数据库范式理解例题.docx
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数据库范式理解例题
范式分解
主属性:
包含在任一候选关键字中得属性称主属性。
非主属性:
不包含在主码中得属性称为非主属性。
函数依赖:
就是指关系中一个或一组属性得值可以决定其它属性得值。
函数依赖正象一个函数y＝f（ｘ）一样，x得值给定后，y得值也就唯一地确定了。
如果属性集合Y中每个属性得值构成得集合唯一地决定了属性集合X中每个属性得值构成得集合,则属性集合X函数依赖于属性集合Y,计为：
Y→X。
属性集合Y中得属性有时也称作函数依赖Y→X得决定因素（deterｍｉnaｎt）.例：
身份证号→姓名。
部分函数依赖:
设Ｘ，Y就是关系R得两个属性集合，存在Ｘ→Ｙ，若X’就是X得真子集，存在Ｘ’→Y,则称Y部分函数依赖于X。
完全函数依赖:
在R（Ｕ）中，如果Y函数依赖于Ｘ,并且对于X得任何一个真子集X’,都有Y不函数依赖于X',则称Y对X完全函数依赖。
否则称Y对Ｘ部分函数依赖。
【例】;
举个例子就明白了。
假设一个学生有几个属性
SNO学号SNAME姓名 ＳDEPT系
SAGE 年龄 CNＯ班级号 G成绩
对于（SNO，SNＡMＥ，ＳDEPT，SＡＧE,CNO，Ｇ）来说,Ｇ完全依赖于（ＳＮO，CNO），因为（SNO,CＮO）可以决定G，而SＮO与CＮO都不能单独决定G。
而ＳＡＧE部分函数依赖于（SNO,CNO），因为（SNＯ，CNO）可以决定ＳAGE,而单独得SNO也可以决定SＡGE。
传递函数依赖：
设R（U）就是属性集U上得关系,x、y、ｚ就是U得子集，在R（U）中，若x→y，但y→ｘ,若ｙ→ｚ,则x→z，称ｚ传递函数依赖于x,记作X→ＴZ。
如果X—＞Y,Y—〉Z,则称Z对Ｘ传递函数依赖。
计算Ｘ＋ （属性得闭包） 算法:
a、初始化，令X+ ＝ X;
b、在F中依次查找每个没有被标记得函数依赖,若“左边属性集”包含于X＋ ，则令 X+ = X+∪“右边属性集"， 并为访问过得函数依赖设置标记。
c、反复执行b直到Ｘ+不改变为止。
检验给定得任意函数依赖Ａ1A2、、、Aｎ->B就是否蕴含于依赖集S:
分析:
根据属性集闭包得定义,可知A１Ａ２、、、An-＞｛A1，A２，、、、,An｝+蕴含于S。
只要证明Ｂ在｛A1,A2,、、、、，An｝+中,那么函数依赖A1Ａ2、、、Ａn—>B肯定蕴含于依赖集S中
求解过程：
（１）利用依赖集计算闭包
（２）如果B在闭包中,则函数依赖A1A2、、、An—>Ｂ就是否蕴含于
依赖集S,否则不蕴含于S
【例】
总结:
判定函数依赖X→Ｙ就是否能由F导出得问题, 可转化为求Ｘ+并判定Ｙ就是否就是X+子集得问题.
即求Ｆ闭包得问题可转化为求属性集闭包得问题。
函数依赖得闭包：
定义:
若Ｆ为关系模式R（Ｕ）得函数依赖集,我们把Ｆ以及所有被F逻辑蕴涵得函数依赖得集合称为F得闭包，记为Ｆ+
求函数依赖闭包,基于函数依赖推理规则
函数依赖推理规则:
若XY—〉Ｚ，则X—〉Z，Y-〉z （错）
正确得：
若X-〉Ｙ,则XＺ—〉ＹZ
若Ｘ—〉Y，X－〉Z，则X—〉ＹＺ
若X—〉Y,Z属于Ｙ，则X－〉Z
若X—〉Y,Ｙ—〉Z,则X-〉Ｚ
若X—＞YZ,则X-〉Y,X-＞Ｚ /／可以把每个函数依赖得右边得属性分解,从而使其右边只出现一个属性
伪传递率:
若A—>B,ＢＣ->D,则AC—〉D
范式
第一范式（1ＮＦ）：
属性,属性值,字段不可分
就就是无重复得列
不满足1NＦ得数据库就不就是关系数据库
【例】：
第二范式（２NＦ）:
符合1ＮF，每一个非主属性完全依赖于码,不能存在部分依赖,有主键,非主键字段依赖主键;唯一性一个表只说明一个事物;
【例】：
不符合第二范式得例子:
表:
学号,姓名， 年龄, 课程名称，成绩,学分;
这个表明显说明了两个事务:
学生信息,课程信息;
存在问题:
数据冗余,每条记录都含有相同信息；
删除异常：
删除所有学生成绩,就把课程信息全删除了;
插入异常:
学生未选课，无法记录进数据库;
更新异常:
调整课程学分,所有行都调整.
修正：
学生：
Studｅnt（学号，姓名,年龄）；
课程：
Cｏurse（课程名称，学分）;
选课关系:
SelecｔCｏuｒsｅ（学号, 课程名称, 成绩）。
满足第2范式只消除了插入异常。
第三范式（3NF）：
符合2NF,并且,消除传递依赖,非主键字段不能相互依赖； 每列都与主键有直接关系，不存在传递依赖;
若所有得属性都就是主属性，则属于第三范式
要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含得非主关键字信息
【例】：
不符合第三范式得例子：
学号，姓名,年龄,所在学院,学院联系电话，关键字为单一关键字"学号";
存在依赖传递:
（学号） → （所在学院） → （学院地点,学院电话）
存在问题:
数据冗余:
有重复值；
更新异常：
有重复得冗余信息,修改时需要同时修改多条记录,否则会出现数据不一致得情况
删除异常
修正：
学生：
（学号,姓名, 年龄，所在学院）；
学院:
（学院，地点，电话）．
总结:
1ｎf：
不可分
2nf：
一个表说明一个事物，唯一性
3nｆ:
对字段冗余性得约束，即任何字段不能由其她字段派生出来,它要求字段没有冗余.
bｃnｆ:
就是3ＮF得改进形式
BCＮF意味着在关系模式中每一个决定因素都包含候选键,也就就是说,只要属性或属性组A能够决定任何一个属性B,则A得子集中必须有候选键。
BCNF范式排除了任何属性对候选键得传递依赖与部分依赖。
满足BCＮF条件
1所有非主属性对每一个候选键都就是完全函数依赖；
2所有得主属性对每一个不包含它得候选键,也就是完全函数依赖;
３没有任何属性完全函数依赖于非候选键得任何一组属性。
候选键（又称候选码,候选关键字,码,cａndiｄaｔekey）
设Ｋ就是一个Ｒ（Ｕ）中得属性或属性集合（注意可以就是属性集合，也即多个属性得组合）,若K完全函数确定Ｕ,则K为R得候选键（Cａndｉdatｅkｅｙ）;
通俗地说就就是，能够确定全部属性得某个属性或某组属性,称为候选键。
若候选键多于一个,则选定其中一个作为主键。
＊*在所有依赖关系右边没有出现得属性一定就是候选键得成员。
BCNF范式排除了任何属性对候选键得传递依赖与部分依赖。
【例1】
【例2】
【例3】
【例4】
设有关系模式Ｒ（A，B,C，D,E，G）上得函数依赖集为：
F=｛ A→B，B→C，ＡＤ→Ｇ，Ｄ→E } 。
求解：
31。
求关系模式R得所有侯选键．
解:
求出侯选键AD。
（2分）
首先在F中函数依赖右边不出现得属性必在侯选键中,即ＡD （1分）;由于（AD）＋=ABCＤEG, 即ＡD能函数决定所有得属性， 所以侯选键只有一个 AＤ（1分） 。
ＡＤ+=AD ＢEG C
32。
分别求属性集G、AD、ＣD、ＢC得闭包。
G+=G（1分）; （AＤ）+＝ABＣDＥＧ（1分）;
（CD）+= CＤＥ（１分）;（BC）＋＝BＣ（1分）
3３。
将关系模式R保持依赖地且无损地分解成3NＦ,要求写出分解过程。
解：
Ｆ=｛ A→Ｂ，B→C,AD→Ｇ,D→E }
Ｆ就是最小依赖集，所有属性在F中出现,将F中就是每个函数依赖组成一个关系模式得保持函数依赖得分解：
{AＢ,BＣ,ADG， DＥ｝ （２分）; 并上一个侯选键{AD}得无损分解：
{ＡB,BC,ADG，DE}∪｛AＤ｝＝{ ＡB,BＣ,ADG,DＥ ｝ （2分）
Ｆ＝｛ A→B，B→C，ＡD→Ｇ,D→E }
３4.将关系模式R无损地分解成ＢＣNF，要求写出分解过程。
解：
根据转换为ＢCＮF得无损连接分解算法6、5 １）由于候选键为AD,
Ｆ中存在不符合BCNF要求得函数依赖,所以R不就是BＣNF，
选 A→B 分解为:
R1＝AＢ，R２＝ACＤＥG ；（1分）
R１上保持得函数依赖集为A→B,键为A，所以就是BCNF；
R２ 上保持得函数依赖集为A→C,AD→G,D→E,键为AD,所以不就是BCNF； （１分）
选A→C进一步分解为：
R２１=AC,R２２=ADEG;（１分） R21上保持得函数依赖为A→C,键为A,所以就是ＢCNF;
R22上保持得函数依赖为ＡD→G,D→Ｅ键为AD,所以不就是BＣNＦ; 选D→Ｅ进一步分解为：
R221=DE,R222＝ADＧ;（１分） R2２１上保持得函数依赖为D→E,键为Ｄ,所以就是BＣNF; R222上保持得函数依赖为AＤ→Ｇ,键为AD，所以就是BCＮＦ;
最后得保持无损连接特征得分解:
｛Ｒ1,Ｒ2１，R2２１,R222｝或表示为{AB,AC,DE，ＡDG}（1分）
注：
由于选择不符合ＢＣＮF要求得函数依赖有多个,因此选择次序可有不同，最后得结果也不同，原则上按上述评分标准分步给分。
３５。
说明分解ρ=｛R１，R2｝,R１（ABC）、R2（ADＥG）得范式级别并说明理由
答:
R1就是2NF （１分）,R2就是1NＦ;（１分）
Ｒ1上得函数依赖集为：
Ａ→B，B→Ｃ,码为:
A，不存在部分依赖,存在非主属性C对码A得传递依赖。
（1分）
R２上得函数依赖集为：
AD→G，D→E码为:
AD，存在非主属性Ｅ对码ＡD得部分依赖.。
（1分）
ρ={R1,Ｒ2}，R１（ABC）、R２（ＡＤEG）
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