【正文】 A B C D R1(AB) a1 a2 b13 b14 R2(CD) b21 b22 a3 a4 R3(AC) a1 b32 a3 b34 屬性 模式 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 問(wèn)題的提出 規(guī)范化 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng) * 模式的分解 小結(jié) 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 小結(jié) 函數(shù)依賴 （ 平凡的函數(shù)依賴 、 非平凡的函數(shù)依賴 部分函數(shù)依賴 、 完全函數(shù)依賴 、 傳遞函數(shù)依賴 ） 碼 （ 候選碼 、 主碼 、 全碼 、 外碼 、 主屬性 、 非主屬性 ） 規(guī)范化 （ 1NF、 2NF、 3NF、 BCNF、 4NF的條件 ） 候選碼的求解方法 最小依賴集 判斷分解保持函數(shù)依賴 判斷分解保持無(wú)損連接性 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 小結(jié) (續(xù) ) ? 規(guī)范化理論為數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)提供了理論的指南和工具 ? 也僅僅是指南和工具 ? 并不是規(guī)范化程度越高 ， 模式就越好 ? 必須結(jié)合應(yīng)用環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界的具體情況合理地選擇數(shù)據(jù)庫(kù)模式 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 下課了。 判斷 R只屬于 1NF，根據(jù)函數(shù)依賴集將 R分解為 R1(AB)和 R2(CD)。判斷如下分解是否無(wú)損連接。具有無(wú)損連接性的分解不一定能夠保持函數(shù)依賴；同樣，保持函數(shù)依賴的分解也不一定具有無(wú)損連接性。 因此不保持函數(shù)依賴 。按照不同的分解準(zhǔn)則，模式分解能達(dá)到的分離程度各不相同，各種范式就是對(duì)分離程度的測(cè)度。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 極小化過(guò)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(lái)取代 X→ Y。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 最小依賴集 [例 2] 關(guān)系模式 SU， F， 其中： U={ Sno， Sdept， Mname， Cno， Grade }， F={ Sno→Sdept ， Sdept→Mname ， (Sno，Cno)→Grade } 設(shè) F’={Sno→Sdept ， Sno→Mname ， Sdept→Mname ， (Sno， Cno)→Grade ， (Sno， Sdept)→Sdept} F是最小覆蓋，而 F’不是。 亦稱為 最小依賴集 或 最小覆蓋 。 解 （ 1）確定各屬性類別： L(A, D), R(B) LR(C), NLR(ф) （ 2）根據(jù)屬性閉包算法，求得 (AD)＋ F = ABCD=U，而在 AD中不存在一個(gè)真子集能決定全屬性，故 AD為 R的候選碼。 ? 若 X是 R類屬性，則 X不是 R的任一候選碼的成員。 （ 3） LR：在函數(shù)依賴集 F左右部都出現(xiàn) 的屬性。 (2) X（ 0） ≠ X（ 1） X（ 2） =X（ 1） ∪ BE=ABCDE。 （ 2）同理求得 (AD)＋ F = ABCDE。 求 (AE)＋ F (AD)＋ F 解： （ 1） 設(shè) X(0)=AE 。 （ A2， A3） ? 偽傳遞規(guī)則 ：由 X→ Y， WY→ Z，有 XW→ Z。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 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) 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 規(guī)范化小結(jié) ? 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯設(shè)計(jì)的工具 ? 目的：盡量消除插入、刪除異常，修改復(fù)雜，數(shù)據(jù)冗余 ? 基本思想：逐步消除數(shù)據(jù)依賴中不合適的部分 ? 實(shí)質(zhì)：概念的 單一化 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 規(guī)范化小結(jié)（續(xù)） ? 關(guān)系模式規(guī)范化的基本步驟 1NF ↓ 消除非主屬性對(duì)碼的部分函數(shù)依賴 消除決定因素 2NF 非碼的非平 ↓ 消除非主屬性對(duì)碼的傳遞函數(shù)依賴 凡函數(shù)依賴 3NF ↓ 消除主屬性對(duì)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 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 規(guī)范化小結(jié)（續(xù)） ? 不能說(shuō)規(guī)范化程度越高的關(guān)系模式就越好 ? 在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模式結(jié)構(gòu)時(shí)，必須對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際情況和用戶應(yīng)用需求作進(jìn)一步分析，確定一個(gè)合適的、能夠反映現(xiàn)實(shí)世界的模式 ? 上面的規(guī)范化步驟可以在其中任何一步終止 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論 問(wèn)題的提出 規(guī)范化 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng) * 模式的分解 小結(jié) 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng) ? 邏輯蘊(yùn)含 定義 對(duì)于滿足一組 函數(shù)依賴 F 的關(guān)系模式 R U，F(xiàn)，其任何一個(gè)關(guān)系 r，若函數(shù)依賴 X→Y 都成立 , （即r中任意兩元組 t， s，若 t［ X］ =s［ X］，則 t［ Y］ =s［ Y］），則稱 F邏輯蘊(yùn)含 X →Y 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 1. Armstrong公理系統(tǒng) 關(guān)系模式 R U， F 來(lái)說(shuō)有以下的推理規(guī)則： ? （ Reflexivity）：若 Y ? X ? U，則 X → Y為 F所蘊(yùn)含。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 4NF（續(xù)） 函數(shù)依賴 非函數(shù)依賴 平凡 非平凡 ?消除非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴 （ 即要么是平凡的多值依賴 ， 要么是函數(shù)依賴；4NF所允許的非平凡的多值依賴實(shí)際上是函數(shù)依賴 。 (2) 若函數(shù)依賴 X→Y在 R（ U）上成立，則對(duì)于任何 Y‘ ? Y均有 X→Y’ 成立。 （ 5）若 X→→Y， X→→Z，則 X→→Y∩Z。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 … … … 課 程 C 教 員 T 參 考 書 B 物理 數(shù)學(xué) 計(jì)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 ... … 多值依賴（續(xù)） ? 非規(guī)范化關(guān)系 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 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 多值依賴（續(xù)） ? 用二維表表示 Teaching 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 多值依賴（續(xù)） ? Teaching∈ BCNF ? Teaching具有唯一候選碼 (C， T， B)， 即全碼 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 多值依賴（續(xù)） Teaching模式中存在的問(wèn)題 (1)數(shù)據(jù)冗余度大 (2)插入操作復(fù)雜 (3) 刪除操作復(fù)雜 (4) 修改操作復(fù)雜 存在 多值依賴 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 多值依賴（續(xù)） ? 定義 設(shè) R(U)是一個(gè)屬性集 U上的一個(gè)關(guān)系模式， X、 Y和 Z是 U的子集，并且 Z＝ U－ X－ Y。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 BCNF（續(xù)） ? 若 R∈ BCNF ? 所有非主屬性對(duì)每一個(gè)碼都是完全函數(shù)依賴 ? 所有的主屬性對(duì)每一個(gè)不包含它的碼，也是完全函數(shù)依賴 ? 沒(méi)有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性 ? R ∈ BCNF R ∈ 3NF 充分 不必要 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 BCNF（續(xù)） [例 5] 關(guān)系模式 C（ Cno， Cname， Po） ?C∈ 3NF ?C∈ BCNF [例 6] 關(guān)系模式 S（ Sno， Sname， Sdept，Sage） ?假定 S有兩個(gè)碼 Sno， Sname ?S∈ 3NF。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 ? 解：關(guān)系模式 S（ 學(xué)號(hào) ，姓名，年齡，性別，系號(hào)，系名） 函數(shù)依賴： 學(xué)號(hào) → 姓名，學(xué)號(hào) → 年齡，學(xué)號(hào) → 性別， 學(xué)號(hào) → 系號(hào)，學(xué)號(hào) → 系名 系號(hào) → 系名 不存在非主屬性對(duì)碼的部分依賴，但存在非主屬性對(duì)碼的傳遞依賴，所以 S∈ 2NF,但 S 3NF。 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2021/11/10 3NF（續(xù)） 例： 2NF關(guān)系模式 SL(Sno, Sdept, Sloc)中 – 函數(shù)依賴： Sno→Sdept Sdept → Sno Sdept→Sloc 可得： Sno→Sloc，即 SL中存在非主屬性對(duì)碼的傳遞函數(shù)依賴， SL ∈ 3NF 傳遞 河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院 2