关系规范化理论1

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1、第四章关系规范化理论本章内容函数依赖4.2范式和规范化方法4.3数据依赖的公理系统4.4关系模式的分解4.5规范问题的提出4.1小结4.6教学目的掌握函数依赖的概念掌握1NF、2NF、3NF和BCNF范式掌握模式分解的方法教学要求牢记有关概念，掌握关系模式规范化的方法教学重点规范化问题的存在的原因函数依赖、完全函数依赖、传递依赖规范化过程4.1.1规范化理论的主要内容关系数据库的规范化理论函数依赖范式（NormalForm）模式设计核心，是模式分解和设计的基础模式分解的标准规范化问题的提出4.1【例4-1】学生选课数据库在此关系模式

2、中填入一部分具体的数据4.1.2不合理的关系模式存在的数据冗余和异常现象SCS(Sno,Sname,Ssex,Sdept,Cno,Cname,Sorce)SnoSnameSsexSdeptCnoCnameScore100101姜珊女信电学院C150110离散数学78100101姜珊女信电学院C150101数据结构70100101姜珊女信电学院C150103数据库85120102陈默女管理学院C150102操作系统68120102陈默女管理学院C150103数据库82130103孙浩男外语学院C150100计算机基础72SnoSnam

3、eSsexSdeptCnoCnameScore100101姜珊女信电学院C150110离散数学78100101姜珊女信电学院C150101数据结构70100101姜珊女信电学院C150103数据库85120102陈默女管理学院C150102操作系统68120102陈默女管理学院C150103数据库82130103孙浩男外语学院C150100计算机基础72数据冗余插入异常删除异常修改异常该表出现的问题关系模式SCS存在以下问题：（1）数据冗余当一个学生选修多门课程时，就会导致姓名、性别院名等多次重复存储；每一门课程名均对选修该门课程的

4、学生重复存储，因而造成数据冗余。（2）操作异常①插入异常如果某个学生还没有选课，学生的有关信息就不能插入。同样，没有被学生选修的课程信息也无法存入数据库。关系模式SCS存在以下问题：②删除异常当学生毕业离校时，要把他们的信息从数据库中删除，如果此时他们所选修的某些课程尚无其他年级的学生选修，那么这些课程的基本信息就会丢失，一旦查询所开课程信息时，就不会出现被删除课程的信息，就会认为该课程没有开过，可实际上不是这种情况。③修改异常若某个学生从信电学院转到管理学院，那么与该学生相关的所有记录都需要逐一修改属性Sdept的值，如有遗漏，就

5、会造成SCS中数据的不一致。结论SCS关系模式不是一个好的模式。“好”的模式：不会发生插入异常、删除异常、更新异常，数据冗余应尽可能少根本原因：属性间存在着数据依赖引起的解决方法：通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖S(Sno,Sname,Ssex,Sdept)C(Cno,Cname)SC(Sno,Cno,Score)SCS(Sno,Sname,Ssex,Sdept,Cno,Cname,Sorce)就不会出现上述异常，数据冗余也得到较好控制。关系模式分解函数依赖（FunctionalDependency）是数据依赖的一种。数据

6、依赖是指一个关系中属性值之间的相互联系，它是现实世界属性间相互联系的体现，是数据之间的内在性质，是语义的体现。现在已经提出了多种类型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖和多值依赖。函数依赖是关系规范化的理论基础。函数依赖4.24.2.1函数依赖的定义定义4.1设R(U)是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y是U的子集，如果对于R(U)的任意一个可能的关系r，对于X的每一个具体值，Y都有唯一的具体值与之对应，则称X决定函数Y，或Y函数依赖于X，记作X→Y。例如：姓名→年龄”这个函数依赖只有在没有重名的学生情况下成立。如果有重名的学生，

7、则“年龄”就不再依赖于“姓名”了。（1）如果X→Y，且YX，则称X→Y是平凡的函数依赖。（2）如果X→Y，但　　　，则称X→Y是非平凡的函数依赖。（3）如果X→Y，则称X为决定因素（Determinant），称Y为依赖因素（Dependent）。（4）如果X→Y且Y→X，则记作X←→Y。（5）如果Y不函数依赖于X，则记作X＼→Y。一般都是4.2.2完全函数依赖和部分函数依赖定义4.2在关系模式R(U)中，U是R的属性集合，X和Y是U的子集。如果X→Y，并且对于X的任何一个真子集X′，都有X′＼→Y，则称Y完全函数依赖（FullFu

8、nctionalDependency）于X，记作XY；如果对Ｘ的某个真子集X′，有X′→Y，则称Y部分函数依赖（PartialFunctionalDependency）于X，记作XY。【例4-2】在关系SC(Sno,Cno,Cname