网络数据库设计.doc

　　网络数据库设计教育资源库 　　前 言 　　关系型数据库是一种常用的数据库结构。1971年E.F.Codd博士首先提出了关系数据库的规范化理论，之后，此理论不断深化、完善。规范化理论不仅仅是设计关系模式的理论指导和强有力的工具，对其它数据模型数据库的逻辑设计也同样有理论意义，在基于网络的数据库开发过程中也应该对数据库进行规范化处理。 　　系统中逻辑数据库的范式设计 　　未经规范化的数据库一般都有下述缺点：较大的数据冗余，数据一致性差，数据修改复杂，对表进行插入删除时会产生异常。规范化的作用就在于尽量去除冗余，使数据保持一致，使数据修改简单，除去在表中进行插入删除时产生的异常。规范化后的表一般都较小，而在Sybase中数据页的大小是2k，小的表意味着一个数据页中可以包含较多的记录，这样客户端用户就可在同样的时间内获得所需的更多数据记录，从而减少客户端与服务器端的物理I/O，减轻网络的负担。 　　以下讲述中用到以下术语及表示（限于篇幅，不作详解，请参阅文献［1］）： 　　Y函数依赖于X记作：Xrarr;Y;Y函数完全依赖于X记作： 　　Y函数部分依赖于X记作： ；Z传递函数依赖于Y记作： 　　关系R具有连接依赖记作：JD*(X1,X2,,XN)（JD:Join Dependentcy）;Y多值依赖于X记作：Xrarr;rarr;Y 　　第一范式(1NF) 　　定义：如果关系R 中所有属性的值域都是单纯域，那么关系模式R是第一范式的，记作Risin;1NF。 　　这一限制是关系的基本性质，所以任何关系都必须满足第一范式。在仅满足1NF的表中，数据冗余大、修改量大、插入删除时会有异常，由此我们引入2NF。 　　第二范式(2NF) 　　定义：如果关系模式R是第一范式的，而且关系中每一个非主属性不部分依赖于主键，称R是第二范式的，记作：Risin;2NF。 　　不满足2NF的关系会产生前面讲的插入异常、删除异常、修改复杂,解决办法是用投影分解。 数据库的1NF与2NF较易取得，在此不再举例赘述。 　　第三范式(3NF) 　　定义：如果关系模式R是2NF的，且每一个非主属性都不传递依赖于主键，称R是第三范式的，记作Risin;3NF。 　　反例：下表表示关系R3(sbbh,czmc,czdz,sbxh)，其中sbbh构成主键。 设备编码(sbbm)厂站名称(czmc)厂站地址(czdz)设备型号(sbxh)10101神州面粉厂神州E66II面粉机 　　分析上表的函数依赖，由sbbhrarr;czmc，czmcrarr;sbbh，czmcrarr;czdz，得sbbhrarr;czdz，所以 ，因而有时仍会产生类似满足2NF的问题。解决办法：将R3分解为R31(sbbh,czmc,sbxh)，R32(czmc,czdz)。分解后的R31和R32中不再存在传递依赖。 　　3NF去除了非主属性对主键的部分函数依赖和传递函数依赖。一般满足3NF的关系模式已能消除冗余和各种异常现象，获得较满意的效果，但无论2NF还是3NF都没有涉及主属性间的函数依赖，所以有时仍会引起一些问题。由此我们引入BC范式(BF，Boyeet和Codd提出)，通常认为BF是第三范式的改进。 　　BC范式的定义：如果关系模式Risin;1NF，且R中每一个决定因素都是候选键，则R是满足BC范式的关系，记作Risin;BF。 　　当一个关系模式Risin;BF，则在函数依赖范畴里，已实现了分离，消除了插入、删除的异常。 　　第四范式(4NF) 　　第四范式是BC范式的推广，是针对有多值依赖的关系模式所定义的规范化形式。 　　定义：关系模式Rlt;U,Fgt;isin;1NF，X、Y是Ｕ的非空子集， ，Z=U-X-Y也非空。此时若Xrarr;rarr;Y，则X必包含R的主键，称Ｒ是第四范式的，记作：Risin;4NF。 　　反例：下表表示关系R4(sbm,cz#,sccj)。 设备名(sbm)厂站代码(czdm)生产厂家(sccj)引风机101匈牙利引风机101沈阳风机厂引风机101成都电力机械厂引风机102沈阳风机厂 　　 分析上表，对sbm的一个值，不论sccj取什么值，总有一组确定的cz#与之对应，所以有：sbmrarr;rarr;cz#，同样分析有sbmrarr;rarr;sccj。这说明R4不满足4NF，此种关系模式有数据冗余和修改量大等弊端。可用分解法消除不满足4NF的非平凡多值依赖。解决办法：把R4分解为R41(sbm,cz#)，R42(sbm,sccj)。 　　第五范式(5NF) 　　前面我们提高范式等级的办法是分解，把一个关系用投影来代替，这些投影一般都能通过连接得到原来的关系。但有一种关系不能无损分解成两个投影，而能分解成三个以上的投影。如图1中，