数据库知识3.ppt

1、数据库基础知识,第3讲,7.5.2 规范化,常用的范式 1NF, 2NF, 3NF, 4NF(BCNF)和5NF。它们之间的关系如下： 5NF4NF 3NF 2NF 1NF;(应该是真子集的关系)； 规范化将低一级范式的关系转化为高一级范式的关系的过程，称为规范化。,1、1NF（第一范式）,定义 若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第一范式（1NF）。 举例 有以下的关系模式First和函数依赖集F如下：具体关系见P395 表7-8。 First(Sno,Sname,Status,City,Pno,Qty); F(SnoSname,SnoStatus,StatusCit

2、y,(Sno,Pno)Qty); 其中每一个数据项是不可再分的，所以关系模式First是1NF的。,1NF存在的问题（见表7-8） （1）冗余度大 Sno,Sname,Status,City这些信息，要与其供应的零件种类一样多。 .又如：多个学生选修同一门课程是经常出现的，如果一个课程有n个学生选修，就意味着（学生姓名，课程名，教师姓名，老师地址）会出现n次。 （2）容易引起修改操作不一致性。 如供应商S1从“天津”搬到“上海”，若稍不注意，就会使某些数据修改，而另一些数据没有修改，造成数据的不一致性。 又如：当数据出现冗余时，要修改某个课程教师的姓名，就要修改n处，否则产生数据不一致。,（3

3、）插入异常 关系模式的主码为Sno,Pno，按照实体完整性规定，主码不能为空或部分为空。这样，当某个供应商的某些信息未提供时（如Pno），则不能进行插入操作。 例如，如果没有学生选修某门课程，就无法输入教师的姓名。 （4）删除异常 若供应商S4的零件P2售完了，且也以后不再销售零件P2，那么应该删除该元组。则在First中找不到供应商S4，但S4仍然存在（可能供应其他零件）。 例如：如果删除最后一个学生的选修信息，就删除了还需要保留的（课程名，教师姓名，教师地址）信息。,2 2NF,定义 若关系模式R 1NF，且每个非主属性完全依赖于码，则关系模式R 2NF。 将1NF消除非主属性对码的部分依

4、赖，就变为2NF了。 将First关系模式拆分为以下两个关系，就符合2NF了。 First1（Sno,Sname,Status,City）; First2(Sno,Pno,Qty);,3、3NF,定义 若关系模式R(U,F)中不存在这样的码X,属性组Y及非主属性Z(Z不是Y的子集)，使得XY,YZ成立，则关系模式R 3NF。 2NF消除了非主属性对码的传递依赖，就成为3NF。 举例 First1不是3NF的，因为存在以下传递依赖：SnoStatus,StatusCity。将First1进行拆分，得到如下两个关系： First11(Sno,Sname,Status); 3NF First12(S

5、tatus,City); 3NF 3NF性能较好，可以作为数据库模式。,4、BCNF（巴克斯范式）,定义 关系模式中,若X函数确定Y且Y不在X内时X必含有码,则此关系属于BCNF。 3NF消除了主属性对码的部分和传递函数依赖，则称为BCNF。亦即，每一个决定因素都包含了码。 例子 设有关系R(Pno,Pname,Mname),表示零件号，零件名，制造商名。现约定如下： （1）每个零件号Pno只有一个零件名Pname; (2)不同的零件号Pno可以有相同的零件名Pname； （3）每种零件Pno或Pname可以多个厂商Mname生产; (4)每个厂商Mname生产的零件就有不同的零件名Pname

6、。,则有如下依赖关系： Pno Pname,(Pname, Mname) Pno; 则关系R的候选码为(Pname,Mname)或(Pno,Mname),所以关系R中都为主属性，没有非主属性对码的传递依赖，所是3NF的，但主属性Pname传递依赖于码(Pname,Mname)，所以不是BCNF的。 将R进行拆分： R1（Pno,Pname）； R2（Pno,Mname）； 则R1,R2都属于BCNF。,5、4NF和5NF,如果关系模式达到了BCNF，那么在函数依赖范畴内，已经消除了插入和删除异常，但还可能出现一些问题。4NF则主要用于消除多值依赖，而5NF则是用于消除连接依赖。 。模式分解的目

7、标 在分解关系模式时，如果分解成BCNF模式集，那么能够实现无损连接分解，但不一定能够保持FD；如果分解成3NF模式集，则能够同时实现无损连接分解和保持FD。 在数据库设计时，应该尽可能使数据库模式保持最优特性，即尽可能设计成BCNF模式集。,7.5.3 模式分解及分解应具有的特性,一、分解的无损连接性 定义：P397 定理：关系模式R（U，F）的一个分解，P=R1（U1,F1）,R2(U2,F2)具有无损连接分解的充分必要条件是： U1U2-U1-U2F+ 或 U1U2-U2-U1F+ 。保持函数依赖 P398定义,例1、设关系模式R，其中U=A, B, C, D, E，FABC，CD，BCE，EA，则分解=R1（ABCE），R2（CD）满足 （ ） 。 A具有无损连接性、保持函数依赖 B不具有无损连接性、保持函数依赖 C具有无损连接性、不保持函数依赖 D不具有无损连接性、不保持函数依赖 例2、给定关系模式R，U=A, B, C, D, E，FBA，DA，AE，ACB，其候选关键字为 （ 1 ） ，则分解=R1（ABCE），R2（CD）满足 （ 2 ） 。（1） AABD BABE CACD DCD（2） A具有无损连接性、保持函数依赖 B不具有无损连接性、保持函数依赖 C具有无损连接性、不保持函数依赖 D不具有无损连接性、不