摘要:关系模式是关系数据库的重要组成部份,其规范化理论在整个模式设计中占有主导地位。下面我们试图采用接近课堂教学的方式给出一个完整实例,希望对初学者有所帮助。
关键词:关系模式;规范化;函数依赖;范式
众所周知,关系模式是关系数据库的重要组成部份,其好坏直接影响关系数据库的性能。而关系模式的设计必须满足一定的规范化要求,从而满足不同的范式级别。[1](P.46-52,57)在指导关系模式的设计中,规范化理论占有着主导地位,其基本思想是:消除数据依赖中不合理的部份,使各关系模式达到某种程度的分离,使一个关系仅描述一个实体或者实体间的一种联系。[2]关系模式及其规范化的理论是我们设计和优化关系模式的指南。作为一种优秀而成熟的理论,学习和实践会有一定的难度,但在因特网和相关书籍中难得有比较全面的实例,给我们学习和实践造成不便。下面,我们试图采用接近课堂教学的方式给出一个完整的析解实例,以期对初学者有所帮助。
一、实例
假设某商业集团数据库中有一关系模式R(商店编号,商品编号,数量,部门编号,负责人),如果规定:
(1) 每个商店的每种商品只在一个部门销售;
(2) 每个商店的每个部门只有一个负责人;
(3) 每个商店的每种商品只有一个库存数量。
试回答下列问题:
(1) 根据上述规定,写出关系模式R的基本函数依赖;
(2) 找出关系模式R的候选关键字;
(3) 试问关系模式R最高已经达到第几范式 为什么
(4) 如果R已达3NF,是否已达BCNF 若不是BCNF,将其分解为BCNF模式集。
二、预处理
为了方便,我们用代号代表每个属性:
A—商店编号
B—商品编号
C—部门编号
D—数量
E—负责人
这样,有关系模式:
R(U,F)
U={A,B,C,D,E}
三、根据上述规定,写出关系模式R的基本函数依赖
为了消除关系模式在操作上的异常问题,优化数据模式,我们需要对关系模式进行规范化处理。而首先需要做的就是函数依赖,以便能确切地反映实体内部各属性间的联系。[2](P.经过对数据语义的分析我们得出下面的依赖关系:
1.语义:每个商店的每种商品只在一个部门销售,即已知商店和商品名称可以决定销售部门
例:东店——海尔洗衣机—— —定在家电部销售
所以得出函数依赖:AB→C
2.语义:每个商店的每个部门只有一个负责人,即已知商店和部门名称可以决定负责人
例:东店——家电部——部门经理一定是张三
所以得出函数依赖是:AC→E
3.每个商店的每种商品只有一个库存数量,即已知商店和商品名称可以决定库存数量
例:东店——海尔洗衣机——库存10台
所以得出函数依赖是:AB→D
这样:在关系模式R(U,F)中,基本函数依赖集是:F={ AB→C ,AC→E,AB→D }。
四、找出关系模式R的候选关键字
根据函数依赖和关键字的基本定义,我们可以说:只有在最小函数依赖集中才能科学、正确地寻找候选关键字。那么何为最小函数依赖集 又怎么求出F的最小函数依赖集呢 根据函数依赖的相关定理我们得知:给定函数依赖集F,如果F中每一函数依赖X->Y∈F满足:(1)X->Y的右边Y为单个属性(F为右规约的);(2)F为左规约(即F中任一函数依赖X→Y∈F的左边都不含多余属性);(3)F为非冗余的(即如果存在F的真子集F’,使得F’≡F,则称F是冗余的,否则称F是非冗余的);则称F为最小函数依赖集,或称F是正则的。每一个函数依赖都等价于一个最小函数依赖集。[3](P.150)按照上面的三个条件进行最小化处理,我们可得到一个求最小函数依赖集方法:第一步,为满足条件1,根据分解性把右侧是属性组的函数依赖分解为单属性的多个函数;第二步,为满足条件2,逐一考察最新F中的函数依赖,消除左侧冗余属性;为满足条件3,逐一考察最新F中函数依赖X->Y,检查X->Y是否被F-{X->Y}所蕴涵,如果是,则X->Y是冗余的,可以删除。[4]所以,F的所谓最小函数依赖集就是去掉了多余依赖的F。按上面提供的算法依据具体计算如下:
1.根据分解性先分解所有依赖的右边为单属性:
可以看出:F={ AB→C ,AC→E,AB→D }中所有依赖的右边已为单属性。
2.对所有依赖的左边为多属性的情况,消除左侧冗余属性:
下面计算判断AB→C中有无无关属性:
(1)设A→C,在F={ AB→C ,AC→E,AB→D }中计算A
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