中南大学数据库技术与管理课件3.3 范式和规范化方法.pptVIP

3.3 范式和规范化方法 3.3.1??第一范式（1NF） 3.3.2　第二范式（2NF） 3.3.3　第三范式（3NF） 3.3.4　BCNF 3.3.1 第一范式（1NF） 关系数据库中的关系要满足一定的要求，满足不同程度要求的为不同范式。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，其余依次类推。本节讨论四种范式：第一范式、第二范式、第三范式以及Boyce-Codd范式。 定义3.5 如果关系R的每个属性值都是不可分的原子值，则称R满足第一范式（First Normal Form，可简写成1NF），并记作R∈1NF。 1NF是关系模式应具备的最起码的条件，它排斥了属性值为元组、数组或某种复合数据等的可能性，使关系数据库中所有关系的属性值均是最简单的，这样可以做到结构简单、处理方便。 3.3.2 第二范式（2NF） 即使关系模式是1NF，也可能存在冗余和异常现象，因此需要把关系模式进一步规范化。 定义3.6 设有R（U）且其每个非主属性完全函数依赖于关键字，则称R满足第二范式（可简写成2NF），并记作R∈2NF。 3.3.2 第二范式（2NF） 虽然有（Dwbm，Wzbm，Rq）Qls，（Dwbm，Wzbm，Rq）Sfs，但是Dwmc，Zgld，Zgdz均不完全依赖于（Dwbm，Wzbm，Rq），因此不满足第二范式的条件。 满足第二范式的关系模式具有较少异常与较小冗余。因此，一个关系模式仅满足第一范式还不够，它还必须满足第二范式，方法是将一个关系模式分解成几个关系模式，使分解后的关系模式满足第二范式。如Q可分解成两个模式： Q1（Dwbm，Wzbm，Rq，Qls，Sfs） Q2（Dwbm，Dwmc，Zgld，Zgdz） 用图3.4、图3.5表示如下页： 3.3.2 第二范式（2NF） 3.3.3 第三范式（3NF） 第二范式还不能完全避免冗余和异常现象出现，例如Q2中，若一个主管领导主管4个单位，则其地址就会重复4次。如果删除某单位，则这个单位被删除的同时也把它的主管领导信息也删除了。究其原因，不外是因为Zgdz既函数依赖于Dwbm，又函数依赖于Zgld，同时Zgld又函数依赖于Dwbm，并且由此引起了传递函数依赖的出现。因此，要消除冗余和异常现象，必须使关系模式中无传递函数依赖现象出现，这样就产生了第三范式。 定义 3.7 若关系模式R（U）的每个非主属性都不部分依赖也不传递依赖于关键字，则称R满足第三范式（可简写为3NF），并记作R∈3NF。 在图3.4中关系模式Q1没有传递依赖，而图3.5中关系模式Q2存在传递依赖，因此Q13NF，而Q23NF。 3.3.3 第三范式（3NF） 一个关系模式如果不满足第三范式，可以通过模式分解使其分解成若干个模式，使分解后的模式能满足第三范式。例如关系模式Q2，可以将其分解成下面两个模式： Q21（Dwbm，Dwmc，Zgld） Q22（Zgld，Zgdz） 分解后的关系模式Q21与 Q22不再存在传递依赖，都满足第三范式。 3.3.4 BCNF BCNF（Boyce Codd Normal Form）是由Boyce与Codd提出的，比上述的3NF又进了一步，通常认为BCNF是修正了的第三范式，有时也称为扩充的第三范式。 定义3.8 如R(U)中X，Y U，假定满足R∈1NF，且若X Y（Y X）时X必含关键字，则称R满足Boyce-Codd范式（可简称BCNF），并记作R∈BCNF。 例如关系模式STC（S，T，C）中，S表示学生，T表示教师，C表示课程。主属性集为{S，C}，非主属性集为{T}。每一个教师仅上一门课，学生与课程确定后，教师即惟一确定。由语义可得到如下的函数依赖。 （S，C） T T C 3.3.4 BCNF 用图3.6表示如下： 这个关系模式满足3NF，因为没有任何非主属性对关键字传递依赖或部分依赖。但是这个关系模式不满足BCNF，因为T是决定因素，但T不是关键字。 从这个例子中也可以看出，实际上第三范式也避免不了异常性，如某课程本学期不开设，则就无学生就读，此时有关教师固定开设某课程的信息就无法表示。为了避免这种异常性，可以把STC分解成 3.3.4 BCNF 上面已介绍了范式和规范方法，总的来说，关系数据库规范化理论目前还处于不断发展之中，而由规范化引起了对一些问题的进一步研究。 （1）函数依赖理论的研究 属性间的函数依赖是规范化的基本依据，因此有必要对