1、第4章 關系數(shù)據(jù)庫設計理論 4.1 數(shù)據(jù)依賴4.2 關系的規(guī)范化4.3 模式分解4.1 數(shù) 據(jù) 依 賴4.1.1 函數(shù)依賴1.函數(shù)依賴的定義 設有一關系模式R（A1，A2，An)，X和Y均為R的子集，對于R的任意一個可能的關系r來說，當其中任意兩個元組u，v中對應于X的那些屬性分量的值均相等時，則有u、v中對應于Y的那些屬性分量的值也相等，稱X函數(shù)確定Y，或Y函數(shù)依賴于X，記為XY。4.1 數(shù) 據(jù) 依 賴2. 三種函數(shù)依賴 在R(U)中，如果XY，并且對于X的任意一個真子集X，都有X不能確定Y，則稱Y對X完全函數(shù)依賴。 若X Y，但Y不完全函數(shù)依賴于X，則稱Y對X部分函數(shù)依賴。 在R(U)中，

2、如果XY，（X不屬于Y），YZ，(Z不屬于Y)，則稱Z對X傳遞函數(shù)依賴。 4.1 數(shù) 據(jù) 依 賴4.1.3 函數(shù)依賴的公理系統(tǒng)1. Armstrong公理系統(tǒng) 把自反律、傳遞律和增廣律稱為Armstrong公理系統(tǒng)。 Armstrong公理系統(tǒng)是有效的、完備的。Armstrong公理的有效性指的是由F出發(fā)根據(jù) Armstrong公理推導出來的每一個函數(shù)依賴一定在F+中；完備性指的是F+中的每一個函數(shù)依賴，必定可以由F出發(fā)根據(jù)Armstrong公理推導出來。 2. 屬性集閉包 Armstrong公理的完備性及有效性說明了“導出”與“蘊含”是兩個完全等價的概念。于是F+也可以說成是由F出發(fā)借助Ar

3、mstrong公理導出的函數(shù)依賴的集合。 4.1 數(shù) 據(jù) 依 賴3. 最小函數(shù)依賴集 每一個函數(shù)依賴集F均等價于一個極小函數(shù)依賴集Fm。此Fm稱為F的最小依賴集。4.2 關系的規(guī)范化 4.2.1 第一范式 如果一個關系模式R的所有屬性都是不可分的基本數(shù)據(jù)項，則R1NF。 第一范式是對關系模式的最起碼的要求。不滿足第一范式的數(shù)據(jù)庫模式不能稱為關系數(shù)據(jù)庫。但是滿足第一范式的關系模式并不一定是一個好的關系模式。 一個低一級范式的關系模式，通過模式分解可以轉(zhuǎn)換為若干個高一級范式的關系模式的集合，這種過程就叫規(guī)范化。 4.2.2 第二范式 若R1NF，且每一個非主屬性完全函數(shù)依賴于碼，則R2NF。 4.

4、2.3 第三范式 若R3NF，則每一個非主屬性既不部分依賴于碼也不傳遞依賴于碼。 4.2.4 BCNF 關系模式R1NF，如果對于R的每個函數(shù)依賴XY，若Y不屬于X，則X必含有候選碼，那么RBCNF。 4.2 關系的規(guī)范化 把泛關系模式R用一組關系模式的集合=R1，R2，Rk來表示(R1,R2,.,Rk)都是R的子集，就是數(shù)據(jù)庫模式。以代替R的過程稱為關系模式的分解。實際上，關系模式的分解不僅僅是屬性集合的分解，它是對關系模式上的函數(shù)依賴集、以及關系模式的當前值分解的具體表現(xiàn)。4.3 模 式 分 解4.3.1 模式分解規(guī)則分解具有“無損連接性”（Lossless join）。分解要“保持函數(shù)依

5、賴”（Preserve functional dependency）。分解既要“保持函數(shù)依賴”，又要具有“無損連接性”。4.3 模 式 分 解4.3.2 模式分解方法 如果一個分解具有無損連接性，則它能夠保證不丟失信息。 如果一個分解保持了函數(shù)依賴，則它可以減輕或解決各種異常情況。 分解具有無損連接性和分解保持函數(shù)依賴是兩個互相獨立的標準。具有無損連接性的分解不一定能夠保持函數(shù)依賴。同樣，保持函數(shù)依賴的分解也不一定具有無損連接性。4.3 模 式 分 解 4.3.3 模式分解算法 1. 關于模式分解的幾個重要事實 （1）若要求分解保持函數(shù)依賴，那么模式分離總可以達到3NF，但不一定能達到BCNF； （2）若要求分解既保持函數(shù)依賴，又具有無損連接性，可以達到3NF，但不一定能達到BCNF； （3）若要求分解具有無損連接性，那一定可達到4NF。4.3 模 式 分 解2.模式分解的具體算法算法1 （合成法）轉(zhuǎn)換為3NF的保持函數(shù)依賴的分解。算法2 轉(zhuǎn)換為3NF既有無損連接性又保持函數(shù)依賴的分解。4.3 模 式 分 解 本章主要討論關系數(shù)據(jù)庫設計理論，列舉了較多的實例， 詳細介紹了關系數(shù)據(jù)庫設