【正文】 n1 t1 a1 c2 n2 t1 a1 c3 n3 t2 a2 c4 n4 t2 a2 c5 n2 t3 a3 c6 n4 軟件設(shè)計(jì)師 有現(xiàn)實(shí)世界中的事實(shí)可知： 一個(gè)教師只有一個(gè)地址（戶籍所在地）； 一個(gè)教師可教若干門課程； 每門課程只有一個(gè)教師任教。 即： TNAME → ADDRESS C → CNAME C → TNAME 于是關(guān)系模式 R的主鍵是 C 軟件設(shè)計(jì)師 雖然這個(gè)模式只有四個(gè)屬性，但在使用過程中明顯存 在下列問題。 (1)數(shù)據(jù)冗余。在上述關(guān)系中，如一名教師教多門課程， 那么這位教師的地址就要重復(fù)多次。 (2)更新異常。由于數(shù)據(jù)的冗余，在數(shù)據(jù)更新時(shí)會(huì)出現(xiàn)問 題，例如：一個(gè)教師教三門課程，在關(guān)系中就會(huì)有三個(gè)元 組，如果他的地址改變了，這三個(gè)元組中的地址都要改 變，若有一個(gè)元組中的地址沒有更改，就造成這個(gè)教師的 地址不惟一，產(chǎn)生錯(cuò)誤的信息。 軟件設(shè)計(jì)師 (3)插入異常。在關(guān)系方法中，每個(gè)關(guān)系必須用鍵值區(qū)分關(guān)系 中的不同元組。如果新增加一名教師，尚未分配教學(xué)任務(wù)，那 么要存儲(chǔ)該教師的姓名和地址到關(guān)系中去時(shí)，在屬性 C和 CNAME上就沒有值，在本例中 C是主鍵的一部分，鍵值為空的 元組違反了實(shí)體完整性約束。 (4)刪除異常。與插入異常相反，刪除操作會(huì)引起一些信息的 丟失。如一個(gè)教師原來有教學(xué)任務(wù)，目前沒有安排那么要把這 個(gè)教師的所有元組都要?jiǎng)h去，這樣就把這個(gè)教師的姓名和地址 信息也從數(shù)據(jù)庫中刪去了，這也是一種不合理的現(xiàn)象。 軟件設(shè)計(jì)師 對(duì)于上述模式中存在的問題可采用分解的方法，將 其分解成兩個(gè)模式： R1（ TNAME， ADDRESS） R2（ TNAME， C， CNAME） 那么分解后的關(guān)系模式的好壞，用什么標(biāo)準(zhǔn)來衡量 呢？ —— 范式：滿足特定要求得關(guān)系模式。 軟件設(shè)計(jì)師 設(shè)有關(guān)系模式 R(U)， X和 Y是屬性集 U的子 集， r是 R任一具體關(guān)系，如果對(duì) r的任意兩個(gè)元組 t1和 t2，都有 t1［ X］ = t2［ X］導(dǎo)致 t1［ Y］ = t2［ Y］， 那么稱 X函數(shù)決定 Y或 Y函數(shù)依賴 X，記為 X→ Y， X→ Y為模式 R的一個(gè) 函數(shù)依賴 。 軟件設(shè)計(jì)師 第一范式 如果關(guān)系模式 R的每個(gè)關(guān)系 r的屬性值都是不可分的原子 值，那么稱 R是第一范式（ first normal form，簡記為 1NF）的 模式。 滿足 1NF的關(guān)系稱為規(guī)范化的關(guān)系，否則稱為非規(guī)范化的關(guān) 系。關(guān)系數(shù)據(jù)庫研究的關(guān)系都是規(guī)范化的關(guān)系。例如關(guān)系模式 R （ NAME， ADDRESS， PHONE），如果一個(gè)人有兩個(gè)電話號(hào)碼 （ PHONE），那么在關(guān)系中至少要出現(xiàn)兩個(gè)元組，以便存儲(chǔ)這兩 個(gè)號(hào)碼。 1NF是關(guān)系模式應(yīng)具備的最起碼的條件。在建立關(guān)系數(shù)據(jù)模 型時(shí)，必須將非規(guī)范化形式規(guī)范化， 軟件設(shè)計(jì)師 第一范式 軟件設(shè)計(jì)師 第二范式 如果關(guān)系模式 R是 1NF，且每個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴 于候選鍵，那么稱 R是第二范式（ 2NF）模式。如果數(shù)據(jù)庫 模式中每個(gè)關(guān)系模式都是 2NF，則稱數(shù)據(jù)庫模式為 2NF的數(shù) 據(jù)庫模式。 對(duì)于函數(shù)依賴 W→A ，如果存在 X?W有 X→A 成立，那么 稱 W→A 是 局部依賴 （ A局部依賴于 W）；否則稱 W→A 是 完 全依賴 。 軟件設(shè)計(jì)師 例：現(xiàn)在分析以下關(guān)系，它符合第一范式。假定職工號(hào) 是每個(gè)職工的唯一標(biāo)識(shí)，而工資完全由級(jí)別所確定。畢 業(yè)時(shí)間由職工號(hào)和學(xué)歷確定。 這表明：姓名、級(jí)別、工資等的取值依賴于職工號(hào)， 而畢業(yè)時(shí)間要由職工號(hào)和學(xué)歷兩個(gè)屬性才能唯一確定。 軟件設(shè)計(jì)師 那么，在這個(gè)表中各個(gè)屬性之間表示的相互依賴關(guān)系如圖。 存在（姓名，級(jí)別，工資）對(duì)（職工號(hào)，學(xué)歷）的局部依賴 軟件設(shè)計(jì)師 因此，可以拆開原來關(guān)系為以下兩個(gè)關(guān)系，使之成 為第二范式。 軟件設(shè)計(jì)師 第三范式 如果關(guān)系模式 R是 1NF，且每個(gè)非主屬性都不 傳遞依賴于 R的候選鍵，那么稱 R是第三范式 （ 3NF）的模式。如果數(shù)據(jù)庫模式中每個(gè)關(guān)系模 式都是 3NF，則稱其為 3NF的數(shù)據(jù)庫模式。 如果 X→Y ， Y→A ，且 Y→X 和 A∈Y ，那么稱 X→A 是 傳遞依賴 （ A傳遞依賴于 X）。 軟件設(shè)計(jì)師 由以上關(guān)系可以看到實(shí)際上可能很多人的級(jí)別都是技 6級(jí) 的，那么他們的工資都是 1500元，如果把技 6級(jí)的工資改為 1800元，則所有技 6級(jí)的工資都要改，只要一個(gè)人改錯(cuò)了， 就會(huì)造成同一級(jí)工資不一樣的錯(cuò)誤。 原因就在于這些屬性間存在著傳遞依賴關(guān)系： 職工號(hào) → 級(jí)別，級(jí)別 → 工資 從而使：職工號(hào) → 級(jí)別 → 工資 軟件設(shè)計(jì)師 進(jìn)一步的規(guī)范化就是要消去非主屬性對(duì)主關(guān)鍵字的傳遞 依賴性，變?yōu)榈谌妒健? 現(xiàn)在只要把第二范式的關(guān)系恰當(dāng)拆開為幾個(gè)關(guān)系即可達(dá) 目的。 軟件設(shè)計(jì)師 【 軟件設(shè)計(jì)師考試 2022年 11月上午試題 4 46】 建立一個(gè)供應(yīng)商、零件數(shù)據(jù)庫。其中 “ 供應(yīng)商 ” 表 S（ Sno， Sname， Zip， City）分別表示：供應(yīng)商代碼、供應(yīng)商名、供應(yīng)商郵編、供應(yīng)商所在城市，其函數(shù)依賴為：Sno→ （ Sname， Zip， City ）， Zip→City 。 “ 供應(yīng)商 ”表 S屬于 （ 53） 。 （ 53） A. 1NF B. 2NF C. 3NF D. BCNF B 軟件設(shè)計(jì)師 數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì)原則 : 關(guān)系模式 R相對(duì)于函數(shù)依賴集分解成數(shù)據(jù)庫模式 ρ ={R1， R2， 。 Rk }，一般應(yīng)具有下面四項(xiàng)特性。 (1) Ρ 中每個(gè)關(guān)系模式 上應(yīng)有某種分時(shí)性質(zhì)（ 3NF或 BCNF） (2)無損聯(lián)接。 (3)保持函數(shù)的依賴集。 軟件設(shè)計(jì)師 無損聯(lián)接 設(shè) R是一個(gè)關(guān)系模式， F是 R上的一個(gè)函數(shù)依賴 集。 R分解成數(shù)據(jù)庫模式 ρ= ｛ R1， ? ， Rk ｝。 如果對(duì) R中滿足 F的每一個(gè)關(guān)系 r，都有 r=π R1（ r） ?π R2（ r） ? ? ?π Rk（ r） 那么稱分解 ρ 相對(duì)于 F是 “ 無損聯(lián)接分解 ” 簡稱 為 “ 無損分解 ” ，否則稱為 “ 損失分解 ” 。 軟件設(shè)計(jì)師 無損聯(lián)接測(cè)試： 設(shè) ρ= ｛ R1， R2 ｝是關(guān)系模式 R的一個(gè)分 解， F是 R上成立的 FD集，那么分解 ρ 相對(duì)于 F 是無損分解的充分必要條件是： （ R1∩R 2） → （ R1－ R2） 或 （ R1∩R 2） → （ R2－ R1）。 軟件設(shè)計(jì)師 保持函數(shù)的依賴集 保持關(guān)系模式一個(gè)分解是等價(jià)的另一個(gè)重要條 件是關(guān)系模式的函數(shù)依賴集在分解后仍在數(shù)據(jù)庫模 式中保持不變。 設(shè) ρ= ｛ R1， ? ， Rk ｝是 R的一個(gè)分解， F是 R 上的函數(shù)依賴，如果有 ∪π Ri（ F） =F，那么稱分 解 ρ 保持函數(shù)依賴集 F。 軟件設(shè)計(jì)師 【 軟件設(shè)計(jì)師考試 2022年 11月上午試題 4 46】 關(guān)系模式 R（ U， F），其中 U＝ {W,X,Y,Z},F={WX→Y,W→X, X→Z,Y→W} 。關(guān)系模式 R的候選建是 (45) 、 (46) 是無損 連接并保持函數(shù)依賴的分解。 （ 45） Y B. WY （ 46） ={R1(WY),R2(XZ)} ={R1(WZ),R2(XY)} ={R1(WXY),R2(XZ)} ={R1(WX),R2(YZ)} A C 軟件設(shè)計(jì)師 U＝ {W,X,Y,Z},F={WX→Y,W→X, X→Z,Y→W} 求屬性集 U關(guān)于函數(shù)依賴 F的屬性閉包 U+。 設(shè) W+=W 找到左邊被 W包含的函數(shù)依賴關(guān)系： W→X ， 將 W+= W∪ X =WX 同理：找到左邊被 WX包含的函數(shù)依賴關(guān)系： WX→Y, X→Z 將 W+= WX∪ Y∪ Z =WXYZ 所以 W+=WXYZ，即 W能決定多有的屬性， W為候選鍵 軟件設(shè)計(jì)師 U＝ {W,X,Y,Z},F={WX→Y,W→X, X→Z,Y→W}