00911互联网数据库自考资料：关系数据库设计理论

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关系数据库设计理论

【学习要求】

通过本章的学习，考生应了解数据依赖的定义及两种重要的类型，理解各类范式的概念及涵义，并掌握相关概念及关系模式规范化的步骤。

【重点、难点】

（一）数据依赖的两种类型

（二）各类范式的概念及含义

（三）关系模式的分解及判断与远关系模式等价的三个标准

【考核知识点】

（一）数据依赖的含义

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，是现实世界属性间相互联系的抽象，是数据内在的性质，是语义的体现。现在人们已经提出了许多种类型的数据依赖，其中最重要的是函数依赖和多值依赖。

（二）相关概念

1、函数依赖

设R（U）是一个关系模式，U是R的属性集合，X和Y式U的子集。对于R（U）的任意一个可能的关系，如果r中不存在两个元祖，它们在X上的属性值相同，而在Y上的属性值不同，则称“X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X-Y。

2、平凡函数依赖于非平凡函数依赖

在关系模式R（U）中，对于U的子集X和Y，如果X→Y，但YX，则X→Y是非平凡函数依赖，若YX，则称X→Y为平凡函数依赖。

3、传递函数依赖

在关系函数R（U）中，如果X→Y，Y→Z，且YX，Y→X，则称Z传递函数依赖于X。

（三）关系模式规范化时一般应遵循以下原则：

（1）关系模式进行无损连接分解。

（2）合理选择规范化程度。

（3）正确性与可实现性原则。

（四）关系模式规范化的基本步骤如图所示。

①对1NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的函数依赖，将1NF关系转换为若干个2NF关系。

②对2NF关系进行投影，消除原关系中非主属性对码的传递函数依赖，从而产生一组3NF关系。

③对3NF关系进行投影，消除原关系中主属性对码的部分函数依赖和传递函数依赖（也就是说，使决定属性都成为投影的候选码），得到一组BCNF关系。

消除决定属性集非码的非平凡函数依赖

1NF

消除非主属性对码的部分函数依赖

2NF

消除非主属性对码的传递函数依赖

3NF

消除主属性对码的部分和传递函数依赖

BCNF

消除非平凡且非函数依赖的多值依赖

4NF消除不是由候选码所蕴含的连接依赖

5NF

以上三步也可以合并为一步：对原关系进行投影，消除决定属性不是候选码的任何函数依赖。

④对BCNF关系进行投影，消除原关系中非平凡且非函数依赖的多值依赖，从而产生一组4NF关系。

⑤对4NF关系进行投影，消除原关系中不是由候选码所蕴含的连接依赖，即可得到一组5NF关系。5NF是最终范式。

1NF/2NF/3NF存在的问题:①插入异常②删除异常③数据冗余度大④修改复杂。

BCNF问题:①数据冗余度大②增加操作复杂③删除操作复杂④修改操作复杂。

（五）关系模式分解的三个定义（判断对关系模式的一个分解是否与原关系模式等价可以有三种不同的标准）：（填空、选择）

（1）分解具有"无损连接性"。

（2）分解要"保持函数依赖"。

（3）分解既要"保持函数依赖"，又要具有"无损连接性"。

（六）规范化理论提供了一套完整的模式分解算法，按照这套算法可以做到：

①若要求分解具有无损连接性，那么模式分解一定能够达到4NF。

②若要求分解保持函数依赖，那么模式分解一定能够达到3NF，但不一定能够达到BCNF。

③若要求分解既具有无损连接性，又保持函数依赖，则模式分解一定能够达到3NF，但不一定能够达到BCNF。

（七）BCNF的关系模式都具有如下3个性质：

①所有非主属性都完全函数依赖于每个候选码。

②所有主属性都完全函数依赖于每个不包含它的候选码。

③没有任何属性完全函数依赖于非码的任何一组属性。

（八）分解具有无损连接性和分解保持函数依赖是两个互相独立的标准。（选择）

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