关系规范化理论知识
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三种模式分解等价的定义： ⒈ 分解具有无损连接性 U=U1∞U2 ∞…Un
⒉ 分解要保持函数依赖 F与 ∪Fi等价
⒊ 分解既要保持函数依赖，又要具有无损连 接性
模式的分解（续）
例：S-D-L（Sno， Sdept， Sloc） F={ Sno→Sdept,Sdept→Sloc,Sno→Sloc}
分解方法可以有多种： 1. S-D-L分解为三个关系模式 R1(Sno) R2(Sdept) R3(Sloc) 2. SL分解为下面二个关系模式 R1(Sno, Sloc) R2(Sdept, Sloc)
分解的本质：概念的单一化
本章要回答的问题：
1. “好” 模式的标准？
不会发生插入异常、删除异常、更新异常， 数据冗余应尽可能少，即每个关系只有一个 主题。 满足3NF标准的关系模式是好模式
2. 分解的本质是什么？
概念的单一化过程
3. 一个关系模式如何分解成几个“好”的模式？ （不丢失信息和语义的前提下）
分解关系模式
把这个单一模式分成5个关系模式： S(sno, sn, age, sloc, ……) /*学生信息*/ C(cno, cn, credit, ……) /*课程信息*/ DEPT(dno, dn，mn, ……) /*系的信息*/ S_D(sno, dno) /*学生与系的联系*/ SC(sno,cno,grade) /*学生与课程的联系*/
关系模式S_C_D中存在的问题
教务关系模式S_C_D(一个关系模式)：
(sno, sn,age,dn, mn, cno,cn, grade, …)
存在的问题：
1.删除异常（Deletion Anomalies） 2.插入异常（Insertion Anomalies） 3.数据冗余太大，
更新异常（Update Anomalies）
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论
计算机科学与技术系 郑海旭
第六章 关系数据理论
6.1 问题的提出 6.2 规范化 6.4 模式的分解方法简介 6.5 小结
本章解决的问题
➢针对具体问题，如何构造一个适合于
它的数据模式 （使用的工具─关系数据库的规范化理
4NF
消除连接依赖
5NF
规范化的基本思想
➢消除不合适的数据依赖 ➢的各关系模式达到某种程度的“分离” ➢采用“一事一地”的模式设计原则 ➢ 让一个关系描述一个概念、一个实体或者实
体间的一种联系。若多于一个概念就把它“分 离”出去
➢所谓规范化实质上是概念的单一化
规范化（续）
➢不能说规范化程度越高的关系模式就越好 ➢在设计数据库模式结构时，必须对现实世界的实
✓ 从语义上讲，是概念的单一化过程； ✓ 从数据依赖上说，是逐步去除非主属性对码的
部分依赖和传递依赖
6.3 模式的分解
➢规范化：把低一级的关系模式分解为若干
个高一级的关系模式的过程。
➢只有能够保证分解后的关系模式与原关系
模式等价，分解方法才有意义。
关系模式分解的标准
给定R(U,F), 将其分解成 R1(U1,F1), R2(U2,F2), ….Rn(Un,Fn)
关系模式(系-住宿分配) S-D-L(Sdept, Sloc)
5.2.6 规范化
➢关系数据库的规范化理论是数据库逻辑设计的工
具。
➢一个关系只要其分量都是不可分的数据项，它就
是规范化的关系，但这只是最基本的规范化。
➢规范化程度可以有多个不同的级别
规范化（续）
➢规范化程度过低的关系不一定能够很好地描述
际情况和用户应用需求作进一步分析，确定一个 合适的、能够反映现实世界的模式
➢上面的规范化步骤可以在其中任何一步终止
对函数依赖(FD)的讨论
1、以下3个模式都是3NF SC(Sno, Cno, Grade)
S-D(Sno, Sdept )
S-D-L(Sdept, Sloc) 2、是3NF的模式是好模式 3、是3NF的模式代表一个单一的主题 4、模式分解的本质
结论：3和4属于无损分解; 3的分解不保持FD, 4的分解保持FD。
定理6.3.1 若要求分解既具有无损连接 性，又保持函数依赖，则模式分解一定能 够达到3NF。
模式分解的方法简介
1、形式化方法 给定R(U,F) ①求F的较小函数依赖集候选码PK和Fmin
Fmin={F1, F2, …Fn}, 其中Fi: Xi →Yi ②R1(U1,F1), R2(U2,F2), ….Rn(Un,Fn), R’(PK)
论）
复习前一节的内容 [例1]试建立一个描述学校教务管理的数据库。 信息有： 学生的学号(sno)、姓名(sn)、性别(sex) 年龄(age)、住址(sloc)......
学校所属系编号(dno)、系名(dn)、系主任 (mn)、
系联系电话(phone)、所在地 ……
课程号(cno)、课程名(cn)、学分(credit)、 成绩（grade）……
结论：1和2属于有损分解
模式的分解（续）
例：S-D-L（Sno， Sdept， Sloc） F={ Sno→Sdept,Sdept→Sloc,Sno→Sloc}
分解方法可以有多种： 3. S-D-L分解为下面二个关系模式 S-L(Sno, Sloc) S-D(Sno, Sdept) 4. 将S-D-L分解为下面二个关系模式 S-D(Sno, Sdept) S-L(Sdept, Sloc)
现实世界，可能会存在插入异常、删除异常、 修改复杂、数据冗余等问题
➢一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可
以转换为若干个高一级范式的关系模式集合， 这种过程就叫关系模式的规范化
规范化步骤
1NF
消除非主属性对码的部分依赖
2NF
消除非主属性对码的传递依赖
3NF
消除主属性对码的部分和传递依赖
BCNF
消除多值依赖
Leabharlann Baidu
关系模式分解方法举例
关系模式(学生-所在系-住宿-课程-成绩) S-D-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade)
关系模式(学生选课情况) 关系模式(学生住宿情况) SC(Sno, Cno, Grade) S-D-L(Sno, Sdept, Sloc)
关系模式(学生-系) S-D(Sno, Sdept )
⒉ 分解要保持函数依赖 F与 ∪Fi等价
⒊ 分解既要保持函数依赖，又要具有无损连 接性
模式的分解（续）
例：S-D-L（Sno， Sdept， Sloc） F={ Sno→Sdept,Sdept→Sloc,Sno→Sloc}
分解方法可以有多种： 1. S-D-L分解为三个关系模式 R1(Sno) R2(Sdept) R3(Sloc) 2. SL分解为下面二个关系模式 R1(Sno, Sloc) R2(Sdept, Sloc)
分解的本质：概念的单一化
本章要回答的问题：
1. “好” 模式的标准？
不会发生插入异常、删除异常、更新异常， 数据冗余应尽可能少，即每个关系只有一个 主题。 满足3NF标准的关系模式是好模式
2. 分解的本质是什么？
概念的单一化过程
3. 一个关系模式如何分解成几个“好”的模式？ （不丢失信息和语义的前提下）
分解关系模式
把这个单一模式分成5个关系模式： S(sno, sn, age, sloc, ……) /*学生信息*/ C(cno, cn, credit, ……) /*课程信息*/ DEPT(dno, dn，mn, ……) /*系的信息*/ S_D(sno, dno) /*学生与系的联系*/ SC(sno,cno,grade) /*学生与课程的联系*/
关系模式S_C_D中存在的问题
教务关系模式S_C_D(一个关系模式)：
(sno, sn,age,dn, mn, cno,cn, grade, …)
存在的问题：
1.删除异常（Deletion Anomalies） 2.插入异常（Insertion Anomalies） 3.数据冗余太大，
更新异常（Update Anomalies）
数据库系统概论
An Introduction to Database System
第六章 关系数据理论
计算机科学与技术系 郑海旭
第六章 关系数据理论
6.1 问题的提出 6.2 规范化 6.4 模式的分解方法简介 6.5 小结
本章解决的问题
➢针对具体问题，如何构造一个适合于
它的数据模式 （使用的工具─关系数据库的规范化理
4NF
消除连接依赖
5NF
规范化的基本思想
➢消除不合适的数据依赖 ➢的各关系模式达到某种程度的“分离” ➢采用“一事一地”的模式设计原则 ➢ 让一个关系描述一个概念、一个实体或者实
体间的一种联系。若多于一个概念就把它“分 离”出去
➢所谓规范化实质上是概念的单一化
规范化（续）
➢不能说规范化程度越高的关系模式就越好 ➢在设计数据库模式结构时，必须对现实世界的实
✓ 从语义上讲，是概念的单一化过程； ✓ 从数据依赖上说，是逐步去除非主属性对码的
部分依赖和传递依赖
6.3 模式的分解
➢规范化：把低一级的关系模式分解为若干
个高一级的关系模式的过程。
➢只有能够保证分解后的关系模式与原关系
模式等价，分解方法才有意义。
关系模式分解的标准
给定R(U,F), 将其分解成 R1(U1,F1), R2(U2,F2), ….Rn(Un,Fn)
关系模式(系-住宿分配) S-D-L(Sdept, Sloc)
5.2.6 规范化
➢关系数据库的规范化理论是数据库逻辑设计的工
具。
➢一个关系只要其分量都是不可分的数据项，它就
是规范化的关系，但这只是最基本的规范化。
➢规范化程度可以有多个不同的级别
规范化（续）
➢规范化程度过低的关系不一定能够很好地描述
际情况和用户应用需求作进一步分析，确定一个 合适的、能够反映现实世界的模式
➢上面的规范化步骤可以在其中任何一步终止
对函数依赖(FD)的讨论
1、以下3个模式都是3NF SC(Sno, Cno, Grade)
S-D(Sno, Sdept )
S-D-L(Sdept, Sloc) 2、是3NF的模式是好模式 3、是3NF的模式代表一个单一的主题 4、模式分解的本质
结论：3和4属于无损分解; 3的分解不保持FD, 4的分解保持FD。
定理6.3.1 若要求分解既具有无损连接 性，又保持函数依赖，则模式分解一定能 够达到3NF。
模式分解的方法简介
1、形式化方法 给定R(U,F) ①求F的较小函数依赖集候选码PK和Fmin
Fmin={F1, F2, …Fn}, 其中Fi: Xi →Yi ②R1(U1,F1), R2(U2,F2), ….Rn(Un,Fn), R’(PK)
论）
复习前一节的内容 [例1]试建立一个描述学校教务管理的数据库。 信息有： 学生的学号(sno)、姓名(sn)、性别(sex) 年龄(age)、住址(sloc)......
学校所属系编号(dno)、系名(dn)、系主任 (mn)、
系联系电话(phone)、所在地 ……
课程号(cno)、课程名(cn)、学分(credit)、 成绩（grade）……
结论：1和2属于有损分解
模式的分解（续）
例：S-D-L（Sno， Sdept， Sloc） F={ Sno→Sdept,Sdept→Sloc,Sno→Sloc}
分解方法可以有多种： 3. S-D-L分解为下面二个关系模式 S-L(Sno, Sloc) S-D(Sno, Sdept) 4. 将S-D-L分解为下面二个关系模式 S-D(Sno, Sdept) S-L(Sdept, Sloc)
现实世界，可能会存在插入异常、删除异常、 修改复杂、数据冗余等问题
➢一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可
以转换为若干个高一级范式的关系模式集合， 这种过程就叫关系模式的规范化
规范化步骤
1NF
消除非主属性对码的部分依赖
2NF
消除非主属性对码的传递依赖
3NF
消除主属性对码的部分和传递依赖
BCNF
消除多值依赖
Leabharlann Baidu
关系模式分解方法举例
关系模式(学生-所在系-住宿-课程-成绩) S-D-L-C(Sno, Sdept, Sloc, Cno, Grade)
关系模式(学生选课情况) 关系模式(学生住宿情况) SC(Sno, Cno, Grade) S-D-L(Sno, Sdept, Sloc)
关系模式(学生-系) S-D(Sno, Sdept )