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1、第 5 讲 数据库设计-规范化理论,数据库技术,关系数据库设计中存在的问题,示例：考虑为管理职工的工资信息而设计一个关系模式。,问题：插入异常：如果没有职工具有8 级工资，则8 级工 资的工资数额就难以插入。删除异常：如果仅有职工赵明具有4级工资，如果将赵明删除，则有关4级工资的工资数额信息也随之删除了。数据冗余：职工很多，工资级别有限，每一级别的工资数额反复存储多次。更新异常：如果将5级工资的工资数额调为620，则需要找到每个具有5级工资的职工，逐一修改。,解决之道：分解!分解!再分解!,有关学生的关系模式S(学号,姓名,系号,主任,课程编号,成绩),它有哪些数据冗余？,规范化理论问题的提出
2、 针对一个具体问题，如何构造一个合适的数据模式。即应该构造几个关系模式（表），每个关系有那些属性组成？,函数依赖 函数依赖是语义范畴的概念，只能根据语义来确定一个函数依赖。记号 xy 称x函数确定y，或y函数依赖于x。称X为决定因素。如S#SN，（S#，C#）G平凡函数依赖：如果X Y，但Y不是X的子集，则称其为非平凡的函数依赖，否则称为平凡的函数依赖。如（S#，SN）SN是平凡的函数依赖,例 1：某单位有一资料室，它管理的数据有读者信息、图书信息、借阅信息。读者信息：借书证号，读者姓名，性别，部门，学历，部门电话，个人电话，电子信箱等；图书信息：图书编号，分类号，书名，作者，出版社，单价等；
3、借阅信息：借书证号，图书编号，书名，借出日期，应还日期等,函数依赖关系（读者信息）：借书证号读者姓名 借书证号性别 借书证号部门 借书证号学历 部门部门电话 借书证号个人电话 借书证号电子信箱,函数依赖关系（图书信息）：图书编号分类号 图书编号书名 图书编号作者 图书编号出版社 图书编号单价函数依赖关系（借阅信息）：图书编号书名 借书证号、图书编号，借出日期应还日期,范式理论1NF：任一属性不能同时具有多个值（关系中每一分量不可再分。即不能以集合、序列等作为属性值）。2NF：属性必须完全依赖唯一标识符。3NF：属性间不存在传递依赖。BCNF：每一个决定因素都包含码。,例 2：R(学号，姓名，课
4、程编号，课程名称，学分，成绩)唯一标识符(Key)：(学号，课程编号)学号姓名，课程编号 课程名称，课程编号学分,(学号，课程编号)成绩不符合2NF,例 3：S(学号，姓名，性别，学院，院长)。唯一标识符(Key)：学号 学号姓名，学号性别，学号学院，学院院长不符合3NF,问题的解决办法：拆分关系（表）关于例 2R(学号，姓名，课程编号，课程名称，学分，成绩)R1(学号，姓名)R2(课程编号，课程名称，学分)R3(学号，课程编号，成绩)学号姓名，课程编号 课程名称，课程编号学分,(学号，课程编号)成绩,关于例 3S(学号，姓名，性别，学院，院长)S1(学号，姓名，性别，学院)S2(学院，院长)
5、学号姓名，学号性别，学号学院，学院院长,部门电话,借书证号读者姓名性别部门学历个人电话电子信箱,图书编号分类号书名作者出版社单价,借书证号图书编号借书日期还书日期,关于例 1 的关系图,规范化步骤2NF 3NF BCNF 4NF规范化的目的就是构造合适的关系模式。,范式之间的关系,3NF 2NF反证：若R3NF，但R2NF，则按2NF定义，一定有非主属性部分依赖于码，设X为R的码，则存在X的真子集X，以及非主属性Z（Z X），使得XZ。于是在R中存在码X，属性组X，以及非主属性Z（Z X)，使得XX，XZ，XX成立，这与R3NF矛盾。所以R2NF。,模式分解中的问题,实例表（职工，级别，工资）
6、可以有两种分解途径，分解一：（职工，工资），（工资，级别）分解二：（职工，级别），（工资，级别）不同行业机构的不同工资级别会有相同工资数额，因此按分解一，有可能导致同一职工对应不同的工资级别，从而丢失了有关职工工资级别的信息（丢失了函数依赖：职工级别）。,丢失函数依赖,R(A,B,C),AB(R),BC(R),AB(R),BC(R),R(A,B,C),AB(R),BC(R),AB(R),BC(R),有损分解,无损分解,将R分解为R1和R2的分解是无损连接分解的条件是，R1R2 R1，或R1R2 R2。如果有R上的函数依赖X Y成立，且X Y是空集，则分解R Y和XY是无损连接分解。判定一个分解是否为依赖保持分解的算法比较复杂。请看参考文献。,设计目标：无损连接、保持依赖、xNF 无损连接是分解的一个必要条件。BCNF不一定能保持依赖，但3NF可以保证分解是保持依赖的。因此，在工程中一般分解到3NF。此外，有时需要对表进行水平分解。,
