第4篇 关系规范化.ppt

第4章 关系规范化 本章知识点 关系规范化的目的和意义 E.F.Codd指出： 一个关系数据库中的关系都应满足一定的规范，才能构造出好的关系模式 关系规范化的目的和意义 一个好的数据库设计所遵循的标准： 每个表应提供一个惟一的标识符，用来区分不同的行 每个表应当存储单个实体类型的数据 每个表不应该出现值全部相同的行（或列） 尽量避免接受NULL值（空值）的列 尽量避免值重复 关系规范化过程 用形式更为简洁、结构更加规范的关系模式取代原有关系模式的过程 关系规范化的目的和意义 实例分析 将专业和系两个实体存放在一个表内 关系规范化的目的和意义 实例分析 数据冗余 ：数据在数据库中的重复存放称为数据冗余 数据冗余导致的问题： 浪费存储空间 可能造成数据的不一致性，产生插入、删除和更新异常 增加了插入、删除和更新数据的时间 关系规范化的目的和意义 实例分析 插入异常 ： 在不规范的数据表中插入数据时，由于实体完整性约束要求主键非空的限制，将会出现一些有用数据无法插入的情况 关系规范化的目的和意义 实例分析 删除异常 在不规范的数据表中，删除某条记录会将其中一部分有用数据一起删除 关系规范化的目的和意义 实例分析 更新异常 在不规范的数据表中修改某条记录的特定分量，而其它记录中的等值分量不能同步更新，则会导致数据不一致 关系规范化的目的和意义 设计数据库的方法： 凭借经验和常识可以进行数据库初步设计 使用一些系统方法（如：规范化理论）来降低冗余，从而使数据库设计更为合理 关系规范化是数据库逻辑设计的指南，它是基于函数依赖和范式的 函数依赖 数据依赖 属性之间相互依赖、相互制约的关系被称为数据依赖 关系模式中的最常见的数据依赖为：函数依赖 函数依赖(Functional Dependencies) 函数依赖 函数依赖的定义 已知：X和Y是关系R中两个属性（或属性组） 若对于X的任何一个值，只有一个Y的值与之对应，则称Y函数依赖于X，记为：X→Y，X被称为决定因子 任何属性都函数依赖于候选键，所有候选键都是决定因子 例 子： 函数依赖 思 考 下面给出的关系表R(A, B, C, D)满足下述哪个函数依赖？ 范式 范式的定义 范式（Normal Formula：NF）是表结构在优化时必须满足的一些规则 最重要的范式包括： 第一范式（1NF） 第二范式（2NF） 第三范式（3NF） Boyce-Code范式（BCNF） 范式 范式的特征 E.F.Codd把关系模式应满足的规则划分成几级，每一级称为一个范式 范式的等级越高，应满足的条件也越严 规范化 一个低级范式的关系模式，通过分解（投影）方法可以转换成若干高一级范式的关系模式，这个过程称为规范化 1NF ? 2NF ? 3NF ? BCNF 第一范式 第一范式定义 若关系R中的每个属性（列）都是不可再分的，并且每个属性都是单值的，则称关系R满足第一范式，记为：R∈1NF 属性不可再分：1NF中不能出现子属性 属性值为单值：每个单元格中不允许出现一个以上的数据 1NF是对关系的最低要求，不满足1NF的关系是非规范化的关系 第一范式 实例分析 提出 / 分析问题 第一范式 实例分析 问题求解 第二范式 第二范式定义 若关系R∈1NF，并且每个非主属性都函数依赖于整个候选键，而不是依赖于部分候选键，则称关系R满足第二范式，记为：R∈2NF 1NF转化为2NF： 优先判断主键的规范性 将依赖部分键的非主属性和所依赖部分键组成一个关系 将依赖整个键的非主属性和整个键组成另一个关系 第二范式 实例分析 提出问题：满足1NF，不满足2NF 第二范式 实例分析 分析问题： 插入异常：在一个学生未选择任何课程时，该学生信息不能被插入 更新异常：对于给定的学生，学号、性别、姓名和年龄重复多次；对于给定的班级，课程名称、开课时间重复多次 删除异常：当需要删除某个学生的信息时，与该学生相关的班级信息将被删除；删除班级信息时，选该班级课程的学生信息也将被删除，这种删除将造成一些信息的丢失 第二范式 实例分析 问题求解 第二范式 思 考 在按照2NF要求分解之后的关系模式中，确定学生表、班级表和选课表的主键和外键。 第三范式 第三范式定义 若关系R∈2NF，并且它的非主属性只函数依赖于候选键，而不依赖于其它非主属性，则称R满足第三范式，记为：R∈3NF 2NF转化为3NF： 将不只依赖于键的非主属性和所依赖的非主属性组成一个关系 原有关系中去掉那些不只依赖于键的非主属性，剩余部分组成一个关系 第三范式 实例分析 提出问题：满足2NF，不满足3NF 第三范式 实例分析 分析问题 插入异常：如果一个专业没有学生时不