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數據庫SQL---范式

時間:2020-05-15來源:電腦系統城作者:電腦系統城

1、數據冗余導致的問題:冗余存儲、更新異常、插入異常、刪除異常。

2、函數依賴:一種完整性約束。

在關系模式r(R)中,α屬于R,β屬于R。 

1)α函數確定β(β函數依賴于α):記作α→β,對于任意合法關系r及其中任兩個元組ti和tj,i≠j,若ti[α]=tj[α],則ti[β]=tj[β]。

2)非平凡函數依賴和平凡函數依賴:若α→β,但β不屬于α,則稱α→β是非平凡函數依賴;否則,若β不屬于α,則稱α→β是平凡函數依賴。

                   非平凡函數依賴                                                       平凡函數依賴

3)完全函數依賴和部分函數依賴:α→β是非平凡函數依賴,若對任意的γ含于α,γ→β都不成立,則稱α→β是完全函數依賴,簡稱完全依賴;否則,若存在非空的γ含于α,使γ→β成立,則稱α→β是部分函數依賴,簡稱部分依賴。

                               部分依賴α→β的依賴圖

4)傳遞函數依賴

γ屬于R,若α→β,β→γ,則必存在函數依賴α→γ,若α→β,β→γ和α→γ都是非平凡函數依賴,且β不依賴于α,則稱α→γ是傳遞函數依賴,簡稱傳遞依賴。

 

                               傳遞依賴α→γ的依賴圖

3、函數依賴集閉包

1)邏輯蘊涵:若給定函數依賴集F,可以證明其他函數依賴也成立,則稱這些函數依賴被F邏輯蘊涵。

2)閉包:令F為一函數依賴集,F邏輯蘊涵的所有函數依賴組成的集合稱為F的閉包,記為F+。

3)屬性集A的閉包:令r(R)為關系模式,F為屬性依賴集,A屬于R的屬性集,則稱在函數依賴集F下由A函數確定的所有屬性的集合為F下屬性集A的閉包,記為A+。

4)Armstrong公理及推論(可直接計算F+

(1)自反律:若存在β屬于α,則有α→β。

(2)增補律:若存在α→β,則有γα→γβ。

(3)傳遞律:若存在α→β且β→γ,則有α→γ。

(4)合并律:若存在α→β且α→γ,則有α→βγ。

(5)分解律:若存在α→βγ,則有α→β和α→γ。

(6)偽傳遞律:若存在α→β且βγ→δ,則有αγ→δ。

4、范式(關系模式要滿足的條件)

1)目的:消除存儲異常、減少數據冗余、保證數據完整性和存儲效率。

2)基于函數依賴理論,范式的分類:

(1)第一范式(1NF)---碼

          如果一關系模式r(R)的每個屬性對應的域值都是不可分的,則稱r(R)屬于第一范式。

          目標:將基本數據劃分成稱為實體集或表的邏輯單元,當設計好每個實體后,需要為其指定主碼。

empno ename address
province city street

                                                                                   非規范化的關系模式(地址的值域可分)

empno ename province city street

                                                                                   1NF規范化后的關系模式

(2)第二范式(2NF)---全部是碼

          如果一關系模式r(R),α屬于r(R),若α包含在r(R)的摸個候選碼中,則稱α為主屬性,否則α非主屬性。

          如果一關系模式r(R)屬于第一范式,且所有非主屬性都完全函數依賴于r(R)的候選碼,則稱r(R)屬于第二范式。

          目標:將只部分依賴于候選碼(即依賴于候選碼的部分屬性)的非主屬性通過關系模式分解移到其他表中去。

(3)第三范式(3NF)---僅僅是碼

          如果一關系模式r(R)屬于第二范式,且所有非主屬性都直接函數依賴于r(R)的候選碼,且非主屬性之間不存在依賴關系(即不存在非主屬性傳遞依賴于候選碼),則稱r(R)屬于第三范式。

          目標:將只部分依賴于候選碼(即依賴于候選碼的部分屬性)的非主屬性通過關系模式分解移到其他表中去。

(4)Boyce-Codd范式(BCNF)

          給定關系模式r(R)及函數依賴集F,若F+中的所有函數依賴α→β(α屬于R,β屬于R)至少滿足下列條件之一:α→β是平凡函數依賴(即β屬于α)、α是r(R)的一個超碼(即α+包含R的全部屬性),則稱r(R)屬于Boyce-Codd范式。

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