【正文】 休息一會兒。 ? 若要求分解既具有無損連接性，又保持函數(shù)依賴，則模式分解一定能夠達(dá)到 3NF，但不一定能夠達(dá)到 BCNF。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的分解（續(xù)） ? 規(guī)范化理論提供了一套完整的模式分解算法，按照這套算法可以做到： ? 若要求分解具有無損連接性，那么模式分解一定能夠達(dá)到 4NF。 第三種分解方法具有無損連接性，但未持函數(shù)依賴。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的分解（續(xù)） 例：上例中 第一種分解方法既不具有無損連接性，也未保持函數(shù)依賴，它不是原關(guān)系模式的一個(gè)等價(jià)分解。具有無損連接性的分解不一定能夠保持函數(shù)依賴。 ? 如果一個(gè)分解保持了函數(shù)依賴，則它可以減輕或解決各種異常情況。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的分解（續(xù)） 例：第四種分解方法 將 SL分解為下面二個(gè)關(guān)系模式： ND(Sno, Sdept) DL(Sdept, Sloc) 這種分解方法就保持了函數(shù)依賴。也就是這種分解方法沒有保持原關(guān)系中的函數(shù)依賴 。 之所以出現(xiàn)上述問題，是因?yàn)榉纸獾玫降膬蓚€(gè)關(guān)系模式不是互相獨(dú)立的。 ? 無損連接性不一定能解決插入異常、刪除異常、修改復(fù)雜、數(shù)據(jù)冗余等問題 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的分解（續(xù)） 例： 上面的第三種分解方法雖然具有無損連接性，保證了不丟失原關(guān)系中的信息，但它并沒有解決插入異常、刪除異常、修改復(fù)雜、數(shù)據(jù)冗余等問題。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的分解（續(xù)） ? 具有無損連接性的模式分解 ? 設(shè)關(guān)系模式 RU,F被分解為若干個(gè)關(guān)系模式R1U1,F1， R2U2,F2， … ， RnUn,Fn（其中 U=U1∪ U2∪ … ∪ Un，且不存在 Ui ? Uj， Fi為 F在 Ui上的投影），若 R與 R R … 、 Rn自然連接的結(jié)果相等，則稱關(guān)系模式 R的這個(gè)分解具有無損連接性（ Lossless join）。因此我們也無法知道原來的 SL關(guān)系中究竟有哪些元組，從這個(gè)意義上說，此分解方法仍然丟失了信息。 如果分解后的關(guān)系可以通過自然連接恢復(fù)為原來的關(guān)系 ， 那么這種分解就沒有丟失信息 。 但分解后的數(shù)據(jù)庫丟失了許多信息 ，例如無法查詢 95001學(xué)生所在系或所在宿舍 。分解方法可以有很多種。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的分解（續(xù)） 例：對于關(guān)系模式 SL（ Sno， Sdept， Sloc） ，SL中有下列函數(shù)依賴： Sno→ Sdept Sdept→ Sloc Sno→ Sloc 已知 SL? 2NF， 該關(guān)系模式存在插入異常 、 刪除異常 、 數(shù)據(jù)冗余度大和修改復(fù)雜的問題 。這也就是說，上面的規(guī)范化步驟可以在其中任何一步終止。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式規(guī)范化的步驟（續(xù)） ? 不能說規(guī)范化程度越高的關(guān)系模式就越好。若多于一個(gè)概念就把它 “ 分離 ” 出去。 ? 一個(gè)低一級范式的關(guān)系模式，通過模式分解可以轉(zhuǎn)換為若干個(gè)高一級范式的關(guān)系模式集合，這種過程就叫 關(guān)系模式的規(guī)范化 。 ? 規(guī)范化程度可以有 6個(gè)不同的級別，即 6個(gè)范式。 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的規(guī)范化 ? 關(guān)系模式規(guī)范化的步驟 ? 關(guān)系模式的分解 An Introduction to Database System 關(guān)系模式的規(guī)范化 ? 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)的工具。 (3) 某一門課要去掉一本參考書，只需要在 CB關(guān)系中刪除一個(gè)相應(yīng)的元組。 An Introduction to Database System 第四范式（續(xù)） 分解后 Teach關(guān)系中的幾個(gè)問題可以得到解決： (1) 參考書只需要在 CB關(guān)系中存儲一次。 C→→ T是平凡多值依賴 CT中不存在既非平凡也非函數(shù)依賴的多值依賴。 ? 這正是它之所以存在數(shù)據(jù)冗余度大，插入和刪除操作復(fù)雜等弊病的根源。 An Introduction to Database System 第四范式（續(xù)） ? 如果一個(gè)關(guān)系模式是 4NF， 則必為BCNF。 ? 4NF就是限制關(guān)系模式的屬性之間不允許有非平凡且非函數(shù)依賴的多值依賴。 成立。 ? 多值依賴 X→→ Y若在 R(U)上成立，不能斷言對于任何 Y39。 ? Y均有 X→ Y39。 An Introduction to Database System 多值依賴（續(xù)） ? 函數(shù)依賴 X→ Y的有效性僅決定于 X、 Y這兩個(gè)屬性集的值 ? 只要在 R（ U）的任何一個(gè)關(guān)系 r中，元組在 X和 Y上的值滿足定義 ，則函數(shù)依賴 X→ Y在任何屬性集 W（ X Y ? W ?U）上成立。 ? 原因：多值依賴的定義中不僅涉及屬性組 X和 Y，而且涉及 U中其余屬性 Z。 An Introduction to Database System 多值依賴（續(xù)） ? 多值依賴與函數(shù)依賴的區(qū)別 (1) 有效性 ? 多值依賴的有效性與屬性集的范圍有關(guān)。 （ 5）若 X→→ Y， X→→ Z，則 X→→ Y∩ Z。 若 X→ Y，則 X→→ Y。 若 X→→ Y， Y→→ Z， 則 X→→ Z Y。 若 X→→ Y，則 X→→ Z，其中 Z＝ U－ X－ Y 多值依賴的對稱性可以用完全二分圖直觀地表示出來。 ? 否則稱 X→→ Y為 非平凡的多值依賴 。 An Introduction to Database System 一、多值依賴 ? 定義 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，多值依賴 X→→ Y成立當(dāng)且僅當(dāng)對 R的任一關(guān)系 r，r在（ X， Z）上的每個(gè)值對應(yīng)一組 Y的值，這組值僅僅決定于 X值而與 Z值無關(guān)。 (4)修改操作復(fù)雜：某一門課要修改一本參考書，該課程有多少名教師，就必須修改多少個(gè)元組。 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） ? Teaching模式中存在的問題 (2)增加操作復(fù)雜：當(dāng)某一課程增加一名任課教師時(shí)，該課程有多少本參照書，就必須插入多少個(gè)元組。 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） … … … 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 表 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） 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 用二維表表示：表 Teaching An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） ? Teaching? BCNF: Teach具有唯一候選碼 (C， T，B)， 即全碼。 An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（ 4NF） ? 例子 ? 一、多值依賴 ? 二、第四范式（ 4NF） An Introduction to Database System 多值依賴與第四范式（續(xù)） 例子 屬于 BCNF的關(guān)系模式 : ? 函數(shù)依賴 : 一個(gè)完美的關(guān)系模式 ? 多值依賴 : 例 : 設(shè)學(xué)校中某一門課程由多個(gè)教師講授，他們使用相同的一套參考書。 ? 如果 R? 3NF，且 R只有一個(gè)候選碼，則 R必屬于 BCNF。 ⒊ 沒有任何屬性完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性。 ? BCNF的關(guān)系模式所具有的性質(zhì) ⒈ 所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于每個(gè)候選碼。 An Introduction to Database System BC范式（續(xù)） 換句話說，在關(guān)系模式 RU， F中，如果每一個(gè)決定屬性集都包含候選碼，則R? BCNF。通常認(rèn)為BCNF是修正的第三范式，所以有時(shí)也稱為第三范式。 (4) 某個(gè)教師開設(shè)的某門課程改名后，只需修改TJ關(guān)系中的一個(gè)相應(yīng)元組即可。 (2) 選修過某門課程的學(xué)生全部畢業(yè)了，只是刪除 SJ關(guān)系中的相應(yīng)元組，不會影響 TJ關(guān)系中相應(yīng)教師開設(shè)該門課程的信息。 S J ST T J TJ An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） 在分解后的關(guān)系模式中沒有任何屬性對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） ? 原因： 主屬性 J依賴于 T，即主屬性 J部分依賴于碼 (S, T)。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） (4) 修改復(fù)雜 某個(gè)教師開設(shè)的某門課程改名后，所有選修了該教師該門課程的學(xué)生元組都要進(jìn)行相應(yīng)修改。 An Introduction to Database System 第三范式（續(xù)） (2) 刪除異常 如果選修過某門課程的學(xué)生全部畢業(yè)了，在刪除這些學(xué)生元組的同時(shí)，相應(yīng)教師開設(shè)該門課程的信息也同時(shí)丟掉了。 ? STJ? 3NF ? T→ J，即 T是決定屬性集，可是 T只是主屬性，它既不是候選碼，也不包含候選碼。某個(gè)學(xué)生選修某個(gè)教師的課就確定了所選課的名稱。 ? 函數(shù)依賴： 假設(shè)每一教師只教一門課。 ? 將一個(gè) 2NF關(guān)系分解為多個(gè) 3NF的關(guān)系后，并不能完全消除關(guān)系模式中的各種異常情況和數(shù)據(jù)冗余。 ? 如果 R? 3NF，則 R也是 2NF。 An Introduction to Database System 第三范式（ 3NF） ? 3NF的定義 定義 關(guān)系模式 RU， F 中若不存在這樣的碼 X、屬性組