武汉大学数据库系统概论 第十六讲 范式及无损分解.pdf

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1、第十六讲范式及无损分解1本讲主要目标学完本讲后，你应该能够了解：1.第二范式、第三范式、BC范式的定义，以及范式之间的包含关系；2.对于一个关系模式，判断其最高属于第几范式，并使用基本的模式分解方法，将1NF分解为2NF，将2NF分解为3NF；3.分解的无损连接性和保持函数依赖性的概念；4.使用规范化方法设计数据库的逻辑结构时，并不是要使得到的数据库模式都达到最高范式，而是还需要平衡查询效率和更新代价。2一．范式：2NF、3NF和BCNF二．多值依赖三．范式：4NF四．无损分解五．规范化回顾六.其它设计考虑3范式：2NF、3NF和BCNF4范式：2NF、3NF和B

2、CNF1.范式(NormalForms)范式的定义：关系数据库中符合某一级别的关系模式的集合。所谓“第几范式”，是表示关系的某一种级别，R为第几范式就可以写成R∈xNF各范式之间的联系有5NF4NFBCNF3NF2NF1NF并不总是需要达到最高范式5范式：2NF、3NF和BCNF2.实例例，有一个关系模式S-L-C（S#，SD，SL，C#，G），其中S#为学生的学号，SD为学生所在系，SL为学生的住处，并且每个系的学生住在同一个地方，C#为课程号，G为成绩。这里键为（S#，C#）。函数依赖有：FS#→SD，（S#，C#）→G图示S#→SL，PS#S

3、D（S#，C#）→SDGSD→SL，PC#SL（S#，C#）→SL6范式：2NF、3NF和BCNF3.第一范式（INF）第一范式（FirstNormalForm，简写为1NF）——如果一张表不含有多值属性（有时称为重复字段）和内部结构（比如记录类型）的列，则称该表为第一范式关系模式S-L-C(S#,SD,SL,C#,G)∈1NF关系模式S-L-C存在更新异常、插入异常和删除异常7范式：2NF、3NF和BCNF4.第二范式（2NF）第二范式（SecondNormalForm，简称2NF）——若R∈INF，且每一个非主属性完全函数依赖于键，则R∈2NF。S#SDS

4、-L-C：GC#SL分析：存在非主属性对键的部分函数依赖结果：S-L-C∈1NF，但S-L-C∉2NF分解：将S-L-C分解为：S-L(S#,SD,SL)，和S-C(S#,C#,G）8范式：2NF、3NF和BCNF4.第二范式（2NF）S-CS-LS#S#SDGC#SL分析：S-C的键为（S#，C#），S-L的键为S#，不存在非主属性对键的部分函数依赖。结果：S-C∈2NF；S-L∈2NFS-C和S-L中消除了1NF问题：中的某些更新异常，但仍然存在更新异常9范式：2NF、3NF和BCNF4.第二范式（2NF）在S-L（S#,SD,SL）和S-C（S#

5、，C#，G）中☆一个学生修很多课程√☆一个系有很多学生，且×同系学生住在一个地方☆一个学生转系√☆一个学生转系×☆插入一个尚未选课的学√生信息☆一个新系创建但新生尚×未注册☆一个学生只选修了一门√×课，但现在决定不选了☆一个系所有学生毕业了结论：2NF可以消除一些1NF中存在的更新异常，但不能彻底消除更新异常10范式：2NF、3NF和BCNF5.第三范式（3NF）第三范式（ThirdNormalForm，简称3NF）——若R∈2NF，且每一个非主属性不传递函数依赖于键，则R∈3NF。S-CS-LS#S#SDGC#SL分析：S-C的键为（S#，C#），不存在非主属

6、性对键的传递函数依赖。S-L的键为S#，存在非主属性对键的传递函数依赖S#→SL。结果：S-C3NF；S-L3NF分解：将S-L分解为：S-D（S#,SD）和D-L（SD,SL）11范式：2NF、3NF和BCNF5.第三范式（3NF）S-DD-LS#SDSDSL分析：S-D的键为S#，D-L的键为SD，不存在非主属性对键的传递函数依赖。结果：S-D∈3NF；D-L∈3NF问题：S-D和D-L中消3NF存在更除了前面的更新异常吗？新异常了吗？12范式：2NF、3NF和BCNF5.第三范式（3NF）在S-D（S#,SD）和D-L（SD,SL）中：☆一个系

7、有很多学生，且√同系学生住在一个地方3NF不能√彻底消☆一个学生转系除更新☆一个新系创建但新生尚√异常未注册☆一个系所有学生毕业了√结论：3NF可以消除一些2NF中存在的更新异常，13范式：2NF、3NF和BCNF6.Boyce-Codd范式（BCNF）Boyce-Codd范式(Boyce-CoddNormalForm，简称BCNF）———R∈INF，且每一个决定因素都包含键，则R∈BCNF。在S-D（S#,SD）和D-L（SD,SL）中：S-D∈BCNF，D-L∈BCNF所有的3NF都是BCNF？14范式：2NF、3NF和BCNF6.Boyce-Codd范式（B

8、CNF）例