关系模式规范化设计理论.ppt

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1、第4章关系模式的规范化设计理论4.4关系模式的分解特性4.4.2无损连接4.4.3无损连接的测试4.4.4保持函数依赖的分解4.4.5分解成3NF的模式集4.4.6关系模式设计原则4.4.1模式分解中存在的问题4.4.1模式分解中存在的问题(1)设有关系模式R(U)和R1(U1),R2(U2),…,Rk(Uk)，其中U={A1,A2,…,An}，UiU(i=1,2,…,k)且U＝U1U2…Uk。令={R1(U1),R2(U2),…,Rk(Uk)}，则称为R(U)的一个分解，也称为数据库模式，有时也称为模式集。用代替R(

2、U)的过程称为关系模式的分解。数据库模式的一个具体取值记作=(r1,r2,…,rk)，称为数据库实例。其中ri是中关系模式Ri(Ui)对应的一个具体关系。实际上，关系模式的分解，不仅仅是属性集合的分解，它是对关系模式上的函数依赖集，以及关系模式对应的具体关系进行分解的体现。4.4.1模式分解中存在的问题(2)例4.21设关系模式R(A,B,C)，F＝{AB，BC}，r是R(U)满足F的一个具体关系，如表4.12所示。下面，我们将R作出几个不同的分解，看看会出现什么样的问题ABCa1a2a3a4b1b1b2b3c1c1c2

3、c1表4.12关系模式R的一个关系r表4.13关系r分解为三个关系Aa1a2a3a4Bb1b2b3Cc1c2关系r1关系r2关系r34.4.1模式分解中存在的问题(4)表4.14关系r的三种分解关系r4关系r5关系r6ABa1a2a3a4b1b1b2b3ACa1a2a3a4c1c1c2c1BCb1b2b3c1c2c1⑴将R分解为1={R1(A),R2(B),R3(C)}，则相应关系r被分解为三个关系(表4.13)，虽然从范式的角度看，关系r1，r2，r3都是4NF，但这样的分解显然是不可取的。因为它不仅不能保持F，即从分解后的1

4、无法得出AB，或BC这种函数依赖，也不能使r得到“恢复”，这里所说的“恢复”意指无法通过对关系r1，r2，r3的连接运算操作得到与r一致的元组，甚至无法回答最简单的查询要求。⑵将R分解为2={R4(A,B),R5(A,C)}，对应关系r分解为r4，r5。这样分解后问题虽然少了一些，但由于不保持BC。由表4.14可知，r通过得到恢复，即r＝。这样的分解称为无损连接分解。4.4.1模式分解中存在的问题(3)r4r5r4r54.4.1模式分解中存在的问题(5)⑶将R分解为3={R5(A,C)，R6(B,C)}，对应关系r分解为r

5、5，r6。则函数依赖AB不被保持，而且r。⑷将R分解为4={R4(A,B)，R6(B,C)}，对应关系r分解为r4，r6。这是最好的一种分解，既保持了函数依赖F={AB,BC}(这样的分解称为保持函数依赖的分解)，又可得到r＝。且不存在插入和删除异常等问题。从上述实例分析中我们可以看到，一个关系模式的分解可以有几种不同的评判标准：⑴分解具有无损连接性；{丢失一些完整性信息}⑵分解保持函数依赖；{丢失无损连接性}；⑶分解既保持函数依赖，又具有无损连接性。{最好的}。分解前于分解后的等价性。r4r6r5r64.4.2无损连接(

6、1)定义4.18设R(U)是一关系模式，F是R(U)满足的一个函数依赖集，将R(U)分解成关系模式={R1(U1),R2(U2),…,Rk(Uk)}，U＝U1U2…Uk。如果对R(U)中满足F的每一个具体关系r都有：则称这个分解相对于F具有无损连接性(LosslessJoinDecomposition)，简称为无损连接分解，即r为它自己在Ui上投影的自然连接。在一般情况下，r和m(r)不一定相等。对于关系模式R(U)关于F的无损连接条件是：任何满足F的关系r，有r＝m(r)。…r=….4.4.3无损连接的测试(1)由

7、于分解不一定具有无损连接性，因此，如何测试一个模式的分解具有无损连接性是一个很重要的问题。例4.22设关系模式R(A,B,C)的一个关系为r(表4.15)，将R(A,B,C)分解成两个模式R1(A,B)和R2(B,C)后，关系r相应分解为关系r1，r2(表4.15)，它们是r在相应的模式属性上投影得到。4.4.3无损连接的测试(2)表4.15关系r及其投影关系r关系r1关系r2ABCa1a2a7a8a9b1b1b3b4b5c1c2c3c4c5ABa1a2a7a8a9b1b1b3b4b5BCb1b1b3b4b5c1c2c3c4c54.

8、4.3无损连接的测试(3)现在利用r1和r2的自然连接运算计算m(r)，其结果如表4.16所示，并与表4.15中关系r比较可以发现rm(r)，所以R(A,B,C)分解成R1(A,B)，R2(B,C)不是具有无损连接性的分解。表4