有招生時，要刪除全部學生的記錄，兩個關(guān)系都要涉及，有關(guān)該系的信息將被刪除。 （ 4）更新異常。 更換系主任時，需改動較多的學生記錄。另外，某個學生要轉(zhuǎn)系，還必須修改兩個關(guān)系。 84 之所以存在上述問題 ， 是因為分解得到的兩個關(guān)系模式不是相互獨立的 。 SD中的函數(shù)依賴 DEPT→MN 既沒有投影到關(guān)系模式 S1上 ， 也沒有投影到關(guān)系模式 D1上 ， 而是跨在這兩個關(guān)系模式上 ， 也就是說這種分解方法沒有保持原關(guān)系中的函數(shù)依賴 ， 卻用了原關(guān)系隱含的傳遞函數(shù)依賴 SNO → MN。 分解只具有無損連接性 ， 而不具有函數(shù)依賴保持性 。 因此 ， “ 弊病 ” 仍然沒有解決 。 ? ?? tT 85 SNO SN AGE MN DEPT MN S1 趙亦 17 劉偉 計算機 劉偉 S2 錢爾 18 王平 信息 王平 S3 孫珊 20 王平 自動化 劉偉 S4 李思 21 劉偉 圖 關(guān)系 S2和 D2 第三種： （ 1） S2(SNO,SN,AGE,MN) （ 2） D2(DEPT， MN) 分解后的關(guān)系如圖 。 S2 D2 86 分解以后 ， 兩個關(guān)系均為 3NF， 公共屬性為 MN，但 MN ? SNO， MN ? DEPT， 所以 S2*D2≠SD。 S2和 D2在 MN上的自然連接的結(jié)果如圖 。 SNO SN AGE DEPT MN S1 趙亦 17 計算機 劉偉 S1 趙亦 17 自動化 劉偉 S2 錢爾 18 信息 王平 S3 孫珊 20 信息 王平 S4 李思 21 計算機 劉偉 S4 李思 21 自動化 劉偉 圖 S2和 D2的自然連接 87 S2*D2比原來的關(guān)系 SD多了兩個元組 （ S1， 趙亦 ， 17， 自動化 ， 劉偉 ） 和 （ S4， 李思 ， 21， 計算機 ， 劉偉 ） ， 從這個意義上說 ， 此分解方法仍然丟失了信息 。 所以其分解是不可恢復的 。 另外 ， 這種分解方法只保持了原來的 SD中的DEPT→MN 這個完全函數(shù)依賴而未用另外一個SNO→DEPT 完全依賴 ， 卻用了原關(guān)系的傳遞函數(shù)依賴 SNO→MN 。 所以分解既不具有無損連接性 ，也不具有函數(shù)依賴保持性 ， 同樣存在著數(shù)據(jù)操作的異常情況 。 ? ?? t88 經(jīng)以上幾種分解方法的分析 ， 如果一個分解具有無損連接性 ， 則能夠保證不丟失信息 。 如果一個分解具有函數(shù)依賴保持性 ， 則可以減輕或解決各種異常情況 。 分解具有無損連接性和函數(shù)依賴保持性是兩個相互獨立的標準 。 具有無損連接性的分解不一定具有函數(shù)依賴保持性 。 同樣 ， 具有函數(shù)依賴保持性的分解也不一定具有無損連接性 。 ? ?? t89 規(guī)范化理論提供了一套完整的模式分解方法 ，按照這套算法可以做到： 如果要求分解既具有無損連接性 ， 也具有函數(shù)依賴保持性 ， 則分解一定能夠達到 3NF， 但不一定能夠達到 BCNF。 所以在 3NF的規(guī)范化中 ， 既要檢查分解是否具有無損連接性 ， 又要檢查分解是否具有函數(shù)依賴保持性 。 只有這兩條都滿足 ， 才能保證分解的正確性和有效性 ， 才既不會發(fā)生信息丟失 ， 又保證關(guān)系中的數(shù)據(jù)滿足完整性約束 。