数据库04-第四章4节1详解.ppt

第 4 章 关系模式的规范化 设计理论 4.4.1 模式分解中存在的问题(1) 设有关系模式R(U)和R1(U1), R2(U2), …, Rk(Uk)，其中U={A1, A2, …, An}，Ui ?U(i=1,2,…, k) 且U＝U1?U2?…?Uk。 令?={R1(U1), R2(U2), …, Rk(Uk)}，则称?为R(U)的一个分解，也称为数据库模式，有时也称为模式集。 用?代替R(U)的过程称为关系模式的分解。 数据库模式?的一个具体取值记作 ?=(r1, r2, …, rk)，称为数据库实例?。其中ri是?中关系模式Ri(Ui)对应的一个具体关系。 实际上，关系模式的分解，不仅仅是属性集合的分解，它是对关系模式上的函数依赖集，以及关系模式对应的具体关系进行分解的体现。 4.4.1 模式分解中存在的问题(2) 例4.21 设关系模式R(A, B, C)，F＝{A?B，B?C}，r是R(U)满足F的一个具体关系，如表4.12所示。下面，我们将R作出几个不同的分解，看看会出现什么样的问题 4.4.1 模式分解中存在的问题(3) ⑴ 将R分解为?1={R1(A), R2(B), R3(C)}，则相应关系r被分解为三个关系(表4.13)，虽然从范式的角度看，关系r1，r2，r3都是4NF，但这样的分解显然是不可取的。 因为它不仅不能保持F，即从分解后的?1无法得出A?B，或B?C这种函数依赖，也不能使r得到“恢复”. 这里所说的“恢复”意指无法通过对关系r1，r2，r3的连接运算操作得到与r一致的元组，甚至无法回答最简单的查询要求。 4.4.1 模式分解中存在的问题(4) ⑵ 将R分解为?2={R4(A,B), R5(A,C) }，对应关系r分解为r4，r5。这样分解后问题虽然少了一些，但由于不保持B?C。由表4.12可知，r通过 得到恢复，即r＝ 。这样的分解称为无损连接分解。 4.4.1 模式分解中存在的问题(5) ⑶ 将R分解为?3={R5(A,C)，R6(B,C)}，对应关系r分解为r5，r6。则函数依赖A?B不被保持，而且r? 。 4.4.1 模式分解中存在的问题(5) ⑷ 将R分解为?4={R4(A,B)，R6(B,C)}，对应关系r分解为r4，r6。这是最好的一种分解，既保持了函数依赖F={A?B,B?C} (这样的分解称为保持函数依赖的分解)，又可得到r＝ 。 4.4.1 模式分解中存在的问题(5) 从上述实例分析中我们可以看到，一个关系模式的分解除满足范式要求外，还可以有以下几种不同的评判标准： ⑴分解具有无损连接性；{可能丢失一些完整性信息} ⑵分解保持函数依赖；{可能丢失无损连接性}； ⑶ 分解既保持函数依赖，又具有无损连接性。{最好的}。 分解前与分解后的等价性。 4.4.2 无损连接(1) 定义4.18 设R(U)是一关系模式，F是R(U)满足的一个函数依赖集，将R(U)分解成关系模式?={R1(U1), R2(U2), …, Rk(Uk)}，U＝U1?U2?…?Uk。如果对R(U)中满足F的每一个具体关系r都有： 则称这个分解?相对于F具有无损连接性(Lossless Join Decomposition)，简称?为无损连接分解，即r为它自己在Ui上投影的自然连接。 若令 。 因为在一般情况下，r和m?(r)不一定相等，因此，对于关系模式R(U)关于F的无损连接条件是：任何满足F的关系r，有r＝m?(r)。 4.4.3 无损连接的测试(1) 由于分解不一定具有无损连接性，因此，如何测试一个模式的分解具有无损连接性是一个很重要的问题。 例4.22 设关系模式R(A, B, C)的一个关系为r (表4.15)，将R(A, B, C)分解成两个模式R1(A, B)和R2(B,C)后，关系r相应分解为关系r1，r2(表4.15)，它们是r在相应的模式属性上投影得到。 4.4.3 无损连接的测试(2) 表4.15 关系r及其投影 4.4.3 无损连接的测试(3) 现在利用r1和r2的自然连接运算计算m?(r)，其结果如表4.16所示，并与表4.15中关系r比较可以发现r ? m?(r)，所以R(A, B, C)分解成R1(A, B)，R2(B, C)不是具有无损连接性的分解。 4.4.3 无损连接的测试(4) 如果关系模式的分解不是无损连接分解，则分解后的关系通过自然连接