如何判断无损连接和函数依赖以及冲突可串行化的判定.docx

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如何判断无损连接和函数依赖以及冲突可串行化的判定

教你如何判断无损连接和函数依赖

无损分解和保持依赖的判断大部分是对一个关系模式分解成两个模式的考察，分解为三个以上模式时无损分解和保持依赖的判断比较复杂，考的可能性不大，因此我们只对“一个关系模式分解成两个模式”这种类型的题的相关判断做一个总结。

以下的论述都基于这样一个前提：

R是具有函数依赖集F的关系模式，（R1，R2）是R的一个分解。

首先我们给出一个看似无关却非常重要的概念：

属性集的闭包。

令α为一属性集。

我们称在函数依赖集F下由α函数确定的所有属性的集合为F下α的闭包，记为α+。

下面给出一个计算α+的算法，该算法的输入是函数依赖集F和属性集α，输出存储在变量result中。

算法一：

result:

=α;

while（result发生变化）do

foreach函数依赖β→γinFdo

begin

ifβ∈resultthenresult:

=result∪γ;

end

属性集闭包的计算有以下两个常用用途：

·判断α是否为超码，通过计算α+（α在F下的闭包），看α+是否包含了R中的所有属性。

若是，则α为R的超码。

·通过检验是否β∈α+，来验证函数依赖是否成立。

也就是说，用属性闭包计算α+，看它是否包含β。

（请原谅我用∈符号来表示两个集合之间的包含关系，那个表示包含的符号我找不到，大家知道是什么意思就行了。

）

看一个例子吧，2005年11月系分上午37题：

●给定关系R（A1，A2，A3，A4）上的函数依赖集F={A1→A2，A3→A2，A2→A3，A2→A4}，R的候选关键字为________。

（37）A.A1　B.A1A3　C.A1A3A4　D.A1A2A3

首先我们按照上面的算法计算A1+。

result=A1，

由于A1→A2，A1∈result，所以result=result∪A2=A1A2

由于A2→A3，A2∈result，所以result=result∪A3=A1A2A3

由于A2→A4，A2∈result，所以result=result∪A3=A1A2A3A4

由于A3→A2，A3∈result，所以result=result∪A2=A1A2A3A4

通过计算我们看到，A1+=result={A1A2A3A4}，所以A1是R的超码，理所当然是R的候选关键字。

此题选A。

好了，有了前面的铺垫，我们进入正题。

无损分解的判断。

如果R1∩R2是R1或R2的超码，则R上的分解（R1，R2）是无损分解。

这是一个充分条件，当所有的约束都是函数依赖时它才是必要条件（例如多值依赖就是一种非函数依赖的约束），不过这已经足够了。

保持依赖的判断。

如果F上的每一个函数依赖都在其分解后的某一个关系上成立，则这个分解是保持依赖的（这是一个充分条件）。

如果上述判断失败，并不能断言分解不是保持依赖的，还要使用下面的通用方法来做进一步判断。

该方法的表述如下：

算法二：

对F上的每一个α→β使用下面的过程：

result:

=α;

while（result发生变化）do

foreach分解后的Ri

t=（result∩Ri）+∩Ri

result=result∪t

这里的属性闭包是在函数依赖集F下计算出来的。

如果result中包含了β的所有属性，则函数依赖α→β。

分解是保持依赖的当且仅当上述过程中F的所有依赖都被保持。

下面给出一个例题，2006年5月系分上午43题：

●设关系模式R，其中U=｛A,B,C,D,E｝，F＝{A→BC，C→D，BC→E，E→A｝，则分解ρ={R1（ABCE），R2（CD）｝满足（43）。

（43）A．具有无损连接性、保持函数依赖

B．不具有无损连接性、保持函数依赖

C．具有无损连接性、不保持函数依赖

D．不具有无损连接性、不保持函数依赖

先做无损链接的判断。

R1∩R2={C}，计算C+。

Result=C

由于C→D，C∈result，所以result=result∪D=CD

可见C是R2的超码，该分解是一个无损分解。

再做保持依赖的判断。

A→BC，BC→E，E→A都在R1上成立（也就是说每一个函数依赖左右两边的属性都在R1中），C→D在R2上成立，因此给分解是保持依赖的。

选A。

再看一个复杂点的例题。

2007年5月数工40-41题。

●给定关系模式R，U=｛A,B,C,D,E｝，F＝{B→A，D→A，A→E，AC→B｝，其候选关键字为<="">

（40），则分解ρ={R1（ABCE），R2（CD）｝满足（41）。

（40）A．ABD

B．ABE

C．ACD

D．CD

（41）A．具有无损连接性、保持函数依赖

B．不具有无损连接性、保持函数依赖

C．具有无损连接性、不保持函数依赖

D．不具有无损连接性、不保持函数依赖

看见了吧，和前面一题多么的相像！

对于第一问，分别计算ABCD四个选项的闭包，

（ABD）+={ABDE}

（ABE）+={ABE}

（ACD）+={ABCDE}

（CD）+={ABCDE}

选D。

再看第二问。

先做无损链接的判断。

R1∩R2={C}，计算C+。

result=C

因此C既不是R1也不是R2的超码，该分解不具有无损分解性。

再做保持依赖的判断。

B→A，A→E，AC→B在R1上成立，D→A在R1和R2上都不成立，因此需做进一步判断。

由于B→A，A→E，AC→B都是被保持的（因为它们的元素都在R1中），因此我们要判断的是D→A是不是也被保持。

对于D→A应用算法二：

result=D

对R1，result∩R1=ф（空集，找不到空集的符号，就用这个表示吧），t=ф，result=D

再对R2，result∩R2=D，D+=ADE，t=D+∩R2=D，result=D

一个循环后result未发生变化，因此最后result=D，并未包含A，所以D→A未被保持，该分解不是保持依赖的。

选D。

　一.问题的提出

　　在数据库系统工程师的下午考试中，对事务的并发操作多次考到，且占有很高的分值。

这部分知识学习不难，但考试得分不高，纠其原因是不太理解。

在设计并发控制机制时，必须保证由该机制产生的调度是可串行化的。

在此我们只讨论冲突可串行化的判定。

　　二.冲突可串行化的判定

　　判定方法分为两个步骤：

　　-步骤1：

产生调度的优先图;

　　-步骤2：

采用一个合适的算法（如基于深度优先或广度优先的环检测算法，这是《图论》课程中的内容）检查优先图中是否有有向环。

如果有，则该调度就不是冲突可串行化的，否则就是冲突可串行化的。

　　设S是一个调度，由S构造一个有向图，称为优先图。

该图由两部分G=（V,E）组成，其中V是顶点集，E是边集。

顶点集由所有参与调度的事务组成。

边集由满足下列三个条件之一的边Ti→Tj组成：

　　-Ti的write（Q）在Tj的read（Q）之前执行;

　　-Ti的read（Q）在Tj的write（Q）之前执行;

　　-Ti的write（Q）在Tj的write（Q）之前执行;如果有向图中存在边Ti→Tj，则在任何与S等价的串行调度S'中，Ti都必须出现在Tj之前，即如下所示：

<…,Ti,…,Tj,…>。

　　注意，在画优先图时，不管有多少对冲突的指令使得存在有向边Ti→Tj，在优先图中只画一条从Ti到Tj的边，而不是多条。

　　1、示例1:

　　调度1如图1所示：

　　图1：

并发调度1

　　它的优先图构造如下：

　　图2：

并发调度1的优先图

　　因此调度1等价于串行调度。

　　2、示例2

　　调度2如图3所示：

[1][2]