数据库关系及范式-介绍

1、数据库关系XXXXXXXXXXXX有限公司有限公司 软件部软件部 XX XX2013.1.192013.1.19目录123E-R模型关系范式二者转换规则一、E-R模型构成E-R图的基本要素是：实体型、属性和联系实体(Entity)：具有相同属性、相同的特征和性质;比如操作员小王就是一个是实体。在E-R图中用矩形表示。 属性(Attribute)：实体所具有的某一特性，一个实体可由若干个属性来刻画。比如操作员的姓名、密码等。在E-R图中用椭圆形表示。 联系(Relationship)：联系也称关系，信息世界中反映实体内部或实体之间的联系。比如操作员和机构存在工作关系。在E-R图中用菱形表示一、E

2、-R模型联系可分为以下 3 种类型：(1) 一对一联系(1 1) 例如，一个部门有一个经理，而每个经理只在一个部门任职，则部门与经理的联系是一对一的。例如，一个部门有一个经理，而每个经理只在一个部门任职，则部门与经理的联系是一对一的。 (2) 一对多联系(1 N) 例如，一个机构可以有多个员工，但是一个员工只能在一个机构中工作，机构与员工之间是一对多例如，一个机构可以有多个员工，但是一个员工只能在一个机构中工作，机构与员工之间是一对多的。的。(3) 多对多联系(M N) 例如，一个岗位有多个权限，一个权限可以有多个岗位使用，岗位与权限是多对多的。例如，一个岗位有多个权限，一个权限可以有多个岗位

3、使用，岗位与权限是多对多的。二、关系范式-基础概念实体：实体：现实世界中客观存在并可以被区别的事物。比如现实世界中客观存在并可以被区别的事物。比如“一个客户一个客户”、“一个机一个机构构”等等。值得强调的是这里所说的等等。值得强调的是这里所说的“事物事物”不仅仅是看得见摸得着的不仅仅是看得见摸得着的“东西东西”，它也可以是虚拟的，比如说它也可以是虚拟的，比如说“演唱会演唱会”。属性：属性：实体所具有的某一特性，比如，实体所具有的某一特性，比如，“性别性别”是是“人人”的一个属性。在关系数的一个属性。在关系数据库中，属性又是个物理概念，属性可以看作是据库中，属性又是个物理概念，属性可以看作是“表

4、的一列表的一列”，且属性是，且属性是“不可不可分的分的”，否则就不是关系数据库了。，否则就不是关系数据库了。元组：元组：表的一行就是一个元组，比如，客户表中的某一客户的信息，即客户的一表的一行就是一个元组，比如，客户表中的某一客户的信息，即客户的一行记录。行记录。分量：分量：元组的某个属性值。元组的某个属性值。二、关系范式-基础概念码：码：表中可以唯一确定一个元组的某个属性（或者属性组），如果这样的码有不表中可以唯一确定一个元组的某个属性（或者属性组），如果这样的码有不止一个，那么大家都叫候选码，我们从候选码中挑一个出来做老大，它就叫主码。止一个，那么大家都叫候选码，我们从候选码中挑一个出来做

5、老大，它就叫主码。比如，客户档案表中客户编号就是码。比如，客户档案表中客户编号就是码。全码：全码：关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。关系模型的所有属性组是这个关系模式的候选码，称为全码。主属性：主属性：一个属性只要在任何一个候选码中出现过，这个属性就是主属性。一个属性只要在任何一个候选码中出现过，这个属性就是主属性。非主属性：非主属性：与上面相反，没有在任何候选码中出现过，这个属性就是非主属性。与上面相反，没有在任何候选码中出现过，这个属性就是非主属性。比如客户档案表中的手机号码。比如客户档案表中的手机号码。外码：外码：一个属性（或属性组），它不是码，但是它别的表的码，它就

6、是外码。比一个属性（或属性组），它不是码，但是它别的表的码，它就是外码。比如客户档案中的机构代码。如客户档案中的机构代码。二、关系范式-数据库范式规范化的基本思想规范化的基本思想是企图消除关系模式中的数据是企图消除关系模式中的数据冗余，消除数据依赖中的不合冗余，消除数据依赖中的不合理部分，解决数据插入、删除理部分，解决数据插入、删除时发生的概念性异常现象。时发生的概念性异常现象。二、关系范式-第第1 1范式（范式（1NF1NF）定义：属性不可分。表表1-1 姓名姓名电话电话手机手机住宅电话住宅电话张三139368745128124587李四187453695485804121表表1 说明：说明

7、： 1NF强调属性不可分。表强调属性不可分。表1中【电话】可中【电话】可分为住宅电话、手机分为住宅电话、手机列。列。因此因此，表，表1不符合不符合1NF。姓名姓名手机手机住宅电话住宅电话张三139368745128124587李四187453695485804121二、关系范式-第第2 2范式（范式（2NF2NF）定义：符合1NF，并且，消除非主属性对码的部分函数依赖。客户编号客户编号姓名姓名1 100600010060001张三1 10060000060002 2李四表表2 说明：说明： 表表2中主码为客户编号、抄表期号，其中姓名中主码为客户编号、抄表期号，其中姓名部分函数依赖于客户编号，因

8、此，表部分函数依赖于客户编号，因此，表2不符合不符合2NF。客户编号客户编号抄表期号抄表期号上期表数上期表数1 1006000100600012012001201200115151 10060000060002 2201200220120021818客户编号客户编号姓名姓名抄表期号抄表期号上期表数上期表数1 100600010060001张三2012001201200115151 10060000060002 2李四201200220120021818表表2-1 表表2-2 二、关系范式-第第3 3范式（范式（3NF3NF）定义：符合2NF，并且，消除非主属性对码传递依赖 。表表3-1 客户编

9、号客户编号姓名姓名气价类型气价类型1010050110100501李一李一10000001100000011010020210100202张二张二10000002100000021010010110100101刘三刘三2000000120000001说明：说明： 表表3中主码为客户编号，其中气价类型函数依赖中主码为客户编号，其中气价类型函数依赖于客户编号、燃气价格函数依赖于气价类型，所以燃于客户编号、燃气价格函数依赖于气价类型，所以燃气价格传递依赖与客户编号。因此，表气价格传递依赖与客户编号。因此，表3不符合不符合3NF。客户编号客户编号姓名姓名气价类型气价类型燃气价燃气价格格10100501

10、10100501李一李一民用价格民用价格1 12.12.11010020210100202张二张二民用价格民用价格2 22.332.331010010110100101刘三刘三工业价格工业价格1 12.552.55表表3表表3-2 气价类型气价类型气价名称气价名称燃气价格燃气价格1000000110000001民用价格民用价格12.12.11000000210000002民用价格民用价格22.332.332000000120000001工业价格工业价格12.552.55客户编号客户编号抄表期号抄表期号使用气量使用气量101005011010050110201201102012011515101

11、005011010050110201202102012021818101005011010050110201203102012030 0二、关系范式-BCBC范式（范式（BCNFBCNF） 表表4-1 4-1 客户编号客户编号气表编号气表编号10100501101005011010007810100078定义：符合3NF，并且，消除主属性对码的传递依赖 。表表4 4客户编号客户编号气表编号气表编号抄表期号抄表期号使用气量使用气量101005011010050110100078101000781020120110201201151510100501101005011010007810100078

12、102012021020120218181010050110100501101000781010007810201203102012030 0 表表4-2 4-2 说明：说明： 假设假设一个客户对应一块气表，一个客户对应多期抄表单，一期抄表单对应一个使用气量，所以有如下关系：（客户编号、抄表期号）-(气表编号，使用气量)（气表编号）-(客户编号)即客户编号传递依赖于（客户编号，抄表期号）那么此表4不符合BC范式。二、关系范式-第第4 4范式（范式（4NF4NF）定义：消除表中的多值依赖。说明：说明： 表表5中，一个岗位可以有多个权限，中，一个岗位可以有多个权限，权限多值依赖于岗位。所以，不符合

13、第权限多值依赖于岗位。所以，不符合第4范式。范式。表表5-15-1岗位表岗位表操作员操作员岗位岗位王一王一营业员营业员李二李二营业主管营业主管表表7-27-2权限表（菜单表）权限表（菜单表）岗位岗位权限权限营业员营业员开户开户营业员营业员普通充值普通充值营业主管营业主管开户开户营业主管营业主管变更登记变更登记操作员操作员岗位岗位权限权限王一王一营业员营业员开户开户王一王一营业员营业员普通充值普通充值李二李二营业主管营业主管开户开户李二李二营业主管营业主管变更登记变更登记表表5 5二、关系范式-第第5 5范式（范式（5NF5NF）定义：将表分割成尽可能小的块，为了排除在表中所有的冗余。第五范式是

14、在第四范式的基础上做的进一步规范化。第四范式处理的是相互独立的多值情况，而第五范式则 处理相互依赖的多值情况。第第1范式范式二、关系范式-包含关系第第2范式范式第第3范式范式BC范式范式第第4范式范式第第5范式范式 1N | 消除非主属性对码的部分函数依赖 2N | 消除非主属性对码的传递函数依赖 3N | 消除主属性对码的传递函数依赖 BCNF | 消除多值依赖 4N | 将表分割成尽可能小的块 5N二、关系范式-小结至此，范式介绍全部结束。满足范式要求的数据库设计是结构清晰的，同时可避免数据冗余和操作异常。但是操作难，因为需要关联多个表才能得到所需要数据，而且越高范式性能就会越差。数据库设

15、计要权衡是否需要使用更高范式。在实践中不管什么情况，都严格恪守设计范式来进行数据库设计 不推荐完全没有研究过设计范式就进行数据库设计 极其不推荐三、二者转换规则1) 实体转换为关系 关系名：与实体同名。关系名：与实体同名。 属性：实体的所有属性。属性：实体的所有属性。 主码：实体的主码主码：实体的主码。客户（客户（编号编号、姓名、地址、其他）、姓名、地址、其他）三、二者转换规则2）联系转换为关系 2.1 2.1）1:11:1联系的转换方法联系的转换方法一个1:1联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与任意一端对应的关系模式合并部管理门（部管理门（部门编号部门编号，名称，名称，经理编号经理编号

16、，经理姓名，其他），经理姓名，其他）部门（部门（部门编号部门编号，经理编号经理编号，部门名称，部门名称，其其他）他）经理（经理（经理编号经理编号，姓名，其他），姓名，其他）部门（部门（部门编号部门编号，部门名称，其他），部门名称，其他）经理（经理（经理编号经理编号，部门编号部门编号，姓名，其他）姓名，其他）三、二者转换规则2）联系转换为关系 2.2 2.2）1:N1:N联系的转换方法联系的转换方法 一个1:N联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与N端对应的关系模式合并机构管理（机构管理（机构编号机构编号，名称，名称，员工编号员工编号，员工姓名，其他），员工姓名，其他）机构（机构（机构编号机构编号，名称，名称，其其他）他）员工（员工（员工编号员工编号，机构编号机构编号，姓名，其他），姓名，其他）三、二者转换规则2）联系转换为关系 2.3