2010年軟考軟件設(shè)計(jì)師專題講義：數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)

　　1.7關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化理論

　　為了使數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的方法走向完備，人們研究了規(guī)范化理論，指導(dǎo)我們?cè)O(shè)計(jì)規(guī)范的數(shù)據(jù)庫(kù)模式。按屬性間依賴情況來(lái)區(qū)分，關(guān)系規(guī)范化的程度為第一范式、第二范式、第三范式、BCNF范式和第四范式等。

　　函數(shù)依賴

　　數(shù)據(jù)依賴是現(xiàn)實(shí)世界中屬性間聯(lián)系和約束的抽象，是數(shù)據(jù)的內(nèi)在性質(zhì)。

　　函數(shù)依賴(functional dependency，F(xiàn)D )是一種最重要、最基本的數(shù)據(jù)依賴。其具體定義如下：

　　設(shè)有關(guān)系模式R(U)，X和Y是屬性集U的子集，F(xiàn)D是行為X→Y的一個(gè)命題，只要r是R的關(guān)系，對(duì)r中任意兩個(gè)元組都有“X值相等蘊(yùn)涵Y值相等”，那么函數(shù)依賴X→Y在關(guān)系模式R(U)中成立。

　　FD與侯選鍵之間的關(guān)系：若存在X->U，并且不存在X的任意真子集X1，使得X1->U成立，那么就稱X為關(guān)系的一個(gè)侯選鍵。

　　函數(shù)依賴還有幾條推理規(guī)則：

　　自反性;增廣性;傳遞性;并規(guī)則;分解規(guī)則;偽傳遞規(guī)則;

　　◆模式分解：目的是消除冗余和操作異常問(wèn)題

　　模式分解的三個(gè)定義：

　　l 分解具有“無(wú)損連接性”

　　l 分解要“保持函數(shù)依賴”

　　l 分解既要“保持函數(shù)依賴”，又要具有“無(wú)損連接性”。

　　關(guān)系模式分解的兩個(gè)特性實(shí)際涉及到兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式的等價(jià)性問(wèn)題。包括數(shù)據(jù)等價(jià)和依賴等價(jià)兩個(gè)方面：

　　數(shù)據(jù)等價(jià)：兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例應(yīng)表示同樣的信息內(nèi)容，用“無(wú)損聯(lián)接”衡量。

　　依賴等價(jià)：兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模式應(yīng)有相互邏輯關(guān)系的函數(shù)依賴集，此時(shí)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義是不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)的。

　　例：關(guān)系模式 S-L-C(SNO，SDEPT，SLOC，CNO，G)中，SLOC為學(xué)生的住處，并且每個(gè)系的學(xué)生住在同一個(gè)地方。

　　這里碼為(SNO,CNO)。函數(shù)依賴有：

　　用投影分解把關(guān)系模式S-L-C分解為3NF范式，且保持函數(shù)依賴。

　　解法：

　�、� 對(duì)R〈U,F〉中的函數(shù)依賴集F進(jìn)行“極小化處理”。

　　F= { SNO,CNO→G，SNO→SDEPT，SDEPT→SLOC }。

　　⑵ R中沒(méi)有不在F中出現(xiàn)的屬性。

　�、� 不存在X→AÎF，且XA=U，接著做第 = 4 \* GB2 ⑷步。

　�、� 對(duì)F按具有相同左部的原則分組。

　　r={SC{ SNO,CNO,G }，SNO,CNO→G}，S-D〈{ SNO,SDEPT }, SNO→SDEPT〉，

　　D-L〈{ SDEPT,SLOC }, SDEPT→SLOC〉}

　　◆范式

　　范式(normal form，NF)是衡量關(guān)系模式的優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。范式有很多種，與數(shù)據(jù)依賴有著直接的聯(lián)系。

　　第一范式1NF

　　如果關(guān)系模式R中，每個(gè)分量是不可分的數(shù)據(jù)項(xiàng)，就稱R屬于第一范式。

　　第二范式2NF

　　若關(guān)系模式R屬于1NF，且每個(gè)非主屬性完全函數(shù)依賴于候選關(guān)鍵字，則稱R屬于第二范式。

　　第三范式3NF

　　若關(guān)系模式R屬于1NF，且每個(gè)非主屬性都不傳遞依賴于R的候選關(guān)鍵字，則稱R屬于第三范式。

　　這里的主屬性是指鍵的屬性，而不是任何鍵的屬性就是非主屬性

　　BC范式BCNF

　　若關(guān)系模式R屬于1NF，且每個(gè)屬性都不傳遞依賴于R的候選關(guān)鍵字，則稱R屬于BC范式。

　　由上可知，4種范式之間的關(guān)系：BCNF<3NF<2NF<1NF