關(guān)系模式規(guī)范化實例析解關(guān)系模式規(guī)范化實例析解關(guān)系模式規(guī)范化實例析解xxx公司關(guān)系模式規(guī)范化實例析解文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準審核制定方案設(shè)計，管理制度關(guān)系模式規(guī)范化實例析解摘要：關(guān)系模式是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的重要組成部份，其規(guī)范化理論在整個模式設(shè)計中占有主導地位。下面我們試圖采用接近課堂教學的方式給出一個完整實例，希望對初學者有所幫助。關(guān)鍵詞：關(guān)系模式；規(guī)范化；函數(shù)依賴；范式眾所周知，關(guān)系模式是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的重要組成部份，其好壞直接影響關(guān)系數(shù)據(jù)庫的性能。而關(guān)系模式的設(shè)計必須滿足一定的規(guī)范化要求，從而滿足不同的范式級別。[1],57)在指導關(guān)系模式的設(shè)計中，規(guī)范化理論占有著主導地位，其基本思想是：消除數(shù)據(jù)依賴中不合理的部份，使各關(guān)系模式達到某種程度的分離，使一個關(guān)系僅描述一個實體或者實體間的一種聯(lián)系。[2]關(guān)系模式及其規(guī)范化的理論是我們設(shè)計和優(yōu)化關(guān)系模式的指南。作為一種優(yōu)秀而成熟的理論，學習和實踐會有一定的難度，但在因特網(wǎng)和相關(guān)書籍中難得有比較全面的實例，給我們學習和實踐造成不便。下面，我們試圖采用接近課堂教學的方式給出一個完整的析解實例，以期對初學者有所幫助。一、實例假設(shè)某商業(yè)集團數(shù)據(jù)庫中有一關(guān)系模式R（商店編號，商品編號，數(shù)量，部門編號，負責人），如果規(guī)定：（1）每個商店的每種商品只在一個部門銷售；（2）每個商店的每個部門只有一個負責人；（3）每個商店的每種商品只有一個庫存數(shù)量。試回答下列問題：（1）根據(jù)上述規(guī)定，寫出關(guān)系模式R的基本函數(shù)依賴；（2）找出關(guān)系模式R的候選關(guān)鍵字；（3）試問關(guān)系模式R最高已經(jīng)達到第幾范式為什么（4）如果R已達3NF，是否已達BCNF若不是BCNF，將其分解為BCNF模式集。二、預(yù)處理為了方便，我們用代號代表每個屬性：A—商店編號B—商品編號C—部門編號D—數(shù)量E—負責人這樣，有關(guān)系模式：R（U，F(xiàn)）U={A，B，C，D，E}三、根據(jù)上述規(guī)定，寫出關(guān)系模式R的基本函數(shù)依賴為了消除關(guān)系模式在操作上的異常問題，優(yōu)化數(shù)據(jù)模式，我們需要對關(guān)系模式進行規(guī)范化處理。而首先需要做的就是函數(shù)依賴，以便能確切地反映實體內(nèi)部各屬性間的聯(lián)系。[2](P.經(jīng)過對數(shù)據(jù)語義的分析我們得出下面的依賴關(guān)系：1．語義：每個商店的每種商品只在一個部門銷售，即已知商店和商品名稱可以決定銷售部門例：東店——海爾洗衣機———定在家電部銷售所以得出函數(shù)依賴：AB→C2．語義：每個商店的每個部門只有一個負責人，即已知商店和部門名稱可以決定負責人例：東店——家電部——部門經(jīng)理一定是張三所以得出函數(shù)依賴是：AC→E3．每個商店的每種商品只有一個庫存數(shù)量，即已知商店和商品名稱可以決定庫存數(shù)量例：東店——海爾洗衣機——庫存10臺所以得出函數(shù)依賴是：AB→D這樣：在關(guān)系模式R（U，F(xiàn)）中，基本函數(shù)依賴集是：F={AB→C，AC→E，AB→D}。四、找出關(guān)系模式R的候選關(guān)鍵字根據(jù)函數(shù)依賴和關(guān)鍵字的基本定義，我們可以說：只有在最小函數(shù)依賴集中才能科學、正確地尋找候選關(guān)鍵字。那么何為最小函數(shù)依賴集又怎么求出F的最小函數(shù)依賴集呢根據(jù)函數(shù)依賴的相關(guān)定理我們得知：給定函數(shù)依賴集F，如果F中每一函數(shù)依賴X->Y∈F滿足：(1)X->Y的右邊Y為單個屬性(F為右規(guī)約的)；(2)F為左規(guī)約(即F中任一函數(shù)依賴X→Y∈F的左邊都不含多余屬性)；(3)F為非冗余的(即如果存在F的真子集F’，使得F’≡F，則稱F是冗余的，否則稱F是非冗余的)；則稱F為最小函數(shù)依賴集，或稱F是正則的。每一個函數(shù)依賴都等價于一個最小函數(shù)依賴集。[3]按照上面的三個條件進行最小化處理，我們可得到一個求最小函數(shù)依賴集方法：第一步，為滿足條件1，根據(jù)分解性把右側(cè)是屬性組的函數(shù)依賴分解為單屬性的多個函數(shù)；第二步，為滿足條件2，逐一考察最新F中的函數(shù)依賴，消除左側(cè)冗余屬性；為滿足條件3，逐一考察最新F中函數(shù)依賴X->Y，檢查X->Y是否被F-{X->Y}所蘊涵，如果是，則X->Y是冗余的，可以刪除。[4]所以，F(xiàn)的所謂最小函數(shù)依賴集就是去掉了多余依賴的F。按上面提供的算法依據(jù)具體計算如下：1．根據(jù)分解性先分解所有依賴的右邊為單屬性：可以看出：F={AB→C，AC→E，AB→D}中所有依賴的右邊已為單屬性。2．對所有依賴的左邊為多屬性的情況，消除左側(cè)冗余屬性：下面計算判斷AB→C中有無無關(guān)屬性：（1）設(shè)A→C，在F={AB→C，AC→E，AB→D}中計算A的閉包A+：首先，初始化A+={A}；經(jīng)觀察，在F={AB→C，AC→E，AB→D}中，屬性A不能“帶進”任何屬性。即A的閉包A+就是{A}，也就是A+={A}，所以AB→C中B不是無關(guān)屬性。（2）設(shè)B→C，在F={AB→C，AC→E，AB→D}中計算B的閉包B＋：首先，初始化B＋={B}；經(jīng)觀察，在F={AB→C，AC→E，AB→D}中，屬性B不能“帶進”任何屬性。即B的閉包B＋就是{B}，也就是B＋={B}，所以AB→C中A不是無關(guān)屬性。（3）同理，AC→E和AB→D中左邊亦無無關(guān)屬性。3、下面計算在F={AB→C，AC→E，AB→D}中有無冗余依賴：我們?nèi)サ鬉B→C，依賴集變?yōu)镕={AC→E，AB→D}。首先，初始化{AB}+={A，B}；在F={AC→E，AB→D}中，有AB→D，即AB可以“帶進”D屬性，這時{AB}+={A，B，D}；經(jīng)觀察已不能再“帶進”其它屬性。即{AB}的閉包{AB}+就是{A，B，D}，也就是{AB}+={A，B，D}。因為{A，B，D}中不包含C，所以我們說AB→C不是冗余依賴。同理計算，AC→E和AB→D亦不是冗余依賴。到此，才能肯定F={AB→C，AC→E，AB→D}已是最小函數(shù)依賴集。4、尋找候選關(guān)鍵字也需要一定的計算，下面計算R的候選關(guān)鍵字：在F={AB→C，AC→E，AB→D}中，我們對所有屬性進行歸類如下：L類屬性，即僅在依賴左邊出現(xiàn)的屬性：A，BR類屬性，即僅在依賴左邊出現(xiàn)的屬性：E，DLR類屬性，即既在依賴左邊又在依賴右邊出現(xiàn)的屬性：CN類屬性，即既不在依賴左邊又不在依賴右邊出現(xiàn)的屬性：無我們知道，L類屬性和N類屬性一定在候選關(guān)鍵字中，R類屬性一定不在候選關(guān)鍵字中。所以，A，B一定在候選關(guān)鍵字中，E，D一定不在候選關(guān)鍵字中。這是定性的結(jié)果。具體的候選關(guān)鍵字是什么呢首先，計算L類屬性AB的閉包：{A，B}+={A，B，D，C，E}，因為AB的閉包{A，B，D，C，E}已經(jīng)包含了所有R的屬性，所以，{A，B}是唯一候選關(guān)鍵字。對于LR類屬性參與候選關(guān)鍵字的相關(guān)計算稍嫌復雜，但這里已經(jīng)找出了關(guān)系模式R{A，B，C，D，E}的唯一候選關(guān)鍵字。[3]五、關(guān)系模式R最高已經(jīng)達到第幾范式為什么很明顯，關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）中的所有屬性值都是不可再分的原子項，所以該關(guān)系模式已滿足第一范式。[1]那么關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）是否滿足2NF根據(jù)范式的相關(guān)定義我們得知：如果關(guān)系模式R（U，F(xiàn)）中的所有非主屬性都完全函數(shù)依賴于任一候選關(guān)鍵字，則該關(guān)系是第二范式。[1]從上面的分析我們知道R（A，B，C，D，E）的唯一候選關(guān)鍵字是{A，B}；非主屬性是：C、D、E；函數(shù)依賴集是{AB→C，AC→E，AB→D}。所以：AB→C例：東店——海爾洗衣機———定在家電部銷售AB→D例：東店——海爾洗衣機（——只在家電部銷售）——庫存10臺AB→E例：東店——海爾洗衣機（——賣海爾洗衣機的部門——家電部）——部門經(jīng)理是張三關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）已滿足2NF。進一步分析：非主屬性C、D、E之間不存在相互依賴，即關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）不存在非主屬性對候選關(guān)鍵字的傳遞依賴，根據(jù)第三范式的定義，關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）已滿足3NF。[1]六、R已達3NF，是否已達BCNF若不是BCNF，將其分解為BCNF模式集由BC范式的定義得知：如果關(guān)系模式每個決定因素都包含關(guān)鍵字（而不是被關(guān)鍵字所包含），則R滿足BC范式。[1]分析：在F={AB→C，AC→E，AB→D}中，有依賴AC→E的左邊{A，C}不包含候選關(guān)鍵字{A，B}，即AC→E是BCNF的違例。所以，關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）不滿足BCNF。1、下面分解關(guān)系模式R（A，B，C，D，E）：分解3NF，有一定的規(guī)則。從BCNF違例AC→E入手，我們得到兩個新關(guān)系模式：R1（A，C，E）和R2（A，C，B，D）R1由違例的所有屬性組成，R2由違例的決定因素和R的其余屬性組成。即：R1（商店編號，部門編