【正文】 。 ? 規(guī)范化的基本原則就是遵從概念單一化 “ 一事一地 ” 的原則，即一個(gè)關(guān)系只描述一個(gè)實(shí)體或者實(shí)體間的聯(lián)系。 ? 消除 1NF關(guān)系中非主屬性對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴，得到 2NF，消除2NF關(guān)系中非主屬性對(duì)鍵的傳遞函數(shù)依賴，得到 3NF，消除 3NF關(guān)系中主屬性對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴，便可得到一組 BCNF關(guān)系。 ? 規(guī)范化就是對(duì)原關(guān)系進(jìn)行投影，消除決定屬性不是候選鍵的任何函數(shù)依賴。 ?只有這兩條都滿足 ， 才能保證分解的正確性和有效性 ， 才既不會(huì)發(fā)生信息丟失 ， 又保證關(guān)系中的數(shù)據(jù)滿足完整性約束 。 68 ?規(guī)范化理論提供了一套完整的模式分解方法 ，按照這套算法可以做到：如果要求分解既具有無損連接性 ， 又具有函數(shù)依賴保持性 ， 則分解一定能夠達(dá)到 3NF， 但不一定能夠達(dá)到 BCNF。 具有無損連接性的分解不一定具有函數(shù)依賴保持性 。 如果一個(gè)分解具有函數(shù)依賴保持性 ， 則可以減輕或解決各種異常情況 。 ?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(duì)于分解后的關(guān)系模式 S， 有函數(shù)依賴SNO→DEPT ， 對(duì)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(gè)完全函數(shù)依賴 SNO→DEPT ， DEPT→MN 。 ? ?? t66 ?第三種： S(SNO,SN,AGE,DEPT) D(DEPT， MN) SD（ SNO， SN， AGE， DEPT， MN） =S[SNO， SN， AGE，DEPT]*D[DEPT， MN] ?也就是說 ， 用其兩個(gè)投影在 DEPT上的自然連接可復(fù)原關(guān)系模式 SD。 ?分解只具有無損連接性 ， 而不具有函數(shù)依賴保持性 。 65 ?之所以存在上述問題 ， 是因?yàn)榉纸獾玫降膬蓚€(gè)關(guān)系模式不是相互獨(dú)立的 。 更換系主任時(shí) ， 需改動(dòng)較多的學(xué)生記錄 。 某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒有招生時(shí) ， 要?jiǎng)h除全部學(xué)生的記錄 ， 兩個(gè)關(guān)系都要涉及 ， 有關(guān)該系的信息將被刪除 。 當(dāng)一個(gè)新系沒有招生時(shí) ， 系主任的名字則無法插入 。 每個(gè)系名和系主任的名字存儲(chǔ)的次數(shù)等于該系的學(xué)生人數(shù) 。 ?且 SD=S1*D1， 關(guān)系模式 SD等于 S1和 D1在 SNO上的自然連接 ， 這種分解也具有無損連接性 ， 保證不丟失原關(guān)系中的信息 。 ? ?? t63 ?第二種： S1(SNO,SN,AGE,DEPT) D1(SNO， MN) ?分解后的關(guān)系如圖 。 ?另外 ， 這種分解方法只保持了原來的 SD中的DEPT→MN 這個(gè)完全函數(shù)依賴而未用另外一個(gè)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(jì)算機(jī) 劉偉 S1 趙亦 17 自動(dòng)化 劉偉 S2 錢爾 18 信息 王平 S3 孫珊 20 信息 王平 S4 李思 21 計(jì)算機(jī) 劉偉 S4 李思 21 自動(dòng)化 劉偉 圖 S2和 D2的自然連接 62 ?S2*D2比原來的關(guān)系 SD多了兩個(gè)元組 （ S1， 趙亦 ， 17， 自動(dòng)化 ， 劉偉 ） 和 （ S4， 李思 ， 21，計(jì)算機(jī) ， 劉偉 ） ， 因此也無法知道原來的 SD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 。 S2 D2 SNO SN AGE MN DEPT MN S1 趙亦 17 劉偉 計(jì)算機(jī) 劉偉 S2 錢爾 18 王平 信息 王平 S3 孫珊 20 王平 自動(dòng)化 劉偉 S4 李思 21 劉偉 圖 關(guān)系 S2和 D2 61 ?分解以后 ， 兩個(gè)關(guān)系均為 3NF， 公共屬性為 MN，但 MN SNO， MN DEPT， 所以 S2*D2≠SD 。 3． 分解既要具有無損連接性 ， 又要具有函數(shù)依賴保持性 。 60 ? 判斷對(duì)關(guān)系模式的一個(gè)分解是否與原關(guān)系模式等價(jià)可以有三種不同的標(biāo)準(zhǔn)： 1． 分解要具有無損連接性 。 ?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(jià)的方法才是有意義的 。 ?在實(shí)際應(yīng)用中，最有價(jià)值的是 3NF和 BCNF，在進(jìn)行關(guān)系模式的設(shè)計(jì)時(shí)，通常分解到 3NF就足夠了。 ?對(duì)于那些只要求查詢而不要求插入、刪除等操作的系統(tǒng)，幾種異常現(xiàn)象的存在并不影響數(shù)據(jù)庫的操作。 1NF 2NF 3NF BCNF 消除決定屬性不是候選鍵的非平凡的函數(shù)依賴 消除非主屬性對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴 消除非主屬性對(duì)鍵的傳遞函數(shù)依賴 消除主屬性對(duì)鍵的部分和傳遞函數(shù)依賴 圖 規(guī)范化過程 ?一般情況下，我們說沒有異常弊病的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是好的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，一個(gè)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。 得到一組 BCNF關(guān)系 。 2． 對(duì) 2NF關(guān)系進(jìn)行投影 ， 消除原關(guān)系中非主屬性對(duì)鍵的傳遞函數(shù)依賴 ， 將 2NF關(guān)系轉(zhuǎn)換成若干個(gè) 3NF關(guān)系 。 ? 因此 ， 所謂規(guī)范化 ， 實(shí)質(zhì)上是概念的單一化 ， 即一個(gè)關(guān)系表示一個(gè)實(shí)體 57 關(guān)系模式規(guī)范化的步驟 ?規(guī)范化就是對(duì)原關(guān)系進(jìn)行投影 ， 即對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行分解的過程 ， 最大限度地消除某些插入 、更新 、 刪除異常 。 ? 規(guī)范化的 基本原則 就是遵從概念單一化 “ 一事一地 ”的原則 ， 即一個(gè)關(guān)系只描述一個(gè)實(shí)體或者實(shí)體間的聯(lián)系 。 ? 一個(gè)低一級(jí)范式的關(guān)系模式 ， 通過模式分解轉(zhuǎn)化為若干個(gè)高一級(jí)范式的關(guān)系模式的集合 ， 這種分解過程叫作關(guān)系模式的 規(guī)范化 （ Normalization） 。 56 關(guān)系模式的規(guī)范化 ? 到目前為止 ， 規(guī)范化理論已經(jīng)提出了六類范式 （ 有關(guān)4NF和 5NF的內(nèi)容不再詳細(xì)介紹 ） 。 ? 如果一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中所有關(guān)系模式都屬于 3NF， 則已在很大程度上消除了插入異常和刪除異常 ， 但由于可能存在主屬性對(duì)候選鍵的部分依賴和傳遞依賴 ， 因此關(guān)系模式的分離仍不夠徹底 。 4． 不存在更新異常 。 3． 不存在刪除異常 。 2． 不存在插入異常 。 1． 數(shù)據(jù)冗余降低 。 這兩個(gè)關(guān)系模式的函數(shù)依賴圖分別如圖 。 其中 ST的鍵為 S， TC的鍵為 T。 54 ? 分析出現(xiàn)上述問題的原因在于主屬性部分依賴于鍵 ，（ S， T） C， 因此關(guān)系模式還繼續(xù)分解 ， 轉(zhuǎn)換成更高一級(jí)的范式 BCNF， 以消除數(shù)據(jù)庫操作中的異常現(xiàn)象 。 4． 更新異常。 3． 刪除異常 。 沒有學(xué)生選修 ， 因?yàn)橹鲗傩圆荒転榭?， 教師上該門課程的信息就無法插入 。 2． 插入異常 。 T C S T1 C1 S1 T1 C1 S2 T2 C1 S3 T2 C1 S4 T3 C2 S2 T4 C2 S2 T4 C3 S2 圖 關(guān)系 TCS 53 1． 數(shù)據(jù)冗余 。 TCS中不存在非主屬性 ， 也就不可能存在非主屬性對(duì)鍵的部分依賴或傳遞依賴 ， 所以 TCS?3NF。 ? 函數(shù)依賴圖如圖 。 語義假設(shè)是 ， 每一位教師只講授一門課程；每門課程由多個(gè)教師講授；某一學(xué)生選定某門課程 ， 就對(duì)應(yīng)于一確定的教師 。 ?學(xué)生的姓名只在關(guān)系 S1中存儲(chǔ)一次，學(xué)生要改名時(shí)，只需改動(dòng)一條學(xué)生記錄中的相應(yīng)的 SN值，從而不會(huì)發(fā)生修改異常。 50 分解后 ， S1和 S2的函數(shù)依賴分別如圖 。 ? 對(duì)于 S1，有兩個(gè)候選鍵 SNO和 SN， ? 對(duì)于 S2，主鍵為（ SNO， CNO）。 ? 分析 SNC數(shù)據(jù)冗余的原因 ， 是因?yàn)樵谶@一個(gè)關(guān)系中存在兩個(gè)實(shí)體 ， 一個(gè)為學(xué)生實(shí)體 ， 屬性有 SNO、 SN；另一個(gè)是選課實(shí)體 ， 屬性有 SNO、 CNO和 SCORE。 下面以 3NF關(guān)系模式 SNC為例 ， 來說明 BCNF規(guī)范化的過程 。 2． 如果 R?3NF， 則 R不一定是 BCNF。 BCNF具有如下性質(zhì)： 1． 滿足 BCNF的關(guān)系將消除任何屬性 （ 主屬性或非主屬性 ） 對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴 。 ??48 ?但是，因?yàn)?SNO SN，即決定因素 SNO或 SN不包含候選鍵，從另一個(gè)角度說，存在著主屬性對(duì)鍵的部分函數(shù)依賴： （ SNO， CNO） SN，（ SN， CNO） SNO，所以 SNC不是 BCNF。 ?唯一的非主屬性 SCORE對(duì)鍵不存在部分函數(shù)依賴，也不存在傳遞函數(shù)依賴。設(shè)關(guān)系模式 SNC（ SNO， SN， CN0，SCORE），其中 SNO代表學(xué)號(hào)， SN代表學(xué)生姓名并假設(shè)沒有重名， CNO代表課程號(hào)， SCORE代表成績。 47 BC范式 BC范式的定義 定義 如果關(guān)系模式 R?1NF， 且包含函數(shù)依賴X→Y （ Y X） ,如果決定因素 X都包含了 R的一個(gè)候選鍵 ， 則稱 R屬于 BC范式 （ BoyceCodd Normal Form） ， 記作 R?BCNF。 ?這時(shí) ， 則需對(duì) 3NF進(jìn)一步規(guī)范化 ， 消除主屬性對(duì)鍵的依賴關(guān)系 ， 為了解決這種問題 ， Boyce與 Codd共同提出了一個(gè)新范式的定義 ， 這就是BoyceCodd范式 ， 通常簡稱 BCNF或 BC范式 。更換系主任時(shí)，只需修改關(guān)系 D中一個(gè)相應(yīng)元組的 MN屬性值，從而不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致現(xiàn)象 46 ?