范式

王朝other·作者佚名  2008-05-19
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•第一范式

如果关系模式R的所有属性的值域中每个值都是不可再分解的值,则称R是属于第一范式(1NF)模式。

第一范式的模式要求属性值不可再分裂成更小部分,即属性项不能是属性组合或组属性组成。

•第二范式

如果关系模式R为第一范式,并且R中每一个非主属性完全函数依赖于R的某个候选键,则称R是第二范式(2NF)模式。

如果对于函数依赖W →A,如果存在XÌW有X →A成立,那么称W →A是局部依赖,否则,称W →A为完全依赖。

如果A是关系模式R的候选键的一个属性,则称A是R的主属性,否则称A是R的非主属性。

例:商品供应关系模式SUPPLY={SNO,PNO,SCITY,STATUS,PRICE,QTY}。满足的函数依赖集F={SNO →SCITY,SCITY →STATUS,PNO →PRICE,(SNO,PNO) →QTY}。检测SUPPLY是否为第二范式。

因为(SNO,PNO)→{SNO,SCITY,STATUS,PRICE,QTY},所以(SNO,PNO)为键。

在SUPPLY中,SNO?PNO为主属性,其余为非主属性。但除了QTY满足之外,其余的非主属性对键的函数依赖为部分函数依赖,所以SUPPLY不是第二范式。

分解:

SUPPLY1={SNO,PNO,QTY}

SUPPLYER={SNO,SCITY,STATUS}

PART={PNO,PRICE}

上述三个的键依次为(SNO,PNO),SNO,PNO。

第三范式:

在关系模式中,如果Y →X,X →A,且X不能决定Y和A不属于X,那么称Y → A是传递依赖。

如果关系模式R是第二范式,且每个非主属性都不传递依赖于R的候选键,则称R是第三范式的模式。

例:SUPPLY1={SNO,PNO,QTY}

SUPPLYER={SNO,SCITY,STATUS}

PART={PNO,PRICE}

SUPPLY1和PART的非主属性间不存在任何的函数依赖,满足第三范式。

SUPPLYER中的属性SCITY和属性STATUS之间存在着函数依赖,不是第三范式。

解决方法:

将SUPPLIER分解成SUPPLIER1和SCITY1,

SUPPLIER1={SNO,SCITY}

SCITY1={SCITY,STATUS}

•BCNF

关系模式的BCNF范式是第三范式的改进形式,它建立在第一范式的基础上。

如果关系模式R是第一范式,且每个属性都不传递依赖于R的候选键,称R是BCNF的模式。

从BCNF的定义中可以得出如下结论:

1.所有非主属性对键是完全函数依赖。

2.所有主属性对不包含它的键是完全函数依赖。

3.没有属性完全函数依赖于非键的任何属性组。

如果R是BCNF,则R必是第三范式,反之,不一定成立。

关系模式属于3NF,但不属于BCNF时,在操作时仍然存在插入异常、删除异常等问题,这是由于主属性对键的部分函数依赖引起的。

BCNFÍ3NFÍ2NFÍ1NF

1NF

¯消去非主属性对键的部分函数依赖

2NF

¯消去非主属性对键的传递函数依赖

3NF

¯消去主属性对键的传递函数依赖

BCNF

•候选关键字的快速求解

对于R(A1,A2,…,An)和函数依赖集F,可将其属性分为三类:

L类:仅出现在F的函数依赖左部的属性

R类:仅出现在F的函数依赖右部的属性

N类:在F的函数依赖左右两边均未出现的属性

定理:对于给定的R和F,若X是L类属性,则X必为R的任一候选关键字的成员。

定理:对于给定的R和F,若X是R类属性,则X不在R的任何候选关键字中。

定理:对于给定的R和F,若X是N类属性,则X必为R的任一候选关键字的成员。

例:对于R(A,B,C,D,E,P),F={A →D,E →D,D →B,BC →D,DC →A},求R的候选关键字。

算法:将一个关系模式分解为3NF,使它具有依赖保持性。

输入:关系模式R和R的最小依赖集Fmin。

输出:R的一个分解r={R1,R2,R3…,Rk},Ri为3NF,r具有依赖保持性。

方法:

1.如果Fmin中有一依赖X →A,且XA=R,则输出r={R},转向4。

2.如果R中某些属性与Fmin中所有依赖的左部和右部都无关,则将它们构成关系模式,从R中将它们分出去。

3.对于Fmin中的每一个Xi→Ai,都构成一个关系子模式Ri=XiAi;

4.停止分解,输出r

算法:把一个关系模式分解为3NF,使它既具有无损联接性又具有依赖保持性。

方法:

1.根据上述算法求出依赖保持性分解:

r={R1,R2,R3…,Rk}

2.判定r是否具有无损联接性,若是,转4。

3.令r=r∪{X},X是R的候选关键字。

4.输出r。

算法:把关系模式无损分解成BCNF。

输入:关系模式R和函数依赖集F。

输出:R的一个无损分解r={R1,R2,R3…,Rk}。

方法:

1.令r={R};

2.如果r中所有模式都是BCNF,则转向4;

3.如果r中有一个关系模式S不是BCNF,则在S中必能找到一个函数依赖X→A且X不是S的候选键,且A不属于X,设S1=XA,S2=S-A,用分解{S1,S2}代替S,转向2;

4.输出r。

 
 
 
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