五、规范化理论

第五章关系数据库的规范化理论 1 数据依赖

1.1 函数依赖 1.1 函数依赖

1.1 函数依赖 1.1 函数依赖

1.2 完全函数依赖 1.2 完全函数依赖

1.4 传递函数依赖

1.4 传递函数依赖

定义：在关系R中，当且仅当X →Y，（Y ⊆X，

1.5 关键字（码） 1.5 关键字（码）1.5 关键字（码） 1.5 关键字（码）

确定型联系：连接联系

系/1教师/3

2 规范化理论不合法的关系

2 规范化理论

例如某书店的订购图书登记表如下：

将上表中重复组进行分解，得到下表，满足1NF。

2.1 第一范式

2.1 第一范式

订单订户号姓名地址书号书名BN出版单位单订购数

2.1 第一范式出现以上问题的原因是什么呢？

2.2 第二范式 2.2 第二范式

满足了2NF，但是还存在以下三个问题：

2.2 第二范式

NO

BO

2.3 第三范式

定义：若关系R∈2NF ，且每个非键属性都不传递函数

2.4 BCNF*

SNC(SO,PO,CO,G) )

2.4 BCNF*

2.4 BCNF *

2.4 BCNF

小结

小结

在关系数据库里，对关系的基本要求是满足第一范小结

2.5 多值依赖与第四范式

例如，在教学管理中有关系模式CTX （C,T,X），具有下列约束：

数学分析原理李军数学数学分析教程李军数学微积分学

李军

数学

微积分学张华数学数学分析原理张华数学

2.5 多值依赖与第四范式

2.5 多值依赖与第四范式存在问题：

2.5 多值依赖与第四范式 2.5 多值依赖与第四范式

多值依赖与函数依赖的区别与联系：

2.5 多值依赖与第四范式 2.5 多值依赖与第四范式

2.5 多值依赖与第四范式

2.5 多值依赖与第四范式

4NF 定义：设关系模式R∈1NF,如果对于R 的每个非

2.5 多值依赖与第四范式

可以将CTX 分解成CT 和CX 来解决上面的问题，CT 和CX 都满足4NF 。

2.6 连接依赖与第五范式

2.6 连接依赖与第五范式

2.6 连接依赖与第五范式

AFP JEEP TRUCK CAR PRODUCT TOYOTA SMITH

FORD SMITH FORD SMITH

FACTORY AGENT TRUCK FORD JONES TRUCK

FORD

SMITH

假设关系AFP有三个元组：1、2、3；

现在AFP中加入元组4：（JONES,FORD,TRUCK) ↵

2.6 连接依赖与第五范式

连接依赖：设关系模式R,其属性集为U，X 1, X 2, …X k 为

2.6 连接依赖与第五范式

AFP

TRUCK TOYOTA SMITH JEEP

FORD

SMITH

CAR FORD SMITH

PRODUCT FACTORY AGENT

TOYOTA

FORD SMITH FACTORY AGENT AF

TRUCK JEEP

CAR SMITH PRODUCT AGENT AP

TRUCK TOYOTA JEEP

FORD

CAR FORD PRODUCT FACTORY FP

关系AFP (AGENT,FACTORY,PRODUCT)存在三个属性子集：2.6 连接依赖与第五范式

AFP TOYOTA SMITH FORD SMITH FACTORY AGENT AF

JEEP SMITH TRUCK TRUCK

JONES

CAR SMITH PRODUCT AGENT AP

TRUCK TOYOTA JEEP FORD TRUCK

FORD

CAR FORD PRODUCT FACTORY

FP

FORD

JONES

JEEP TRUCK CAR PRODUCT TOYOTA SMITH

FORD SMITH FORD SMITH

FACTORY AGENT TRUCK FORD JONES TRUCK

FORD

SMITH

2.6 连接依赖与第五范式

5NF:在关系模式R中,如果存在连接依赖，则每个连接依赖2.6 连接依赖与第五范式

2.7 关系模式的分解

2.7 关系模式的分解 2.7 关系模式的分解

关系模式的规范化过程就是用一组子关系等价地

2.7.1 无损失连接性的分解

2.7 关系模式的分解

关系模式R(U)的分解是将它用其子关系模式

2.7.2 保持函数依赖的分解 2.7.2 保持函数依赖的分解

2.7.2 保持函数依赖的分解
61
2.7
关系模式的分解 ：实例
62
保持函数依赖性分解的定义: 设关系模式R ，F是其满足的函数依赖的集合， ρ ={R1,R2,…,RK} 是 R 的一个分解， 若所有 Fi(i-=1,2,..k) 的并集逻辑蕴含 F 中的全部函数依赖， 则该分解ρ具有保持函数依赖性。
例如，关系SCM(SO,CLS,MON)
‹属性集：SO(学号)，CLS (班级), MON (班主任)。 ‹语义：一个学生只属于一个班； 一个班有多个学生； 一个班只有一个班主任；
1具有无损连接性：一定能达到BCNF.。 2保持函数依赖：一定能达到3NF.，而不一定能达到BCNF.。 3既保持函数依赖，又具有无损连接性：一定能达到 3NF.，而不一定能达到BCNF. 。
一个老师可以做多个班的班主任。 ‹函数依赖集: SO→CLS, CLS →MON, SO →MON(传） ‹该关系满足2NF。
2.7
关系模式的分解 ：实例
63
2.7
SCM
SO 01 02 03 04 05 CLS 51 51 62 61 61 MON 王明 王明 张芳 张芳 张芳
关系模式的分解 ：实例
SM
SO 01 02 03 04 05 MON 王明 王明 张芳 张芳 张芳 SO 01 02 03 03 04 04 05 05
64
为了提高范式等级将关系SCM(SO,CLS,MON)进 行分解，有三种分解方案：
SM |×| CM
CLS MON 51 51 62 61 62 61 62 61 王明 王明 张芳 张芳 张芳 张芳 张芳 张芳
ρ1={ SM(SO,MON), CM(CLS,MON) } ρ2={ SC(SO,CLS), SM(SO,MON) } ρ3={ SC(SO,CLS), CM(CLS,MON) }
三种分解所得到的新关系，都满足3NF。
CM
ρ1不具有无损失连接性。
CLS MON 51 62 61 王明 张芳 张芳
2.7
关系模式的分解 ：实例
65
2.7
S-C-M
SO 01 02 03 04 05 CLS 51 51 62 61 61 MON 王明 王明 张芳 张芳 张芳
关系模式的分解 ：实例
S-M S-M
SO 01 02 03 04 05 SO 01 02 03 04 05 MON 张芳 王明 张芳 张芳 张芳 SO 01 02 03 04 05 MON 王明 王明 张芳 张芳 张芳
66
由于61班和62班的班主任都是张芳，因此从分解后 的新关系中无法判别03，04，05号学生的班级，分解后 的新关系SM |×| CM与原关系SCM的内容不同，说明丢 失了信息。 产生这种现象的原因是，在ρ1分解得到的新关系 中，SO→CLS未被保持。
S-C
SO CLS 01 02 03 04 05 51 51 62 61 61
S-C 01学生 从51班 转到 62班
CLS 62 51 62 61 61
ρ2：新关系S-M和S-C 不相互独立
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