《数据库原理与设计基于SQL Server 2012》第4章 数据库的规范化.pptVIP

Database theroy and design数据库原理与设计 第4章 数据库的规范化 4.1 什么是好的数据库设计 在第3章中，我们学习了通过E-R图进行关系数据库的逻辑结构设计，该方法依据E-R图生成一组关系模式。由于人们对客观世界的理解不同，导致设计的E－R图会有所不同，因此生成的关系模式也有多种，究竟哪一种关系模式更合理，这就取决于E-R图的质量。那么如何去判断E-R图的质量呢？一个E-R图的质量好坏的一个重要因素是由判断该E-R图生成的关系模式中是否会产生数据冗余，因为数据冗余可能会导致数据异常和数据不一致性。 4.2 函数依赖理论4.2.1 函数依赖的定义 1．函数依赖的定义 定义4.1 假设R（U）是一个关系模式，U是属性集合，X和Y是U的子集。对于R（U）的任意一个可能的关系 r，如果 r 中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称X函数决定Y，或称Y函数依赖X，记作X?Y。 4.2.1 函数依赖的定义 定义4.2 函数依赖的等价和覆盖 　关系模式RU,F上的两个依赖集F和G，如果F+=G+，则称F和G是等价的，记做F≡G。若F≡G，则称G是F的一个覆盖，反之亦然。两个等价的函数依赖集在表达能力上是完全相同的。 4.2.1 函数依赖的定义 定义4.3最小函数依赖集：如果函数依赖集F满足下列条件，则称F为最小函数依赖集或最小覆盖。 　　① F中的任何一个函数依赖的右部仅含有一个属性；　　② F中不存在这样一个函数依赖X→A，使得F与F-{X→A}等价；　　③ F中不存在这样一个函数依赖X→A，X有真子集Z使得F-{X→A}∪{Z→A}与F等价。 算法：计算最小函数依赖集。 　　 输入 一个函数依赖集 　　 输出 F的一个等价的最小函数依赖集G 步骤： ① 用分解的法则，使F中的任何一个函数依赖的右部仅含有一个属性； ② 去掉多余的函数依赖：从第一个函数依赖X→Y开始将其从F中去掉，然后在剩下的函数依赖中求X的闭包X+，看X+是否包含Y，若是，则去掉X→Y；否则不能去掉，依次做下去。直到找不到冗余的函数依赖； ③ 去掉各依赖左部多余的属性。一个一个地检查函数依赖左部非单个属性的依赖。例如XY→A，若要判Y为多余的，则以X→A代替XY→A是否等价？若A (X)+，则Y是多余属性，可以去掉。 4.2.1 函数依赖的定义 【例4-2】学生关系模式为： 学生（学号，姓名，性别，出生日期，班号，系号，系名，系主任，课程号，成绩） 语义：每位学生有唯一的学号，根据学号可以查出学生的姓名、性别、出生日期，班号，系号，系名，系主任；每个系有唯一的系号，知道系号就能查出系名，系主任。该关系的主码是学号和课程号的组合，学生关系中存在的函数依赖集（可简写为FD）为： FD={学号? 姓名，学号?姓名，学号?性别，学号?出生日期，学号?班号，学号?系号；系号?系名，系号?系主任；（学号，课程号）?成绩} 也可以记成： 学号?姓名，性别，出生日期，班号，系号 系号?系主任，系名 学号，课程号?成绩 4.2.1 函数依赖的定义 2. 函数依赖图 为了直观地了解属性之间的函数依赖性，可以用函数依赖图描述关系的函数依赖集。? 学号 姓名 性别 系名称 系地址 4.2.1 函数依赖的定义 4.2.4 键（码） 定义4.6：设K为RU,F中的属性或属性集合，U是关系R中属性的集合，F是属性间的函数依赖集，若K→U则K为R的超码。 最小的超码为候选码，若候选码多于一个，则选定其中的一个为主码。 包含在任何一个候选码中的属性，叫做主属性。不包含在任何码中的属性称为非主属性或非码属性。最简单的情况，单个属性是码，最极端的情况，整个属性组是码，称为全码。下面举一个全码的例子。关系模式R(P,W,A)，属性P表示演奏者，W表示作品，A表示听众。假设一个演奏者可以演奏多个作品，某一作品可被多个演奏者演奏。听众也可以欣赏不同演奏者的不同作品，这个关系模式的键为(P,W,A)，即全码。 4.2.4 键（码） 超码、侯选码和主码三者之间是一种包含关系，主码是侯选码的子集，侯选码又是超码的子集。如图4－4所示。 4.2.4 键（码） 求解候选码基本算法的具体步骤: 第1 步,求关系模式R U , F 的最小函数依赖集F第2 步, 按照上面的定义, 分别计算出UL ,UR , UB （UL 表示仅在函数依赖集中各依赖关系式左边出现的属性的集合; UR 表示仅在函数依赖集中各依赖关系式右边出现的属性的集合;另记UB = U - UL - UR ）第3 步,若UL ≠Φ,计算UL