实验0-关系规范化设计理论和方法

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1、关系规范化设计理论和方法一．关系规范化设计理论函数依赖定义：设关系模式R（U，F），U是属性全集，F是U上的函数依赖集，X和Y是U的子集。如果对于R（U）的任意一个可能的关系r，对于X的每一个具体值，Y都有唯一具体的值与之对应，则称X函数决定Y，或Y函数依赖于X，记为X→Y。我们称X为决定因素，Y为依赖因素。当Y不函数依赖于X时，记作：XY。当X→Y且Y→X时，则记作：XY。范式在关系数据库的规范化过程中，为不同程度的规范化要求设立的不同的标准或准则称为范式（NormalForm）。满足最低要求的叫第一范式,简称1NF。在第一范式中满足进一步要求的为第二范

2、式(2NF),其余以此类推。R为第几范式就可以写成R∈xNF（x表示某范式名）。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的集合，这种转换过程就叫规范化。第一范式定义：如果关系模式R所有的属性均为简单属性，即每个属性都是不可再分的，则称R属于第一范式，简称1NF，记作R∈1NF。第一范式（FirstNormalForm）是最基本的规范化形式，即关系中每个属性都是不可再分的简单项。第二范式定义：如果关系模式R∈1NF，R（U，F）中的所有非主属性都完全函数依赖于任意一个候选关键字，则称关系R是属于第二范式（SecondNorm

3、alForm），简称2NF，记作R∈2NF。从定义可知，满足第二范式的关系模式R中，不可能有某非主属性对某候选关键字存在部分函数依赖。第三范式定义:如果关系模式R∈2NF，R（U，F）中所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递函数依赖，则称R是属于第三范式（ThirdNormalForm），简称3NF，记作R∈3NF。3NF只限制了非主属性对码的依赖关系，而没有限制主属性对码的依赖关系。如果发生了这种依赖，仍有可能存在数据冗余、插入异常、删除异常和修改异常。这时，则需对3NF进一步规范化，消除主属性对码的依赖关系，向更高一级的范式BCNF转换。BC范式定义

4、：如果关系模式R∈1NF，且在所有的函数依赖X→Y（Y不包含于X）中，决定因素X都包含了R的一个候选码，则称R属于BC范式（Boyce-CoddNormalForm）,记作R∈BCNF。由BCNF的定义可以得到以下结论，一个满足BCNF的关系模式有：（1）所有非主属性对每一个候选码都是完全函数依赖。（2）所有的主属性对每一个不包含它的候选码都是完全函数依赖。（3）没有任何一组属性完全函数依赖于非码。二．关系规范化方法应用举例某机械厂有多个车间；每个车间有多名工人；每个车间生产多种产品和零件；一种产品由多个零件组成；产品和零件均存入仓库中，该厂有多个仓库。以

5、下是该机械厂的详细情况表格：原始数据表格R0职工号姓名性别工种车间号车间主任车间产品号产品价格产品存仓仓库主任组成产品的零件号零件重量零件制造车间零件存仓0157张三男钳工03李瑞T-25890.002顾太原A2578.0010202B23612.00201C2247.00103030165李大朋女车工02王娜T-474580.003赵选发A2578.0010202B5485.00201C2247.00103030184王五男铣工01张雄伟B-021954.002顾太原A2578.0010202B23612.00201S-581800.001陈自成B548

6、5.00201C2247.00103030244刘小刚女车工02王娜T-474580.003赵选发A2578.0010202B5485.00201C2247.0010303这张表格察看起来非常方便，但它不符合1NF，存在以下问题：某些单元格存储的数据多于一个，在数据库中将无法实现这种存储格式；另外，这种表格使某些操作也无法完成。为了使R0∈1NF，对R0做纵向扩展，从而可有以下关系R1：某机械厂信息管理关系R1职工号姓名性别工种车间号车间主任车间产品号产品价格产品存仓仓库主任组成产品的零件号零件重量零件制造车间零件存仓0157张三男钳工03李瑞T-2589

7、0.002顾太原A2578.001020157张三男钳工03李瑞T-25890.002顾太原A2578.002020157张三男钳工03李瑞T-25890.002顾太原B23612.002010157张三男钳工03李瑞T-25890.002顾太原C2247.001030157张三男钳工03李瑞T-25890.002顾太原C2247.003030165李大朋女车工02王娜T-474580.003赵选发A2578.001020165李大朋女车工02王娜T-474580.003赵选发A2578.002020165李大朋女车工02王娜T-474580.003赵选发

8、B5485.002010165李大朋女车工02王娜T-474580