关系模式的规范化理论.ppt

第6章 关系模式的规范化理论 本章主要内容 　　关系数据库的规范化设计是指面对一个现实问题，如何选择一个比较好的关系模式集合。规范化设计理论对关系数据库结构的设计起着重要的作用。 本章主要内容 关系模式的规范化理论 6.1 关系模式设计中的问题 假设需要设计一个学生学习情况数据库StuDB。 下面我们以模式S_C_G（S#，SN，SD，SA，C＃，CN，G，PC＃）为例来说明该模式存在的问题。下表是其一个实例。 关系模式的分解 我们采用分解的方法，将上述S_C_G分解成以下三个模式： S（S＃，SN，SD，SA） C（C＃，CN，PC＃） S_C（S＃，C＃，G） 6.2 函数依赖 1）函数依赖(Functional Dependency，简称FD) 2）几种类型的函数依赖 几种类型的函数依赖 3）关系的关健字和超关键字 6.3 函数依赖的公理系统 6.3.1 函数依赖的逻辑蕴涵 6.3.2 Armstrong公理系统 6.3.3 函数依赖集的等价与覆盖 6.3.1 函数依赖的逻辑蕴涵 例如在上述的传递函数依赖中，由X→Y，Y→Z，推导出X→Z，这可以表示为： ｛X→Y，Y→Z｝? X→Z 其中: ?表示逻辑蕴涵。 一般地讲，函数依赖的逻辑蕴涵定义如下： 函数依赖集F的闭包F+ 6.3.2 Armstrong公理系统 1）独立推理规则 即下面给出的Armstrong公理的三条推理规则是彼此独立的。 2）其他推理规则 一个重要定理 属性集闭包 定义6.8（属性集闭包）:设有关系模式R(U),U={ A1，A2，…,An},X是U的子集,F是U上的一个函数依赖集，则属性集X关于函数依赖集F的闭包 定义为： ＝｛Ai｜Ai∈U，且X→Ai可用阿氏公理从F推出｝ 属性集的闭包计算 算法6.1的求解过程 属性集闭包计算结束判断方法 在判断计算何时结束时，可用下面四种方法： （1）X(i+1)= X(i)。 （2）X(i+1)已包含了全部属性。 （3）在F中再也找不到函数依赖的右部属性是X(i)中未出现过的属性。 （4）在F中再也找不到满足条件V X(i)的函数依赖V→W。 6.3.3 函数依赖集的等价和覆盖 最小函数依赖集 最小覆盖的求解事例 6.4 关系模式的分解 及其问题 6.4.1 什么叫模式分解 6.4.2 分解的无损连接性 6.4.3 保持函数依赖性 6.4.1 什么叫模式分解 例6.6：设在模式R(U,F)中 U＝｛SNO，SNAME，DNAME，DADDR｝ F＝｛SNO→SNAME，SNO→DNAME，DNAME→DADDR｝ 如果对R作如下分解（方法1）： ρ=｛R1（{SNO,SNAME},{SNO→SNAME}）， R2（ {DNAME，DADDR}, {DNAME→DADDR}）｝ （1）连接不失真问题 方法2：假设按下列方法对R进行分解 ρ={R1 ({SNO,SNAME,DNAME},{SNO→SNAME,SNO→DNAME} ), 　 R2（{DNAME,DADDR}），{DNAME→DADDR}）} （2）依赖保持问题 上例方法1： F＝｛SNO→SNAME，SNO→DNAME，DNAME→DADDR｝ F1∪F2＝｛SNO→SNAME，DNAME→DADDR｝ F+＝{SNO→SNAME,SNO→DNAME,DNAME→DADDR,SNO→DADDR} (F1∪F2)+＝｛SNO→SNAME，DNAME→DADDR｝ 6.4.2 分解的无损连接性 r 和mρ(r)之间的联系 定理6.4证明 2）无损连接的检验 事例说明 简单的检验方法 6.4.3 函数依赖保持性 6.5 关系模式的规范化6.5.1 范式 1）第一范式（1NF） 2）第二范式（2NF） 3）第三范式（3NF） 4）Boyce-Codd范式（BCNF) 事例 范式之间的关系 6.5.2 模式分解的算法 1）结果为BCNF的连接不失真分解 结果为BCNF的连接不失真分解算法 事例 (2) 分解 分解树 ?2）结果为3NF的依赖保持分解 3）结果为3NF且具有依赖保持和连接不失真的分解 6.6 多值函数依赖与4NF 6.6.2 多值函数依赖 2）多值依赖的其他推理规则 6.6.3 4NF 本章小结 本章