【正文】 ,StuName,StuMajor,DepartNo）Department（ DepartNo,DepartDean） 關系的規(guī)范化6． BCNF范式 關系規(guī)范化的過程任給關系 R， X、 Y為其屬性集， F為其函數(shù)依賴集，若 R為 3NF的關系，且 F中的所有函數(shù)依賴 X→Y （ Y不屬于 X）中的 X必包含候選關鍵字，則 R為 BCNF。 BCNF的關系模式有以下特點：（ 1）所有非主屬性對每一個候選關鍵字都是完全函數(shù)依賴的；（ 2）所有的主屬性對每一個不包含它的候選關鍵字，也是完全函數(shù)依賴的；（ 3）沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非侯選關鍵字的任何一組屬性。 簡言之，若 R中的每一函數(shù)依賴的決定因素都是候選關鍵字，則 R屬于BCNF范式。 關系的規(guī)范化1．關系分解的過程 關系分解的正確性任何一個非規(guī)范的關系都可以經(jīng)過分解達到 3NF，但不一定能達到 BCNF。 關系的規(guī)范化程度越高，關系模式的數(shù)目也就越多，帶來的負面效應也就越大，如增加了程序編制的復雜性和降低了系統(tǒng)運行的效率等。 關系的分解不是唯一的，一個關系可以分解成好幾組高級范式的關系，但分解后所得到的關系集合必須要和原來關系等價。 關系的規(guī)范化2．關系分解等價性的衡量 關系分解的正確性指標：關系分解的等價性通常用無損連接性和保持函數(shù)依賴兩個指標來衡量。無損連接性是指通過對分解后的關系進行某種連接運算，能夠還原出分解前的關系；保持函數(shù)依賴是指分解過程中不能丟失或破壞原有關系中存在的函數(shù)依賴。例子：在某學校中，一個學生（學號屬性名為 StuNo）只在一個系（系號屬性名為 DepartNo）學習，一個系只有一名系主任（主任姓名屬性名為 DepartDean），表 226是該學校的一個實際關系，其關系模式為 R（ StuNo,DepartNo,DepartDean） 關系的規(guī)范化2．關系分解等價性的衡量 關系分解的正確性關系的規(guī)范化2．關系分解等價性的衡量 關系分解的正確性關系的規(guī)范化2．關系分解等價性的衡量 關系分解的正確性—— 數(shù)據(jù)庫應用教程n E—R 模型n E—R 圖的設計方法 n E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 第第 3章章 實體聯(lián)系模型（實體聯(lián)系模型（ ER模型）模型）E—R 模型 ER模型是由 1976提出的，現(xiàn)已廣泛應用于數(shù)據(jù)庫設計中，該模型通過ER圖表示實體集及實體集之間的聯(lián)系，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的第一次抽象，即把現(xiàn)實世界轉(zhuǎn)換為信息世界。在設計數(shù)據(jù)庫時，人們往往把 ER圖作為中間步驟，用 ER圖準確地反映出信息，再從 ER圖構造出實施數(shù)據(jù)模型，從而使問題變得簡單，不易犯錯。E—R 模型 ER圖的組成要素及其畫法 1． ER圖要素ER圖的基本要素有四個：實體集、聯(lián)系、屬性、主關鍵字。2．繪制方法 把相互聯(lián)系的實體集（方框）通過聯(lián)系（菱形框）連接起來，注明聯(lián)系方式，再把實體集的屬性（橢圓框）連到相應實體集上。E—R 模型 兩實體集間不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 31】 兩個實體集之間的一對一的聯(lián)系的繪制方法。假設某學院有若干個班級，每個班級只有一個輔導員，每個輔導員只管理一個班級。則輔導員和班級之間是一對一的聯(lián)系。班級和輔導員的屬性分別如下：輔導員 —— 工號，姓名，性別，年齡，學歷班級 —— 班號，班級名另外，輔導員和班級之間是一個管理聯(lián)系，這種管理用一個屬性任職時間來描述，請根據(jù)描述畫出能夠反映實體集之間的信息關系的ER圖。 E—R 模型 兩實體集間不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 32】 兩個實體集之間的一對多的聯(lián)系的繪制方法。假設在某出版管理系統(tǒng)中，有兩個實體集：出版社和圖書。出版社用來出版圖書，且規(guī)定一本圖書只能由一個出版社出版，一個出版社可以出版多本圖書。出版社和圖書之間是一對多的聯(lián)系。出版社和圖書的屬性分別如下：出版社 —— 社號，地點，電話 圖書 —— 書號，書名，價格另外，在出版聯(lián)系中要反映出出版圖書的數(shù)量。請根據(jù)描述畫出能夠反映實體集之間的信息關系的 ER圖。 E—R 模型 兩實體集間不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 33】 兩個實體集之間的多對多的聯(lián)系的繪制方法。假設在某圖書管理系統(tǒng)中，一名作者可以創(chuàng)作多本書，一本書也可以由多名作者共同創(chuàng)作。圖書和作者之間是多對多的聯(lián)系。作者和圖書可用以下屬性來描述：作者 —— 編號，姓名，職稱圖書 —— 書號，書名，出版日期另外，在 “創(chuàng)作 ”聯(lián)系中應能反映出該書的合同時間和完成時間。請根據(jù)描述畫出能夠反映實體之間的信息關系的 ER圖。 E—R 模型 同一實體集內(nèi)部不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 34】 同一實體集內(nèi)部的一對多聯(lián)系的繪制方法。假設在某單位里，職工實體集中的實體可分成兩類：領導者和被領導者。領導者可以領導多個被領導者，而被領導者只有一個頂頭上司，從而實現(xiàn)層層負責制。而對于一個具體職工而言，他既可能是其他職工的領導者，又可能被別的職工領導。職工實體集的屬性描述如下。職工 —— 工號，姓名，性別，出生日期，工作日期，職稱，工資另：在 “領導 ”聯(lián)系中有個 “民意測驗 ”屬性，用來存放職工對領導的滿意度。 E—R 模型 同一實體集內(nèi)部不同聯(lián)系情況的 ER圖表示法【 例 35】 同一實體集內(nèi)部的多對多聯(lián)系的繪制方法。假設在某組裝車間中，零部件之間存在著多對多的組裝聯(lián)系，即一個零部件能組裝多種其它零部件，反之該零部件也可以由其他零部件組裝。零部件實體集的屬性描述如下。零部件 —— 部件號，名稱，價格零部件之間的組裝聯(lián)系有一個屬性 “數(shù)量 ”，用來指出組裝該零部件需要其它零部件各多少個。 E—R 模型 兩個以上實體集之間多對多多元聯(lián)系的 ER圖表示法【 例 36】 兩個以上實體集之間多對多多元聯(lián)系的 ER圖表示法。在某校教務處信息管理系統(tǒng)中，假設在同一學期中，一名教師可以教多門課，一門課可以由多名教師教，一名學生可以選多名不同教師都的課，一名教師教的課可以被多名不同的學生選修。那么教師、課程、學生實體集之間就存在著多對多的多元聯(lián)系。各實體集的屬性描述如下。教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片課程：課程編號，課程名稱，學時，學分，備注學生：學號，姓名，身份證號，性別，出生日期，專業(yè)，年級，電話號碼，備注，照片另外，學生選修某教師教的某門課程有一個成績。 E—R 圖的設計方法 ER圖的兩個階段（ 1）針對每一用戶畫出該用戶信息的局部 E—R 圖，確定該用戶視圖的實體、屬性和聯(lián)系。需注意的是：能作為屬性的就不要作為實體，這有利于E—R 圖的簡化。（ 2）綜合局部 E—R 圖，生成總體 E—R 圖。在綜合過程中，同名實體只能出現(xiàn)一次，還要去掉不必要的聯(lián)系，以便消除冗余。一般來說，從總體E—R 圖必須能導出原來的所有局部視圖，包括實體、屬性和聯(lián)系。 注意： 一個系統(tǒng)的總體 E—R 圖不是惟一的，強調(diào)不同的側面畫出的 E—R 圖可能有很大不同?？傮w E—R 圖所表示的實體聯(lián)系模型，只能說明實體間的聯(lián)系，還需要把它轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)模型才能被實際的 DBMS所接受 。 E—R 圖的設計方法 —— 實例 【 例 37】 某學校管理系統(tǒng)中有三個部門：教務處、人事處和財務處。教務處職能是管理學生選課和教師任課；人事處職能是管理人員的隸屬關系；財務處職能是發(fā)放教師的工資。教務處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如例 36所述。人事處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如下：?系：屬性有系號，系名，系主任，電話號碼，辦公地點?教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片?班級：班號，班級名稱，輔導員?學生：學號，姓名，身份證號，性別，出生日期，專業(yè)，年級，電話號碼，備注，照片?實體集之間的聯(lián)系可描述為：一個系擁有多名教師，一名教師只從屬于一個系；一個系管理多個班級，每個班級只屬于一個系；一個班級由多名學生組成，每個學生只屬于一個班級。財務處涉及到的實體集及實體集之間的聯(lián)系如下：?教師：教師號，姓名，身份證號，性別，職稱，出生日期，電話號碼，備注，照片?工資：屬性有基本工資、加班工資、扣稅、工資編號?教師和工資的聯(lián)系是：一個教師只能領一份工資，一份工資只能由一個教師領，領工資時應注明是某月工資。請根據(jù)要求設計出該學校管理系統(tǒng)的全局 ER圖。 E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 ER圖轉(zhuǎn)換為關系模型可遵循如下原則 （ 1）對于 E—R 圖中每個實體集，都應轉(zhuǎn)換為一個關系，該關系應包括對應實體集的全部屬性，并應根據(jù)關系所表達的語義確定哪個屬性或?qū)傩越M作為 “主關鍵字 ”，主關鍵字用來標識實體。（ 2）對于 E—R 圖中的聯(lián)系，情況比較復雜，要根據(jù)實體聯(lián)系方式的不同，采取不同的手段加以實現(xiàn)。下面著重討論聯(lián)系的轉(zhuǎn)換方法。E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 1．兩實體集間 1:n聯(lián)系 兩實體集間 1:n聯(lián)系，可將 “一方 ”實體集的主關鍵字納入 “n方 ”實體集對應的關系中作為 “外關鍵字 ”，同時把聯(lián)系的屬性也一并納入 “n方 ”對應的關系中。例如，圖 33所示的一對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的兩個關系模式 E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 2．兩實體集間 m:n聯(lián)系 對于兩實體集間 m:n聯(lián)系，必須對 “聯(lián)系 ”單獨建立一個關系，用來聯(lián)系雙方實體集。該關系的屬性中至少要包括被它所聯(lián)系的雙方實體集的 “主關鍵字 ”，并且如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這個關系中。例如，圖 34所示的多對多的聯(lián)系，可轉(zhuǎn)換成下面的三個關系模式 E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 兩實體集間聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 3．兩實體集間的 1:1的聯(lián)系假設 A實體集與 B實體集是 1:1的聯(lián)系，聯(lián)系的轉(zhuǎn)換有三種方法：① 把 A實體集的主關鍵字加入到 B實體集對應的關系中，如果聯(lián)系有屬性也一并加入；② 把 B實體集的主關鍵字加入到 A實體集對應的關系中，如果聯(lián)系有屬性也一并加入；③ 建立第三個關系，關系中包含兩個實體集的主關鍵字，如果聯(lián)系有屬性也一并加入。E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 同一實體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 1．同一實體集內(nèi)部的一對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 同一個實體集內(nèi)部個體間的 1:n聯(lián)系，可在這個實體集對應的關系中多設一個屬性，用來作為與該實體相聯(lián)系的另一實體的 “主關鍵字 ”，如果聯(lián)系有屬性，也一并歸入到關系中。例如圖 36所示的職工實體集內(nèi)部 1:n的聯(lián)系，就可以轉(zhuǎn)換為如下關系模式。E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 同一實體集內(nèi)部聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 2．同一實體集內(nèi)部的多對多聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 如果同一實體集內(nèi)存在 m:n的聯(lián)系，也需為這個聯(lián)系單獨建立一個關系，該關系中至少應包含被它聯(lián)系的雙方實體的主關鍵字，如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這個關系中。例如圖 37所示的零部件實體集內(nèi)部 m:n組裝聯(lián)系，就可以轉(zhuǎn)換為如下兩個關系模式。E—R 模型到關系模型的轉(zhuǎn)換 多個實體集之間多對多多元聯(lián)系的轉(zhuǎn)換 對于兩個以上實體集之間 m:n的多元聯(lián)系，必須為聯(lián)系單獨建立一個關系，該關系中至少應包含被它聯(lián)系的各個實體集的主關鍵字，如果聯(lián)系有屬性，也要歸入這個關系中。例如圖 38所示的教師、學生、課程實體集之間 “教 — 學 — 課 ”多元聯(lián)系可轉(zhuǎn)化為以下關系模式?！?例 35】 把圖 310所示的 ER圖轉(zhuǎn)換為關系模式。解：第一步把每個實體集轉(zhuǎn)換成一個關系模式，如下：第二步轉(zhuǎn)換關系，分三步，如下：（ 1）把教師、課程和學生三個實體集的 m:n的多元聯(lián)系反映出來，需建立一個新的關系，關系中包含聯(lián)系涉及到的各實體集的主關鍵字及聯(lián)系的屬性。轉(zhuǎn)換的關系如下。 （ 2）把系與教師、系與班級及班級與學生之間的 1:n的聯(lián)系反映出來，只需把相應的 1方的主關鍵字放入到多方中使之成為外關鍵字即可。轉(zhuǎn)換的關系如下。 第二步轉(zhuǎn)換關系，分三步，如下：（ 3）把教師和工資間的一對一的關系反映出來，可把教師號和月份屬性放到工資關系中。 最后形成的關系模式為： —— 數(shù)據(jù)庫應用教程本章主要內(nèi)容需求分析 數(shù)據(jù)庫設計概述 概念模型設計（ ER圖設計） 數(shù)據(jù)庫物理設計 邏輯模式設計 主要內(nèi)容數(shù)據(jù)庫的實施 數(shù)據(jù)庫的運行與維護 編寫技術文檔 數(shù)據(jù)庫設計概述 1．概念