【正文】 Sno， Cno， Grade）中， Sno不是碼，但Sno是關(guān)系模式 S（ Sno， Sdept， Sage）的碼，則Sno是關(guān)系模式 SC的外部碼 ?主碼與外部碼一起提供了表示關(guān)系間聯(lián)系的手段 34 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) 35 范式 ?關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系是要滿足一定要求的 ， 滿足不同程度要求的為不同范式 。 36 范式 ?范式是符合 某一種級別 的關(guān)系模式的集合 ? 所以經(jīng)常稱某一關(guān)系模式 R為第幾范式。 ?一個低一級范式的關(guān)系模式，通過 模式分解 可以轉(zhuǎn)換為若干個高一級范式的關(guān)系模式的集合，這種過程就叫 規(guī)范化 NF5NF4BC N FNF3NF2NF1 ?????38 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) 39 2NF ? 1NF的定義 如果一個關(guān)系模式 R的 所有 屬性都是 不可分的基本數(shù)據(jù)項 ，則 R∈ 1NF ?第一范式是對關(guān)系模式的最起碼的要求。 ? 非主屬性 Sdept和 Sloc部分函數(shù)依賴于碼 (Sno, Cno) Sno Cno Grade Sdept Sloc SLC 42 SLC不是一個好的關(guān)系模式（續(xù)） (1)插入異常 插入一個未選課的學(xué)生 (2) 刪除異常 只有一個學(xué)生選某門課，當他退選時， 其他 信息丟失 (3) 數(shù)據(jù)冗余度大 (4) 修改復(fù)雜 學(xué)生轉(zhuǎn)系，需要修改的信息太多 43 SLC不是一個好的關(guān)系模式（續(xù)） ?原因 Sdept、 Sloc部分函數(shù)依賴于碼。 例： SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈ 1NF SLC(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade) ∈ 2NF SC（ Sno， Cno， Grade） ∈ 2NF SL（ Sno， Sdept， Sloc） ∈ 2NF 46 2NF（續(xù)） ?采用投影分解法將一個 1NF的關(guān)系分解為多個 2NF的關(guān)系，可以在一定程度上減輕原 1NF關(guān)系中存在的插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問題。 47 2NF（續(xù)） ? 投影分解法：一個關(guān)系模式 RU, F，其中， U為該關(guān)系 R的屬性集，F(xiàn)為該關(guān)系 R上的數(shù)據(jù)依賴，分解為若干個關(guān)系模式 R1U1, F1，R2U2, F2… ， RnUn, Fn，其中， U=U1∪ U2∪ … ∪ Un，且 Ui Uj， Ri為 R在 Ui上的投影，此即意味著將存儲于一張表 T中的數(shù)據(jù)分散到若干張表 T1， T2， … ， Tn中去，其中， Ti是 T在屬性集 Ui上的投影。等價是指兩者對數(shù)據(jù)的使用者來說是等價的，即：對分解前后的數(shù)據(jù)，做同樣內(nèi)容的查詢，會產(chǎn)生同樣的結(jié)果。 ?若 R∈ 3NF，則每一個 非主屬性 既不部分依賴 于碼 也不傳遞依賴 于碼 。 ? 分解后的關(guān)系模式 SD與 DL中不再存在傳遞依賴 55 3NF（續(xù)） SD的碼為 Sno， DL的碼為 Sdept Sno Sdept SD Sdept Sloc DL ? SL(Sno, Sdept, Sloc) ∈ 2NF SL(Sno, Sdept, Sloc) ∈ 3NF SD(Sno， Sdept) ∈ 3NF DL(Sdept， Sloc)∈ 3NF 56 3NF（續(xù)） ? 采用投影分解法將一個 2NF的關(guān)系分解為多個 3NF的關(guān)系，可以在 一定程度上解決 原 2NF關(guān)系中存在的插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余度大、修改復(fù)雜等問題。 57 3NF（續(xù)） 58 3NF（續(xù)） 59 3NF（續(xù)） 60 3NF（續(xù)） 61 3NF（續(xù)） 62 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) 63 BC范式（ BCNF） ?定義 關(guān)系模式 RU， F∈ 1NF，若 X→Y且Y ? X時 X必含有碼，則 RU， F ∈ BCNF。 ? S ∈ BCNF 66 BCNF（續(xù)） ［例 7］關(guān)系模式 SJP（ S， J， P） S是學(xué)生， J表示課程， P表示名次 ?函數(shù)依賴：（ S， J） →P； (J， P） →S ?（ S， J）與（ J， P）都可以作為候選碼 ,屬性相交 ?SJP∈ 3NF， ?SJP∈ BCNF 67 BCNF（續(xù)） [例 8]在關(guān)系模式 STJ（ S， T， J）中， S表示學(xué)生， T表示教師， J表示課程。 ? 函數(shù)依賴： (S， J)→T， (S， T)→J， T→J ? (S， J)和 (S， T)都是候選碼 J S J T S T STJ中的函數(shù)依賴 68 BCNF（續(xù)） ?STJ∈ 3NF ? 沒有任何非主屬性對碼傳遞依賴或部分依賴 ?STJ∈ BCNF ? T是決定因素， T不包含碼 ? 主屬性 J對碼（ S， T）的部分依賴 69 BCNF（續(xù)） ?解決方法：將 STJ分解為二個關(guān)系模式： ST(S， T) ∈ BCNF， TJ(T， J)∈ BCNF 沒有 任何屬性 對碼的部分函數(shù)依賴和傳遞函數(shù)依賴 S T ST T J TJ [例 8]在關(guān)系模式 STJ（ S， T， J）中， S表示學(xué)生， T表示教師， J表示課程。 不過，屬于3NF而非 BCNF的關(guān)系模式不多，即使有，對數(shù)據(jù)庫設(shè)計者來說，所引起的更新異常也不太重要。有些文獻有時統(tǒng)稱它們?yōu)榈谌妒?，只要不引起誤解。 72 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) 73 多值依賴 [例 9] 學(xué)校中某一門課程由多個教師講授，他們使用相同的一套參考書。 74 … … … 課 程 C 教 員 T 參 考 書 B 物理 數(shù)學(xué) 計算數(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 75 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 76 多值依賴（續(xù)） ? Teaching∈ BCNF ? Teaching具有唯一候選碼 (C， T， B)， 即全碼 77 多值依賴（續(xù)） Teaching模式中存在的問題 a. 插入異常： 插入某課程授課教師，因該課程有多本參考書，須插入多個元組。 c. 冗余： 每門課程的參考書，由于有多名授課教師，故須存儲多次，有大量冗余。 問題的根源： 在于參考書的取值與教師的取值彼此獨立、毫無關(guān)系，它們都取決于課程名。 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 78 多值依賴（續(xù)） ? 定義 設(shè) R(U)是一個屬性集 U上的一個關(guān)系模式， X、 Y和 Z是 U的子集，并且 Z＝ U－ X－ Y。 這里， X， Y是 U的子集， Z=UXY。 若 X→Y ，則 X→→Y 。 （ 5）若 X→→Y， X→→Z，則 X→→Y∩Z。 85 多值依賴與函數(shù)依賴的區(qū)別 (1) 多值依賴的有效性與屬性集的范圍有關(guān) ? 若 X→→Y在 U上成立則在 W（ XY?W ? U）上一定成立，反之則不然。 ?但是在關(guān)系模式 R（ U）中函數(shù)依賴 X→Y的有效性僅決定于 X， Y這兩個屬性集的值。 ? Y均有 X→Y39。 ? Y有 X→→Y39。 ?如果 R ∈ 4NF， 則 R ∈ BCNF ? 不允許 有非平凡且 非函數(shù)依賴 的 多值依賴 ? 允許 的非平凡多值依賴是 函數(shù)依賴 89 4NF（續(xù)） 例 ： Teaching(C,T,B) ∈ 4NF 存在非平凡的多值依賴 C→→T，且 C不是碼 ? 用投影分解法把 Teaching分解為如下兩個關(guān)系模式： CT(C, T) ∈ 4NF CB(C, B) ∈ 4NF C→→T， C→→B是平凡多值依賴 90 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) 91 規(guī)范化小結(jié) ?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)計的工具 ?盡量消除插入、刪除異常，更新復(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 ? 實質(zhì)：概念的 單一化 92 規(guī)范化小結(jié) ?關(guān)系模式規(guī)范化的基本步驟 1NF ↓ 消