3范式及无损分解.pptx

1第第3 3章（章（4 4）范式及范式及无损分解无损分解2一范式：一范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF二二.其它设计考虑其它设计考虑3范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF4范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF1.范式范式(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：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF2.2.实例实例例，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：S#SD，S#SL，SD SL，（S#，C#）GF（S#，C#）SDP（S#，C#）SLPGC#S#SLSD图示图示6范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF3.3.第一范式（第一范式（INFINF）第第 一一 范范 式式（First Normal Form，简简 写写 为为1NF）如如果果一一张张表表不不含含有有多多值值属属性性（有有时时称称为为重重复复字字段段）和和内内部部结结构构（比比如如记记录录类类型型）的的列，列，则称该表为第一范式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：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF4.4.第二范式（第二范式（2NF2NF）第二范式（Second Normal Form，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-L-C：分析：存在非主属性对键的部分函数依赖结果：S-L-C1NF，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）GC#S#SLSD8范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF4.4.第二范式（第二范式（2NF2NF）S-C S-LS-C S-Lu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。u结果：S-C 2NF；S-L 2NFu问题：GC#S#S#SLSDS-CS-C和和S-LS-L中消除了中消除了1NF1NF中的某些更新异常，但中的某些更新异常，但仍然存在更新异常仍然存在更新异常9范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF4.4.第二范式（第二范式（2NF2NF）在S-L（S#,SD,SL）和S-C（S#，C#，G）中结论：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 一个学生修很多课程 一个学生转系 插入一个尚未选课的学生信息 一个学生只选修了一门课，但现在决定不选了 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 一个新系创建但新生尚未注册 一个系所有学生毕业了10范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF5.5.第三范式（第三范式（3NF3NF）第三范式（第三范式（Third Normal FormThird Normal Form，简称，简称3NF3NF）若R2NF，且每一个非主属性不传递函数依赖于键，则R3NF。S-C S-LS-C S-L分析：S-C的键为（S#，C不存在非主属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）GC#S#S#SLSD11范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF5.5.第三范式（第三范式（3NF3NF）S-D D-LS-D D-L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-D3NF；D-L3NF问题：SLSDS-DS-D和和D-LD-L中消中消除了前面的更除了前面的更新异常了吗？新异常了吗？3NF3NF存在更存在更新异常吗新异常吗S#SD12范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF5.5.第三范式（第三范式（3NF3NF）在S-D（S#,SD）和 D-L（SD,SL）中：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 一个新系创建但新生尚未注册 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，3NF不能彻底消除更新异常13范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF6.6.Boyce-CoddBoyce-Codd范式（范式（BCNFBCNF）Boyce-Codd范 式(Boyce-Codd Normal Form，简 称BCNF）RINF，且每一个决定因素都包含键，则RBCNF。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：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF6.6.Boyce-CoddBoyce-Codd范式（范式（BCNFBCNF）例 关系模式STJ（S，T，J）中，S表示学生，T表示教师，J表示课程。每一教师只教一门课。每门课有若干教师，某一学生选定某门课，就对应一个固定的教师。结论：并非所有的3NF都是BCNF由语义可以得到函数依赖 T J；（S，J）T；（S，T）J 键为（S，J），（S，T）分析：（1）没有非主属性，所以，不存在非主属性对键的部分与传递依赖，因此，STJ3NF（2）在T J中，决定因素 T 不包含键，因此，STJBCNF15范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF小结：小结：S-L-C S-C S-D D-LS-L-C S-C S-D D-Lu分析：S-C的键为（S#，C#），决定因素包含键；S-D的键为S#，决定因素包含键；D-L的键为SD，决定因素包含键。u结果：S-C BCNF，S-D BCNF，D-L BCNF因此，S-L-C分解成了三个BCNF：S-C（S#，C#，G），S-D（S#，SD），D-L（SD，SL）。S#SDSLSDGC#S#SLSDGC#S#16范式：范式：2NF2NF、3NF3NF和和BCNFBCNF如果一个模式属如果一个模式属于于BCNFBCNF，在，在函数函数依赖的范畴依赖的范畴内，内，彻底消除了更新彻底消除了更新异常吗？异常吗？如果一个模式属如果一个模式属于于BCNFBCNF，在，在数据数据依赖的范畴依赖的范畴内，内，彻底消除了更新彻底消除了更新异常吗？异常吗？YesYesNoNo其它的数据其它的数据依赖也会产依赖也会产生更新异常生更新异常17其它设计考虑其它设计考虑18其其它它设设计计考考虑虑 反反规规范范化化设设计计是是为为了了提提高高查查询询效率效率 进进行行反反规规范范化化设设计计后后，需需要要采采取取措措施施，处处理理可可能能出出现现的的更更新新异异常常19Questions?20问问 题题 讨讨 论论1.1.实实际际上上，进进行行规规范范化化的的目目的的是是为为了了避避免免更更新新异异常常和和提提高高更更新新代代价价；而而有有时时规规范范化化产产生生的的高高范范式式会会降降低低有有些些查查询询的的代代价价。这这种种说说法法对对吗吗？你你在在设设计计数数据据库库模模式式时时，会会采采取取什什么么方方法？法？