关系规范化设计理论和方法..docVIP

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（Normal Form）。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（First Normal Form）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（Second Normal Form），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（Third Normal Form），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：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-Codd Normal Form）,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-25 890.0 02 顾太原 A257 8.0 01 02 02 B236 12.0 02 01 C224 7.0 01 03 03 0165 李大朋 女 车工 02 王娜 T-47 4580.0 03 赵选发 A257 8.0 01 02 02 B548 5.0 02 01 C224 7.0 01 03 03 0184 王五 男 铣工 01 张雄伟 B-02 1954.0 02 顾太原 A257 8.0 01 02 02 B236 12.0 02 01 S-58 1800.0 01 陈自成 B548 5.0 02 01 C224 7.0 01 03 03 0244 刘小刚 女 车工 02 王娜 T-47 4580.0 03 赵选发 A257 8.0 01 02 02 B548 5.0 02 01 C224 7.0 01 03 03 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