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第一节 问题的提出 缺点：1、冗余太大 2、操作异常 1）插入异常 2）删除异常 3）修改异常 （1）第一种分解方法 S_D（学号，学生姓名，学院名称，院长，导师姓名） P（项目编号，项目名称） S_P（学号，项目编号，承担任务） （2）第二种分解方法 S（学号，学生姓名，学院名称，导师姓名） P（项目编号，项目名称） S_MN（学号，院长） S_P（学号，项目编号，承担任务） （3）第三种分解方法 S（学号，学生姓名，学院名称，导师姓名） P（项目编号，项目名称） D（学院名称，院长） T（承担任务） （4）第四种分解方法 S（学号，学生姓名，学院名称、导师姓名） P（项目编号，项目名称） D（学院名称，院长） S_P（学号，项目编号，承担任务） 存在问题的原因 数据冗余和操作异常产生的重要原因就是对数据依赖的不恰当处理，最终导致不合理的关系模式的设计。 一个关系中各属性之间可能是相互关联的，而这种关联有“强”有“弱”，有直接关联，也有间接关联。 不从语义上研究和考虑属性子集间的这种关联简单地将属性随意地编排在一起，形成泛关系模式，就可能产生很大程度的数据冗余，导致“排他”现象，从而引发各种冲突和异常。 解决方法 解决问题的方法就是将关系模式进一步分解 将关系模式中的属性按照一定的约束条件重新分组，争取“一个关系模式只描述一个独立的实体”，使得逻辑上独立的信息放在独立的关系模式中，即进行关系模式的规范化处理。 规范化理论的提出 “关系规范化”理论包含两个核心的问题： 一、如何判断关系模式中存在的问题。 通过分析关系模式中的数据依赖关系，判断关系模式的“范式”级别，从而得到这种模式中可能存在的数据冗余和操作异常问题； 二、如何解决关系模式中存在的问题，即对关系模式进行分解。 如何分解？“关系规范化”理论为解决这些问题提供了理论依据和相应的算法。 由定义可以导出下列概念： 1. 决定因素：若X →Y，则X叫做决定因素 2. 平凡的函数依赖：X →Y，Y? X，则称X→Y是平凡的函数依赖。 3. 非平凡的函数依赖:X →Y，但Y X，则称X→Y是非平凡的函数依赖。 4. 互相依赖：若X→Y， Y→X， 则记作X ←→Y。 5. 若Y不函数依赖于X，则记作X Y。 定义4.2 ：完全函数依赖 在R(U)中，如果X →Y，并且对于X的任何一个真子集X’，都有X’ Y，则称Y对X完全函数依赖。记作： 定义4.5：设K为R(U，F)中的属性或属性组，若 ，则K为R的候选码。 三、第一范式(1NF) 定义：满足关系的每一个分量是不可分的数据项这一条件的关系模式就属于第一范式(1NF)。 缺点1.插入异常2.删除异常3.冗余太大4.修改复杂 四、第二范式(2NF) 定义： 若R∈1NF，且每一个非主属性完全函数依赖于码，则R∈2NF。 四、第三范式(3NF) 定义：关系模式R(U，F)中若不存在这样的码X，属性组Y及非主属性组Z(Z?Y)使得X→Y，(Y →X) Y →Z成立，则称R(U，F)∈3NF。 例：项目(编号，项目名称，负责人，职务， 成员，任务情况) (假设:负责人无重名情况） 例：关系模式SJP（S，J，P） S：学生 [学生选修课程有一定的名次] J：课程 [每门课程中每一名次只有一个学生] P：名次 （名次没有并列） 函数依赖： （S，J）→ P （J，P）→ S 分析得知：SJP ∈ 3NF SJP ∈ BCNF 例：关系模式STJ（S，T，J） S：学生 [某一学生选定某门课，就对应一个固定教师] T：教师 [每个教师只教一门课] J： 课程 [每门课有若干教师] 函数依赖： （S，J）→ T （S，T）→ J 分析得知：STJ ∈ 3NF 但是：STJ ∈ BCNF 因为： T → J STJ可以分解为：ST（S，T）TJ（T，J） 六、多值依赖与第四范式（4NF） 例: 学校中某一门课程由多个教师讲授，他们使用相同的一套参考书。 关系模式Teaching(C, T, B) 课程C、教师T 和 参考书B 用二维表表示Teaching 多值依赖与第四范式（续） Teaching∈BCNF: Teach具有唯一候选码(C