1、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)第五章第五章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)際 西安理工大學(xué)西安理工大學(xué) 康曉兵康曉兵 內(nèi)內(nèi) 容容 提提 綱綱l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)以數(shù)學(xué)實(shí)際為根底，因此關(guān)系模型可以設(shè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)以數(shù)學(xué)實(shí)際為根底，因此關(guān)系模型可以設(shè)計(jì)得更加科學(xué)。對(duì)于關(guān)系模型的三要素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)造、計(jì)得更加科學(xué)。對(duì)于關(guān)系模型的三要素?cái)?shù)據(jù)構(gòu)造、關(guān)系操作及完好性約束條件來(lái)說(shuō)，關(guān)系方式可以設(shè)關(guān)系操作及完好性約束條件來(lái)說(shuō)，關(guān)系方式可以設(shè)計(jì)的更加合理，關(guān)系操作可以進(jìn)展優(yōu)化，效率更高。計(jì)的更加合理，關(guān)系操作可以進(jìn)展優(yōu)化，效率更高。關(guān)系數(shù)據(jù)實(shí)際包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)際即規(guī)范化實(shí)際關(guān)系數(shù)據(jù)實(shí)際包括數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)際即規(guī)范化實(shí)際和數(shù)據(jù)庫(kù)操作實(shí)際

2、即查詢優(yōu)化實(shí)際。本章主要研和數(shù)據(jù)庫(kù)操作實(shí)際即查詢優(yōu)化實(shí)際。本章主要研討規(guī)范化實(shí)際。討規(guī)范化實(shí)際。l5.1 5.1 關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題規(guī)范化的必要性關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題規(guī)范化的必要性l5.2 5.2 函數(shù)依賴函數(shù)依賴l5.3 5.3 關(guān)系方式規(guī)范化和范式關(guān)系方式規(guī)范化和范式知識(shí)回想知識(shí)回想一、關(guān)系方式的方式化定義一、關(guān)系方式的方式化定義二、關(guān)系方式的簡(jiǎn)化定義二、關(guān)系方式的簡(jiǎn)化定義三、什么是數(shù)據(jù)依賴三、什么是數(shù)據(jù)依賴一、關(guān)系方式的方式化定義一、關(guān)系方式的方式化定義關(guān)系方式由五部分組成，即它是一個(gè)五元組：關(guān)系方式由五部分組成，即它是一個(gè)五元組： R(U, D, DOM, F)R： 關(guān)系名關(guān)

3、系名U： 組成該關(guān)系的屬性名集合組成該關(guān)系的屬性名集合D： 屬性組屬性組U中屬性所來(lái)自的域中屬性所來(lái)自的域DOM： 屬性向域的映象集合屬性向域的映象集合F： 屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合屬性間數(shù)據(jù)的依賴關(guān)系集合二、關(guān)系方式的簡(jiǎn)化表示二、關(guān)系方式的簡(jiǎn)化表示l關(guān)系方式關(guān)系方式RU, D, DOM, Fl 簡(jiǎn)化為一個(gè)三元組：簡(jiǎn)化為一個(gè)三元組：l RU, Fl當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)且僅當(dāng)U上的一個(gè)關(guān)系上的一個(gè)關(guān)系r滿足滿足F時(shí)，時(shí)，r稱為關(guān)系方式稱為關(guān)系方式 RU, F的一個(gè)關(guān)系的一個(gè)關(guān)系三、什么是數(shù)據(jù)依賴三、什么是數(shù)據(jù)依賴1. 1. 完好性約束的表現(xiàn)方式完好性約束的表現(xiàn)方式限定屬性取值范圍：例如學(xué)生成果必需在限定屬

4、性取值范圍：例如學(xué)生成果必需在0-1000-100之間之間定義屬性值間的相互關(guān)連主要表達(dá)于值的相等定義屬性值間的相互關(guān)連主要表達(dá)于值的相等與否，這就是數(shù)據(jù)依賴，它是數(shù)據(jù)庫(kù)方式設(shè)與否，這就是數(shù)據(jù)依賴，它是數(shù)據(jù)庫(kù)方式設(shè)計(jì)的關(guān)鍵計(jì)的關(guān)鍵什么是數(shù)據(jù)依賴什么是數(shù)據(jù)依賴2. 2. 數(shù)據(jù)依賴數(shù)據(jù)依賴一個(gè)關(guān)系內(nèi)部屬性與屬性之間的約束關(guān)系一個(gè)關(guān)系內(nèi)部屬性與屬性之間的約束關(guān)系現(xiàn)實(shí)世界屬性間相互聯(lián)絡(luò)的籠統(tǒng)現(xiàn)實(shí)世界屬性間相互聯(lián)絡(luò)的籠統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì)數(shù)據(jù)內(nèi)在的性質(zhì)語(yǔ)義的表達(dá)語(yǔ)義的表達(dá)什么是數(shù)據(jù)依賴什么是數(shù)據(jù)依賴3. 3. 數(shù)據(jù)依賴的類型數(shù)據(jù)依賴的類型函數(shù)依賴函數(shù)依賴Functional DependencyFuncti

5、onal Dependency，簡(jiǎn)記為，簡(jiǎn)記為FDFD多值依賴多值依賴Multivalued DependencyMultivalued Dependency，簡(jiǎn)記為，簡(jiǎn)記為MVDMVD其他其他 5.1 關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題康曉兵康曉兵關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題l在設(shè)計(jì)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，設(shè)計(jì)了如下一個(gè)關(guān)系方式：在設(shè)計(jì)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，設(shè)計(jì)了如下一個(gè)關(guān)系方式：l S(SNO，SN，AGE，DEPT，DEAN，CNO，G)l其中，其中， SNO表示學(xué)生學(xué)號(hào)，表示學(xué)生學(xué)號(hào)，SN表示學(xué)生姓名，表示學(xué)生姓名，AGE表表示學(xué)生年齡，示學(xué)生年齡，DEPT表示

6、學(xué)生所在的系別，表示學(xué)生所在的系別，DEAN表示系表示系主任姓名，主任姓名， CNO表示課程號(hào)，表示課程號(hào)，G表示成果。表示成果。 l 根據(jù)實(shí)踐情況，這些數(shù)據(jù)有如下語(yǔ)義規(guī)定：根據(jù)實(shí)踐情況，這些數(shù)據(jù)有如下語(yǔ)義規(guī)定：l1. 一個(gè)系有假設(shè)干個(gè)學(xué)生，但一個(gè)學(xué)生只屬于一個(gè)系；一個(gè)系有假設(shè)干個(gè)學(xué)生，但一個(gè)學(xué)生只屬于一個(gè)系；l2. 一個(gè)系只需一名系主任，但一個(gè)系主任可以同時(shí)兼幾一個(gè)系只需一名系主任，但一個(gè)系主任可以同時(shí)兼幾個(gè)系的系主任；個(gè)系的系主任；l3. 一個(gè)學(xué)生可以選修多門課，每門課可有假設(shè)干學(xué)生選一個(gè)學(xué)生可以選修多門課，每門課可有假設(shè)干學(xué)生選修；修；l4. 每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)一門課程有一個(gè)成果。每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)

7、一門課程有一個(gè)成果。關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題SNOSNAGEDEPTDEANCNOGS1趙亦趙亦17計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)劉偉劉偉C190S1趙亦趙亦17計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)劉偉劉偉C285S2錢爾錢爾18信息信息王平王平C557S2錢爾錢爾18信息信息王平王平C680S2錢爾錢爾18信息信息王平王平C7 70S2錢爾錢爾18信息信息王平王平C870S3孫珊孫珊20信息信息王平王平C10S3孫珊孫珊20信息信息王平王平C270S3孫珊孫珊20信息信息王平王平C485S4李思李思20自動(dòng)化自動(dòng)化陳剛陳剛C193關(guān)系關(guān)系S 關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題l經(jīng)過(guò)分析經(jīng)過(guò)分析,

8、 (SNO, CNO)屬性的組合能獨(dú)一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，屬性的組合能獨(dú)一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組，所以所以(SNO, CNO)是該關(guān)系方式的主鍵。但在數(shù)據(jù)操作是該關(guān)系方式的主鍵。但在數(shù)據(jù)操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題：時(shí)會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題：l信息的不可表示問(wèn)題信息的不可表示問(wèn)題l插入異常：假設(shè)某個(gè)新系沒(méi)有招生，尚無(wú)學(xué)生時(shí)，那么插入異常：假設(shè)某個(gè)新系沒(méi)有招生，尚無(wú)學(xué)生時(shí)，那么系名和系主任的信息無(wú)法插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。系名和系主任的信息無(wú)法插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。l刪除異常：某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒(méi)有招生時(shí)，刪除全部刪除異常：某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒(méi)有招生時(shí)，刪除全部學(xué)生的記錄那么系名、系主任也隨之刪除，而這個(gè)系依學(xué)生的記錄那么系名、系主任也隨之

9、刪除，而這個(gè)系依然存在，在數(shù)據(jù)庫(kù)中卻無(wú)法找到該系的信息。然存在，在數(shù)據(jù)庫(kù)中卻無(wú)法找到該系的信息。關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題l信息的冗余問(wèn)題信息的冗余問(wèn)題l數(shù)據(jù)冗余：每個(gè)系名和系主任的名字存儲(chǔ)的次數(shù)等數(shù)據(jù)冗余：每個(gè)系名和系主任的名字存儲(chǔ)的次數(shù)等于該系的學(xué)生人數(shù)乘以每個(gè)學(xué)生選修的課程門數(shù)，于該系的學(xué)生人數(shù)乘以每個(gè)學(xué)生選修的課程門數(shù)，同時(shí)學(xué)生的姓名、年齡也都要反復(fù)存儲(chǔ)多次，數(shù)據(jù)同時(shí)學(xué)生的姓名、年齡也都要反復(fù)存儲(chǔ)多次，數(shù)據(jù)的冗余度很大，浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。的冗余度很大，浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間。l更新異常：假設(shè)學(xué)生改名，那么該學(xué)生的一切記錄更新異常：假設(shè)學(xué)生改名，那么該學(xué)生的一切記錄都要逐一修

10、正都要逐一修正SN；l 又如某系改換系主任，那么屬于該系的學(xué)生記錄又如某系改換系主任，那么屬于該系的學(xué)生記錄都要修正都要修正DEAN的內(nèi)容，稍有不慎，就有能夠漏改的內(nèi)容，稍有不慎，就有能夠漏改某些記錄，這就會(huì)呵斥數(shù)據(jù)的不一致性，破壞了數(shù)某些記錄，這就會(huì)呵斥數(shù)據(jù)的不一致性，破壞了數(shù)據(jù)的完好性。據(jù)的完好性。關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題lS是一個(gè)不好的關(guān)系方式是一個(gè)不好的關(guān)系方式l緣由：由存在于方式中的某些數(shù)據(jù)依賴引起的緣由：由存在于方式中的某些數(shù)據(jù)依賴引起的l處理方法：方式分解處理方法：方式分解l方式分解是關(guān)系規(guī)范化的主要方法方式分解是關(guān)系規(guī)范化的主要方法l把關(guān)系方式把關(guān)系方式

11、S分解為下面三個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)單的關(guān)系方式：分解為下面三個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)單的關(guān)系方式：l學(xué)生關(guān)系：學(xué)生關(guān)系：S(SNO,SN,AGE,DEPT)l選課關(guān)系：選課關(guān)系：SC(SNO, CNO,G)l系關(guān)系：系關(guān)系：D(DEPT, DEAN)l結(jié)果如下頁(yè)圖所示：很顯然，消除了以上存在的四點(diǎn)結(jié)果如下頁(yè)圖所示：很顯然，消除了以上存在的四點(diǎn)l缺乏，數(shù)據(jù)庫(kù)模型更加科學(xué)、合理。缺乏，數(shù)據(jù)庫(kù)模型更加科學(xué)、合理。關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題關(guān)系方式設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題SNOSNAGEDEPT SNOCNOGS1趙亦趙亦17計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) S1C190S2錢爾錢爾18信息信息 S1C285S3孫珊孫珊20信息信息 S2C557S4李思李思

12、21自動(dòng)化自動(dòng)化 S2C680 S2C7 70 S2C870DEPTDEAN S3C10計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)劉偉劉偉 S3C270信息信息王平王平 S3C485自動(dòng)化自動(dòng)化陳剛陳剛 S4C193 5.2 函數(shù)依賴函數(shù)依賴康曉兵康曉兵規(guī)范化實(shí)際規(guī)范化實(shí)際l關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)方式的設(shè)計(jì)，一個(gè)好的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)方式應(yīng)該包括多少關(guān)系方式，而每一個(gè)關(guān)系方式又應(yīng)該包括哪些屬性，又如何將這些相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系方式組建一個(gè)適宜的關(guān)系模型，這些任務(wù)決議了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，也是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵所在，而這一切正是在關(guān)系數(shù)據(jù)規(guī)范化實(shí)際的指點(diǎn)下逐漸完成的。l關(guān)系數(shù)據(jù)的規(guī)范化實(shí)際主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：l函數(shù)信任l范

13、式Normal Forml方式設(shè)計(jì) 函數(shù)依賴函數(shù)依賴l函數(shù)依賴函數(shù)依賴l函數(shù)依賴反映同一關(guān)系中屬性間的一種約束關(guān)系。函數(shù)依賴反映同一關(guān)系中屬性間的一種約束關(guān)系。l關(guān)系方式的五元組表示：關(guān)系方式的五元組表示： R(U,D,Dom,F) ，在規(guī)范化，在規(guī)范化過(guò)程中過(guò)程中l(wèi)D和和Dom可以不予思索，關(guān)系方式可簡(jiǎn)化為三元組：可以不予思索，關(guān)系方式可簡(jiǎn)化為三元組：R(U,F)l設(shè)設(shè)R(U)是屬性集是屬性集U上的關(guān)系方式，上的關(guān)系方式，X , Y U， r是是R(U) 上上l的恣意一個(gè)關(guān)系，假設(shè)的恣意一個(gè)關(guān)系，假設(shè)l對(duì)對(duì) t , s r，假設(shè)，假設(shè)tX = sX，那么，那么tY = sY 成立成立l那么稱

14、那么稱“X函數(shù)決議函數(shù)決議Y，或，或“Y函數(shù)依賴于函數(shù)依賴于X，l 記作：記作：XY，稱，稱X為決議要素，為決議要素，Y稱為依賴要素，稱為依賴要素，l 如：如： SNO SN， SNO，CNO Gl 留意：留意：t和和s是關(guān)系是關(guān)系r中恣意二個(gè)元組。中恣意二個(gè)元組。函數(shù)依賴函數(shù)依賴l平凡函數(shù)依賴平凡函數(shù)依賴l假設(shè)假設(shè)X Y，但，但Y X，那么稱其為非平凡的，那么稱其為非平凡的函數(shù)依賴，否那么稱為平凡的函數(shù)依賴函數(shù)依賴，否那么稱為平凡的函數(shù)依賴l如如SNO，SN SN是平凡的函數(shù)依賴是平凡的函數(shù)依賴l部分函數(shù)依賴部分函數(shù)依賴l在在R(U)中，假設(shè)中，假設(shè)XY，且對(duì)于恣意，且對(duì)于恣意X的真子集的真

15、子集X，都都l有有 ，那么稱，那么稱Y對(duì)對(duì)X完全函數(shù)依賴，記作完全函數(shù)依賴，記作l否那么稱為否那么稱為Y對(duì)對(duì)X部分函數(shù)依賴，記作部分函數(shù)依賴，記作 普通情況下普通情況下, ,總是討論非平凡函數(shù)依賴總是討論非平凡函數(shù)依賴X YX YpSNO，CNO G fSNO，CNO SNpX Yf函數(shù)依賴函數(shù)依賴l傳送函數(shù)依賴傳送函數(shù)依賴l在在R(U)中，假設(shè)中，假設(shè)l那么稱那么稱Z對(duì)對(duì)X傳送函數(shù)依賴，記為：傳送函數(shù)依賴，記為：X Zl在關(guān)系在關(guān)系S(SNO , SN ,AGE, DEPT , DEAN , CNO , G)中：中：SNO DEPT ， DEPT DEANl SNO DEAN快速熱身：找出職

16、工工資表中的傳送函數(shù)依賴？快速熱身：找出職工工資表中的傳送函數(shù)依賴？傳送傳送傳送傳送職工工資職工，級(jí)別，工資職工工資職工，級(jí)別，工資函數(shù)依賴范例函數(shù)依賴范例對(duì)于關(guān)系方式對(duì)于關(guān)系方式S(SNO , SN , DEPT , DEAN , CNO, G) 主碼：主碼：SNO，CNO 函數(shù)依賴集：函數(shù)依賴集： fpp傳送SNO，CNO G SNO SN，SNO，CNO SN SNO DEPT，SNO，CNODEPT DEPT DEAN SNO DEAN 5.3 關(guān)系方式規(guī)范化和范式關(guān)系方式規(guī)范化和范式康曉兵康曉兵范式范式l 范式范式 Normal Forms，簡(jiǎn)記為，簡(jiǎn)記為NF 定義定義l范式是對(duì)關(guān)系

17、方式的不同數(shù)據(jù)依賴程度的衡量范式是對(duì)關(guān)系方式的不同數(shù)據(jù)依賴程度的衡量l經(jīng)過(guò)方式分解將一個(gè)低級(jí)范式轉(zhuǎn)換為假設(shè)干個(gè)高級(jí)范式的過(guò)程稱作規(guī)范化經(jīng)過(guò)方式分解將一個(gè)低級(jí)范式轉(zhuǎn)換為假設(shè)干個(gè)高級(jí)范式的過(guò)程稱作規(guī)范化l顯然顯然l4NFBCNF 3NF 2NF 1NF1NF2NF3NF4NFBCNF1NF l定義定義l關(guān)系中每一分量不可再分。即不能以集合、關(guān)系中每一分量不可再分。即不能以集合、序列等作為屬性值序列等作為屬性值l 關(guān)系關(guān)系R屬于第一范式，記為屬于第一范式，記為R1NFSNOCNOS1C1，C2，C3SNOCNOS1C1S1C2S1C32NF 關(guān)系方式關(guān)系方式S(SNO , SN , DEPT , D

18、EAN , CNO , G) S 1NF不良特性不良特性插入異常：假設(shè)某個(gè)新系沒(méi)有招生，尚無(wú)學(xué)生時(shí)，那插入異常：假設(shè)某個(gè)新系沒(méi)有招生，尚無(wú)學(xué)生時(shí)，那么系名和系主任的信息無(wú)法插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中么系名和系主任的信息無(wú)法插入到數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除異常：某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒(méi)有招生時(shí)，刪除全刪除異常：某系學(xué)生全部畢業(yè)而沒(méi)有招生時(shí)，刪除全部學(xué)生的記錄那么系名、系主任也隨之刪除，而這個(gè)部學(xué)生的記錄那么系名、系主任也隨之刪除，而這個(gè)系依然存在，在數(shù)據(jù)庫(kù)中卻無(wú)法找到該系的信息系依然存在，在數(shù)據(jù)庫(kù)中卻無(wú)法找到該系的信息更新異常：假設(shè)學(xué)生轉(zhuǎn)系，假設(shè)他選修了更新異常：假設(shè)學(xué)生轉(zhuǎn)系，假設(shè)他選修了k門課，那么門課，那么需求修正需求修

19、正k次，同時(shí)系主任也隨之修正多次次，同時(shí)系主任也隨之修正多次數(shù)據(jù)冗余：假設(shè)一個(gè)學(xué)生選修了數(shù)據(jù)冗余：假設(shè)一個(gè)學(xué)生選修了k門課，那么有關(guān)他的門課，那么有關(guān)他的所在系的信息反復(fù)所在系的信息反復(fù)2NF l定義定義l假設(shè)假設(shè)R1NF，且每個(gè)非主屬性完全依賴于碼，且每個(gè)非主屬性完全依賴于碼，那么稱那么稱R2NF 消除非主屬性對(duì)碼的部分依消除非主屬性對(duì)碼的部分依賴賴lS中的函數(shù)依賴集：中的函數(shù)依賴集：SNO SN， SNO DEPT，l DEPT DEAN， SNO， CNO G l但但S2NF，由于，由于 (SNO，CNO)為主碼為主碼l非主屬性：非主屬性：SN，DEPT，DEAN，G p pSNO，CN

20、O SN SNO，CNO DEPTSNO，CNO DEAN p2NF l改造改造l非主屬性有兩種，一種完全依賴于碼，一種非主屬性有兩種，一種完全依賴于碼，一種部分依賴于碼。部分依賴于碼。l將將S分解為：分解為：SC(SNO , CNO , G)l S_DEPT(SNO , SN , DEPT , DEAN)l 很顯然，很顯然，SC2NF，S_DEPT2NFl快速熱身快速熱身l關(guān)系方式關(guān)系方式RA，B，C，D，碼為，碼為AB，給出，給出它的一個(gè)函數(shù)依賴集，使得它的一個(gè)函數(shù)依賴集，使得R屬于屬于1NF而不屬于而不屬于2NF3NF S_DEPT(SNO , SN , DEPT , DEAN)不良特性

21、不良特性插入異常：假設(shè)系中沒(méi)有學(xué)生，那么有關(guān)系的信息就無(wú)插入異常：假設(shè)系中沒(méi)有學(xué)生，那么有關(guān)系的信息就無(wú)法插入法插入刪除異常：假設(shè)學(xué)生全部畢業(yè)了，那么在刪除學(xué)生信息刪除異常：假設(shè)學(xué)生全部畢業(yè)了，那么在刪除學(xué)生信息的同時(shí)有關(guān)系的信息也隨之刪除了的同時(shí)有關(guān)系的信息也隨之刪除了更新異常：假設(shè)學(xué)生轉(zhuǎn)系，不但要修正更新異常：假設(shè)學(xué)生轉(zhuǎn)系，不但要修正DEPT，還要修，還要修正正DEAN，假設(shè)換系主任，那么該系每個(gè)學(xué)生元組都，假設(shè)換系主任，那么該系每個(gè)學(xué)生元組都要做相應(yīng)修正要做相應(yīng)修正數(shù)據(jù)冗余：每個(gè)學(xué)生都存儲(chǔ)了所在系的系主任的信息數(shù)據(jù)冗余：每個(gè)學(xué)生都存儲(chǔ)了所在系的系主任的信息3NF l定義定義l關(guān)系方式關(guān)系

22、方式R( U , F )中，假設(shè)不存在這樣的碼中，假設(shè)不存在這樣的碼X，屬，屬性組性組Y及非主屬性及非主屬性Z(Z Y)，使得下式成立，使得下式成立，lXY , YZ , YXl那么稱那么稱R3NFl假設(shè)關(guān)系方式假設(shè)關(guān)系方式R 2NF，且每個(gè)非主屬性都不傳，且每個(gè)非主屬性都不傳送依賴于送依賴于R的候選碼，那么稱的候選碼，那么稱R滿足第三范式滿足第三范式3NF。(消除非主屬性對(duì)碼的傳送依賴消除非主屬性對(duì)碼的傳送依賴)l假設(shè)假設(shè)R 3NF，那么每個(gè)非主屬性既不部分依賴，那么每個(gè)非主屬性既不部分依賴于候選碼，也不傳送依賴于候選碼。于候選碼，也不傳送依賴于候選碼。l如如S_DEPT 3NF，由于有，由

23、于有SNODEPT，DEPTDEAN 3NF l改造改造l將將S_DEPT分解為分解為lSTUDENT(SNO , SN , DEPT)3NFlDEPT(DEPT , DEAN) 3NFl快速熱身快速熱身l關(guān)系方式關(guān)系方式RA，B，C，D，碼為，碼為AB，給出它，給出它的的l一個(gè)函數(shù)依賴集，使得一個(gè)函數(shù)依賴集，使得R屬于屬于2NF而不屬于而不屬于3NFl提示提示!l 3NF是一個(gè)可用關(guān)系方式應(yīng)滿足的最低范式。是一個(gè)可用關(guān)系方式應(yīng)滿足的最低范式。BCNF l由由Boyce和和Codd提出，是對(duì)第三范式的擴(kuò)展提出，是對(duì)第三范式的擴(kuò)展l例如例如lSTC(SNO , TNO , CNO)，(學(xué)號(hào)，教師

24、號(hào)，課程號(hào)學(xué)號(hào)，教師號(hào)，課程號(hào))lTNO CNO，每位教師只教授一門課，每位教師只教授一門課l(SNO,TNO) CNOl(SNO,CNO) TNO，每門課由假設(shè)干個(gè)教師講授，某，每門課由假設(shè)干個(gè)教師講授，某學(xué)生選定一門課，就對(duì)應(yīng)一位教師學(xué)生選定一門課，就對(duì)應(yīng)一位教師l那么那么SNO，TNO，SNO，CNO為候選碼。為候選碼。l思索思索lSTC 3NF ？全為主屬性？全為主屬性BCNF l不良特性不良特性l插入異常：假設(shè)沒(méi)有學(xué)生選修某位教師的任課，插入異常：假設(shè)沒(méi)有學(xué)生選修某位教師的任課，那么該教師擔(dān)任課程的信息就無(wú)法插入。某個(gè)學(xué)那么該教師擔(dān)任課程的信息就無(wú)法插入。某個(gè)學(xué)生尚未選課，那么受主屬

25、性不能為空的限制，有生尚未選課，那么受主屬性不能為空的限制，有關(guān)課程信息也不能插入庫(kù)中。關(guān)課程信息也不能插入庫(kù)中。l刪除異常：刪除學(xué)生選課信息，會(huì)刪除掉教師的刪除異常：刪除學(xué)生選課信息，會(huì)刪除掉教師的任課信息任課信息l更新異常：假設(shè)教師所教授的課程有所改動(dòng)，那更新異常：假設(shè)教師所教授的課程有所改動(dòng)，那么一切選修該教師課程的學(xué)生元組都要做改動(dòng)么一切選修該教師課程的學(xué)生元組都要做改動(dòng)l數(shù)據(jù)冗余：每位學(xué)生都存儲(chǔ)了有關(guān)教師所教授的數(shù)據(jù)冗余：每位學(xué)生都存儲(chǔ)了有關(guān)教師所教授的課程的信息課程的信息l癥由：癥由：l主屬性對(duì)碼的不良依賴主屬性對(duì)碼的不良依賴BCNF l定義定義l關(guān)系方式關(guān)系方式R( U , F

26、)1NF，對(duì)于屬性組，對(duì)于屬性組X，Y，假，假設(shè)設(shè)XY且且l Y X時(shí)時(shí)X必含有碼，那么必含有碼，那么R(U , F)BCNFl如如STC BCNF，由于，由于TNO CNO，而，而TNO不含有碼不含有碼lBCNF要求決議要素必需包含碼，即消除了任何屬要求決議要素必需包含碼，即消除了任何屬性對(duì)碼的傳送和部分依賴性對(duì)碼的傳送和部分依賴l假設(shè)假設(shè)R(U,F) 3NF，并且不存在主屬性對(duì)非碼的，并且不存在主屬性對(duì)非碼的函數(shù)依賴，那么函數(shù)依賴，那么RBCNF。l改造改造l將將S分解為：分解為：S_TSNO，TNOBCNFl T_CTNO，CNOBCNFBCNFl思索思索l(SNO , CNO , OR

27、DER)，表示學(xué)生選修課程，表示學(xué)生選修課程的名次，具有函數(shù)依賴的名次，具有函數(shù)依賴(SNO，CNO) ORDER， (CNO，ORDER) SNO，它屬于，它屬于BCNF嗎？嗎？l全碼屬于全碼屬于BCNF嗎？嗎？l一個(gè)滿足一個(gè)滿足BCNF的關(guān)系方式：的關(guān)系方式：l 一切的非主屬性對(duì)每一個(gè)候選碼都是完全一切的非主屬性對(duì)每一個(gè)候選碼都是完全函數(shù)依賴；函數(shù)依賴；l 一切的主屬性對(duì)不包含它的碼也是完全函數(shù)一切的主屬性對(duì)不包含它的碼也是完全函數(shù)依賴；依賴；l 任何屬性都不會(huì)完全函數(shù)依賴于非碼的任何任何屬性都不會(huì)完全函數(shù)依賴于非碼的任何一組屬性；一組屬性；l一個(gè)關(guān)系方式假設(shè)滿足一個(gè)關(guān)系方式假設(shè)滿足BCN

28、F，那么在函數(shù)依賴，那么在函數(shù)依賴的范疇內(nèi)，它就實(shí)現(xiàn)了徹底的分別，消除了插入的范疇內(nèi)，它就實(shí)現(xiàn)了徹底的分別，消除了插入和刪除異常。和刪除異常。BCNFlBCNF與與3NF的比較的比較l 1、假設(shè)、假設(shè)RBCNF，那么，那么R 3NF。l 2、3NF到達(dá)了非主屬性對(duì)碼的完全直接依賴，到達(dá)了非主屬性對(duì)碼的完全直接依賴， l BCNF那么實(shí)現(xiàn)了一切屬性對(duì)碼的完全直接那么實(shí)現(xiàn)了一切屬性對(duì)碼的完全直接依賴。依賴。l例如：例如：l 通訊城市，街道，：碼為城市，街道，通訊城市，街道，：碼為城市，街道，非主屬性完全依賴于碼，且無(wú)傳送依賴，那么是非主屬性完全依賴于碼，且無(wú)傳送依賴，那么是3NF。 但但城市，它是

29、決議要素，它不是碼，也城市，它是決議要素，它不是碼，也不包含在碼中，故非不包含在碼中，故非BCNF。 l非非BCNF分解分解BCNF，會(huì)破壞函數(shù)依賴。堅(jiān)持，會(huì)破壞函數(shù)依賴。堅(jiān)持3NF，警惕主屬性對(duì)非主屬性的函數(shù)依賴帶來(lái)的，警惕主屬性對(duì)非主屬性的函數(shù)依賴帶來(lái)的操作異常景象。操作異常景象。 范式之間的關(guān)系范式之間的關(guān)系1NF2NF3NF消除主屬性對(duì)非碼消除主屬性對(duì)非碼的不正常函數(shù)依賴的不正常函數(shù)依賴消除非主屬性對(duì)碼消除非主屬性對(duì)碼的部分函數(shù)依賴的部分函數(shù)依賴消除非主屬性對(duì)碼消除非主屬性對(duì)碼的傳送函數(shù)依賴的傳送函數(shù)依賴BCNF消除任何屬消除任何屬性對(duì)非碼的性對(duì)非碼的不正常函數(shù)不正常函數(shù)依賴依賴消除非主屬消除非主屬性對(duì)碼的部性對(duì)碼的部分和傳送函分和傳送函數(shù)依賴數(shù)依賴數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化實(shí)際小結(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化實(shí)際小結(jié)1、關(guān)系規(guī)范化目的、關(guān)系規(guī)范化目的: 使方式構(gòu)造更合理，使數(shù)據(jù)冗余盡量使方式構(gòu)造更合理，使數(shù)據(jù)冗余盡量小，消除插入、刪除和更新異常。小，消除插入、刪除和更新異常。2、關(guān)系規(guī)范化原那么、關(guān)系規(guī)范化原那么無(wú)損分解原那么函數(shù)依賴不能喪失無(wú)損分解原那么函數(shù)依賴不能喪失相互獨(dú)立原那么新關(guān)系之間相互獨(dú)立相互獨(dú)立原那么新