软件设计师考试 | 第九章数据库技术基础 | 关系数据库的规范化

不念不忘少年蓝@ 2022-10-17 04:06 151阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  （一）函数依赖
     *  （二）规范化
     *   *  1. 1NF（第一范式）
         *  2. 2NF（第二范式）
         *  3. 3NF（第三范式）
     *  （三）模式分解及分解应具有的特性
     *   *  1. 分解
         *  2. 无损连接
         *  3. 保持函数依赖

## （一）函数依赖 ##

数据依赖是通过一个关系中属性间值的相等与否体现出来的数据间的相互关系，是现实世界属性间联系和约束的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。函数依赖则是一种最重要、最基本的数据依赖。

*  函数依赖
 *  非平凡的函数依赖
 *  平凡的函数依赖
 *  完全函数依赖
 *  部分函数依赖
 *  传递依赖
 *  码
 *  主属性和非主属性
 *  外码
 *  函数依赖的公理系统

--------------------

## （二）规范化 ##

关系数据库设计的方法之一就是设计满足适当范式的模式，通常可以通过判断分解后的模式达到几范式来评价模式规范的程度。

范式有`1NF`、`2NF`、`3NF`、`4NF`和`5NF`，其中`1NF`的级别最低。

这几种范式之间，`5NF⊂4NF⊂3NF⊂2NF⊂1NF`成立。通过分解，可以将一个低一级范式的关系模式转换成若干个高一级范式的关系模式，这个过程称为规范化。

### 1. 1NF（第一范式） ###

**定义：** 若关系模式`R`的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式`R`属于第一范式。

**存在的问题：**

*  冗余度大
 *  引起修改操作的不一致性
 *  插入异常
 *  删除异常

因为上述四个问题，所以要对模式进行分解，并引入了`2NF`。

### 2. 2NF（第二范式） ###

**定义：** 若关系模式`R∈1NF`，且每一个非主属性完全依赖于码，则关系模式`R∈2NF`。

换句话说，当`1NF`消除了非主属性对码的部分函数依赖，则称为`2NF`。

### 3. 3NF（第三范式） ###

**定义：** 若关系模式`R(U,F)`中若不存在这样的码`X`，属性组`Y`及非主属性`Z(Z⫋Y)`使得`X→Y(Y/⇢ X)`，`Y→Z`成立，则关系模式`R∈3NF`。

即当`2NF`消除了非主属性对码的传递函数依赖，则称为`3NF`。

--------------------

## （三）模式分解及分解应具有的特性 ##

### 1. 分解 ###

**定义：** 关系模式`R(U,F)`的一个分解是指`ρ={R₁(U₁,F₁),R₂(U₂,F₂),...,Rn(Un,Fn)}`，其中，`U=U₁∪U₂∪...∪Un`，`Fi`是`F`在`Ui`上的投影。

对一个给定的模式进行分解，使得分解后的模式是否与原来的模式等价有三种情况：

*  分解具有无损连接性
 *  分解要保持函数依赖
 *  分解既要无损连接，又要保持函数依赖

### 2. 无损连接 ###

**定义：** `ρ={R₁(U₁,F₁),R₂(U₂,F₂),...,Rn(Un,Fn)}`是关系模式`R(U,F)`的一个分解，若对`R(U,F)`的任何一个关系`r`均有`r=mρ(r)`成立，则分解`ρ`具有无损连接性。

### 3. 保持函数依赖 ###

**定义：** 设关系模式`R(U,F)`的一个分解`ρ={R₁(U₁,F₁),R₂(U₂,F₂),...,Rn(Un,Fn)}`，如果`F=πRi（F）`，则称分解`ρ`保持函数依赖。

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