04关系数据理论2.ppt

4.3 范式 4.3.4 BC范式(BCNF) 3NF消除了非主属性对候选码的传递函数依赖和部分函数依赖，而没有限制主属性对码的依赖关系。如果发生了这种依赖，仍有可能存在数据冗余、插入异常、删除异常和更新异常的情况。 为了消除主属性对码的依赖关系，1974年，Boyce和Codd共同提出了一个新范式的定义，这就是Boyce-Codd范式，简称BCNF或BC范式，通常认为是修正的第三范式。  4.3 范式 定义4.11 如果关系模式R?1NF，且所有的函 数依赖X→Y( Y?X)，决定因素X都包含了R的一 个候选码，则称R属于BC范式(Boyce-Codd Normal Form)，简称BCNF，记作R?BCNF。 以上定义其实等价于：在满足1NF的关系模式 R中，若每一个决定因素都包含有候选码，则 R?BCNF。 4.3 范式 定理4.2 如果关系模式R?BCNF ，则R?3NF 。 定理4.3 如果关系模式R?3NF 且R有唯一候选码X‘，则必有R?BCNF。 4.3 范式 例4.10 有关系模式STUDYTEACH (SNO,TEACHER,CNAME)，其 中SNO、TEACHER、CNAME分别表示学号、教师和课程名称。假 设每一位教师只教一门课，每门课有若干教师讲授，每位学生 可以选修多门课程，某一位学生选修某一门课，就有一个确定 的教师。由各个属性及其相互联系的语义可知：(SNO,CNAME) 和(SNO,TEACHER)是候选码，属性间的函数依赖如下： (SNO, CNAME)→TEACHER (SNO, TEACHER)→CNAME TEACHER→CNAME 这些函数属依赖可用图4-7表示。 4.3 范式 表4-7 关系STUDYTEACH 4.3 范式 1．多值依赖 在介绍多值依赖之前，我们先看一个例子。 例4.11 设描述某高校每个系有哪些教师和哪些学生，用非规范化的关系来表示（DEPTNAME）、教师（TEACHER）、和学生名（SNAME ）三者之间的关系，如表4-8所示。 4.3 范式 表4-9 规范化的关系DEPTINFO 4.3 范式 定义4.12 设R是属性集U上的一个关系模式，X、Y、Z是U的子集，并且Z=U－X－Y。若对于R的任一具体关系r，r在属性 (X，Z)上的每一对值（x, z），就有属性Y上的一组值与之对应，且这组值仅仅决定于属性X上的值而与属性Z上的值无关，则称Y多值依赖于X，记作X→→Y。 4.3 范式 4.3.6 第4范式(4NF) 从例4.11中的关系模式DEPTINFO可以看出，一个存在多值依赖的关系模式仍存在着数据冗余、插入、删除和更新异常现象，为此引入第4范式的概念。 定义4.13 设关系模式R∈lNF，如果对于R的每一个非平凡的多值依赖X→→Y(Y?X)，X都含有候选码，则称R为第四范式，记作R?4NF。 根据4NF的定义，对于每一个非平凡的多值函数依赖X→→Y，X都含有候选码，于是就有X→Y，所以4NF所允许的非平凡的多值依赖X→→Y实际上就是函数依赖。因此，4NF就是限制关系模式的属性之间不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖。 4.3 范式 4.3.7 规范化小结 至此，我们已经介绍了五种范式，不难证明这些范式 之间存在如下关系： 4NF?BCNF?3NF?2NF?1NF 在关系数据库中，对关系模式的基本要求是满足第一范 式。这样的关系模式就是合法的、允许的。但是，人们发现有 些属于lNF的关系模式存在插入和删除异常、修改复杂、数据 冗余等毛病。人们寻求并得到解决这些问题的方法，这就是规 范化方法。 4.3 范式 关系模式的规范化具体可分为以下几个步骤： 对1NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的部分函数依赖，将1NF关系转换为若干个2NF关系。 对2NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的传递函数依赖，将2NF关系转换为若干个3NF关系。 对3NF关系进行投影，消除原关系中主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖（即使决定属性都包含一个候选码），得到一组BCNF关系。 上述三步可以概括为一步：对原关系进行投影，消除决定属性不是候选码的任何函数依赖。 对BCNF关系进行投影，消除原关系中非平凡且非函数依赖的多值依赖，得到一组4NF关系。 4.3 范式 关系模式的规范化过程如图4-8所示。 4.4 模式的分解 分解的目的 解决冗余和异常，提高范式等级 分解的概念 用原关系模式的若干个投影构成新的关系模式，即 4.4 模式分解 4.4.1 模式分解的准则 定义4-14 设