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1、转数据库关系模式的范式(详细解说)2007-01-2410:19关系模式的范式 主要有4种范式，1NF，2NF，3NF，BCNF，按从左至右的顺序一种比一种要求更严格。要符合某一种范式必须也满足它前边的所有范式。一般项目的数据库设计达到3NF就可以了，而且可根据具体情况适当增加冗余，不必教条地遵守所谓规范。简单而言，1NF就是要求一张表里只放相互关联的字段，一个字段里只放一条信息，这只是最基本的要求。至于2NF，3NF，BCNF虽然描述的内容不同，但表现在数据特点上很相似，就好比在说不要为
2、了向某厂订购一批货记下来，就把的厂的面积、电话等都放在同一张表里，而应该用两张表，以尽量避免浪费数据存储空间。因为和同一个厂可能会交易好几次，但没必要每次交易都记录全部的信息。 从范式所允许的函数依赖方面进行比较，四种范式之间的关联如下图所示。 以下对每种范式作一一说明。2.3.4.2 第一范式在关系模式R中的每一个具体关系r中，如果每个属性值 都是不可再分的最小数据单位，则称R是第一范式的关系。例：如职工号，姓名，电话号码组成一个表（一个人可能有一个办公室电话 和一个家里电话号码） 规范成
3、为1NF有三种方法： 一是重复存储职工号和姓名。这样，关键字只能是电话号码。 二是职工号为关键字，电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性 三是职工号为关键字，但强制每条记录只能有一个电话号码。 以上三个方法，第一种方法最不可取，按实际情况选取后两种情况。 2.3.4.3 第二范式关系的第二范式(2NF)定义： 如果关系模式R为1NF，并且R中的每一个非主属性都完全依赖于R的某个候选关键字，则称R是第二范式的，简记为2NF。【例2.40】 设有关系模式R(学号S#,课程号C#,成绩G,任课教师T
4、N,教师专长TS)，基于R的函数依赖集F={(S#,C#)→G,C#→TN,TN→TS},判断R是否为2NF。解：(1) 容易看出，关系模式R是1NF。因为R符合关系的定义，R的所有属性值都是不可再分的原子值。R是否为2NF，应根据2NF的定义来判断。 首先要确定关系模式R中各属性间的函数依赖情况。如果没有直接给出R的函数依赖集，就要按照语义把它确定下来。在本例中，已直接给出基于R的函数依赖集F，我们可使用阿氏推理
5、规则并结合下面介绍的方法，进一步确定R中哪些是主属性、哪些是非主属性、侯选关键字由哪些属性构成。方法① 写出函数依赖集F中的各个函数依赖以帮助分析。方法①的特点是直接。F={(S#,C#)→G，C#→TN，TN→TS} 方法② 用有向图表示属性间函数依赖，结点表示属性，方框包含若干个结点表示属性组合，有向箭头表示函数依赖。本例的函数依赖图如图2.9所示。方法②的特点是直观。 图2.9 函数依赖图例子 方法③ 把关系模式R与函数依赖集F结合起来，属性组合用下划线(或上划线)表示，
6、函数依赖用有向箭头表示。本例的函数依赖简图如图2.10所示。方法③的特点是简单。 图2.10函数依赖简图例子 用阿氏推理规则由F可推出：(S#,C#)→{S#,C#,G,TN,TS}，即属性组合(S#,C#)是R的候选关键字(R只有这一个候选键)。(S#,C#)的一个值可惟一标识R中的一个元组(并且没有多余的属性)。在R中，S#,C#是主属性；其余的属性G,TN,TS为非主属性。借助上面的图，我们可以看到，非主属性G对键是完全依赖：(S#,C#)→G。但非主属性TN,TS对键是部分依赖(他
7、们仅依赖于键的真子集C#)。由于R中存在非主属性对候选键的部分依赖，所以关系模式R不是2NF。R中存在非主属性对候选键的部分依赖，将会引起数据冗余、数据操作异常等问题。可以把关系R无损联接地分解成两个2NF的关系模式：ρ={R1,R2}，R1={S#.C#,G},R2={C#,TN,TS}。【例2.41】选课关系 SCI（SNO，CNO，GRADE，CREDIT）其中SNO为学号， CNO为课程号，GRADEGE 为成绩，CREDIT 为学分。 由以上条件，关键字为组合关键字（SNO，CNO）
8、在应用中使用以上关系模式有以下问题： a.数据冗余，假设同一门课由40个学生选修，学分就 重复40次。 b.更新异常，若调整了某课程的学分，相应的元组CREDIT值都要更新，有可能会出现同一门课学分不同。 c.插入异常，如计划开新课，由于没人选修，没有学号关键字，只能等有人选修才能把课程和学分存入。 d.删除异常，若学生已经结业，从当前数据库删除选修记录,就会可能连课程号及学分完全从数据库中删除，则此门课程及学分记录无法保存。 原因：非关键字属性CREDIT仅函数依赖于CNO，也就是CREDIT
