【正文】 。 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 。 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 。 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(biāo)準(zhǔn) 。 ? ?? 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 。 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 。 SNO SN AGE DEPT MN S1 趙亦 17 計算機(jī) 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(jī) 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(jī) ， 劉偉 ） ， 從這個意義上說 ， 此分解方法仍然丟失了信息 。 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。 因此 ， “ 弊病 ” 仍然沒有解決 。 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。另外，某個學(xué)生要轉(zhuǎn)系，還必須修改兩個關(guān)系。 （ 4）更新異常。 （ 3）刪除異常。 （ 2）插入異常。但這種分解結(jié)果，仍然存在著一些問題： （ 1）數(shù)據(jù)冗余。 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。 前面已經(jīng)給出詳細(xì)的論述，這是一種正確的分解方法。 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 。 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(fù)原關(guān)系模式 SD。 （ 2）分解要具有函數(shù)依賴保持性。 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(yùn)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(yùn)含 ， 則稱關(guān)系模式 R的分解具有函數(shù)依賴保持性 。 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 。 在實際應(yīng)用中，最有價值的是 3NF和 BCNF，在進(jìn)行關(guān)系模式的設(shè)計時，通常分解到 3NF就足夠了。 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。 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(rèn)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。 若多于一個實體 ， 就把它 “ 分離 ” 出來 。 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。 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。 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 。 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。 當(dāng)某個教師開設(shè)的某門課程改名后，只需修改關(guān)系 TC中的一個相應(yīng)元組即可，不會破壞數(shù)據(jù)的完整性。 如果選修某門課程的學(xué)生全部畢業(yè)，可以只刪除關(guān)系 ST中的相關(guān)學(xué)生記錄，而不影響系關(guān)系 TC中相應(yīng)教師開設(shè)該門課程的信息。 對于所開課程尚未有學(xué)生選修的教師信息可以直接存儲在關(guān)系 TC中，而對于尚未選修課程的學(xué)生可以存儲在關(guān)系 ST中。 每個教師開設(shè)課程的信息只在 TC關(guān)系中存儲一次。 S ,T T C 圖 ST中的函數(shù)依賴關(guān)系 圖 TC中的函數(shù)依賴關(guān)系 71 關(guān)系模式 TCS由規(guī)范到 BCNF后，使原來存在的四個異常問題得到解決。 ST?BCNF， TC?BCNF。 將 TCS分解為兩個關(guān)系模式 ST（ S， T） 和 TC（ T，C） ， 消除函數(shù)依賴 （ S， T） → C。 當(dāng)某個教師開設(shè)的某門課程改名后，所有選修該教師該門課程的學(xué)生元組都要進(jìn)行修改，如果漏改某個數(shù)據(jù)，則破壞了數(shù)據(jù)的完整性。 如果選修某門課程的學(xué)生全部畢業(yè) ，刪除學(xué)生記錄的同時 ,隨之也刪除了教師開設(shè)該門課程的信息 。 同樣原因 ， 學(xué)生剛?cè)胄?,尚未選課 ， 有關(guān)信息也不能輸入 。 當(dāng)某門課程本學(xué)期不開 ， 自然就沒有學(xué)生選修 。 雖然每個教師只開一門課 ， 但每個選修該教師該該門課程的學(xué)生元組都要記錄這一信息 。 但從 TCS的一個關(guān)系實例 （ 如圖 ） 分析 ， 仍存在一些問題 。 68 對于 TCS， （ S， C） 和 （ S， T） 都是候選碼 。 根據(jù)語義假設(shè)， TCS的函數(shù)依賴是： （ S， C） → T， T→C ，（ S， T） → C 。 67 S C T S T C TCS中的函數(shù)依賴關(guān)系 【 例 】 設(shè)關(guān)系模式 TCS（ T， C， S）， T表示教師，C表示課程， S表示學(xué)生。 SNO SN SNO CNO SCORE 圖 S1中的函數(shù)依賴關(guān)系 圖 S2中的函數(shù)依賴關(guān)系 ? 關(guān)系 SNC轉(zhuǎn)換成 BCNF后，數(shù)據(jù)冗余度明顯降低。 在這兩個關(guān)系中，無論主屬性還是非主屬性都不存在對碼的部分依賴和傳遞依賴， S1∈ BCNF， S2 ∈ BCNF。 根據(jù)分解的原則，可以將 SNC分解成如下兩個關(guān)系： S1(SNO,SN)，描述學(xué)生實體； S2(SNO,CNO,SCORE)，描述學(xué)生與課程的聯(lián)系。 【 例 】 將 SNC(SNO,SN,CNO， SCORE)規(guī)范到 BCNF。 解決這一問題的辦法仍然是通過投影分解進(jìn)一步提高 SNC的范式等級，將 SNC規(guī)范到 BCNF。從而會引起修改異常。 但是，因為 SNO ? SN ，即決定因素 SNO或 SN不包含候選碼，從另一個角度說，存在著主屬性對碼的部分函數(shù)依賴：（ SNO，CNO） SN，（ SN， CNO） SNO，所以 SNC不是 BCNF。 唯一的非主屬性 SCORE對碼不存在部分函數(shù)依賴，也不存在傳遞函數(shù)依賴。 64 ? ?? p? ?? p（ 2）如果 R ∈ 3NF，則 R不一定是 BCNF。設(shè) R不是 3NF。也就是說，如果 R∈ BCNF，則 R也是 3NF。 62 BC范式 1. 定義 【 定義 】 如果關(guān)系模式 R?1NF， 且存在函數(shù)依賴 X→Y （ Y X） ,決定因素 X都包含了 R的一個候選碼 ， 則稱 R屬于 BC范式（ BoyceCodd Normal Form ） ， 記作R?BCNF。 這時 ， 則需對 3NF進(jìn)一步規(guī)范化 ， 消除主屬性對碼的依賴關(guān)系 ， 為了解決這種問題 ， Boyce與Codd共同提出了一個新范式的定義 ， 這就是BoyceCodd范式 ， 通常簡稱 BCNF或 BC范式 。 但是 ， 3NF只限制了非主屬性對碼的依賴關(guān)系 ，而沒有限制主屬性對碼的依賴關(guān)系 。 更換系主任時，只需修改關(guān)系 D中一個相應(yīng)元組的 MN屬性值，從而不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致現(xiàn)象。 要刪除某系的全部學(xué)生而仍然保留該系的有關(guān)信息時 ， 可以只刪除學(xué)生關(guān)系 S中的相關(guān)學(xué)生記錄 ， 而不影響系關(guān)系 D中的數(shù)據(jù) 。 當(dāng)一個新系沒有學(xué)生時 ，該系的信息可以直接插入到關(guān)系 D中 ， 而與學(xué)生關(guān)系 S無關(guān) 。 系主任的名字存儲的次數(shù)與該系的學(xué)生人數(shù)無關(guān) ， 只在關(guān)系 D中存儲一次 。 SNO SN DEPT AGE DEPT MN 圖 S中的函數(shù)依賴關(guān)系圖 圖 D中的函數(shù)依賴關(guān)系圖 由以上兩圖可以看出 ， 關(guān)系模式 SD由 2NF分解為 3NF后 ， 函數(shù)依賴關(guān)系變得更加簡單 ， 既沒有非主屬性對碼的部分依賴 ， 也沒有非主屬性對碼的傳遞依賴 ， 解決了 2NF中存在的四個問題 。 因此 ，S?3NF， D?3NF。 S(SNO,SN,AGE,DEPT)，描述學(xué)生實體； D(DEPT， MN)，描述系的實體。 分析 SD的屬性組成，可以判斷，關(guān)系 SD實際上描述了兩個實體： （ 1）一個為學(xué)生實體，屬性有 SNO， SN， AGE，DEPT；