數據庫SQL---範式

一、數據冗餘致使的問題：冗餘存儲、更新異常、插入異常、刪除異常。

二、函數依賴：一種完整性約束。

在關係模式r(R)中，α屬於R，β屬於R。 

1）α函數肯定β（β函數依賴於α）：記做α→β，對於任意合法關係r及其中任兩個元組t_i和t_j，i≠j，若t_i[α]=t_j[α]，則t_i[β]=t_j[β]。

2）非平凡函數依賴和平凡函數依賴：若α→β，但β不屬於α，則稱α→β是非平凡函數依賴；不然，若β不屬於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）徹底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含於α，γ→β都不成立，則稱α→β是徹底函數依賴，簡稱徹底依賴；不然，若存在非空的γ含於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屬於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不依賴於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

三、函數依賴集閉包

1）邏輯蘊涵：若給定函數依賴集F，能夠證實其餘函數依賴也成立，則稱這些函數依賴被F邏輯蘊涵。

2）閉包：令F爲一函數依賴集，F邏輯蘊涵的全部函數依賴組成的集合稱爲F的閉包，記爲F⁺。

3）屬性集A的閉包：令r(R)爲關係模式，F爲屬性依賴集，A屬於R的屬性集，則稱在函數依賴集F下由A函數肯定的全部屬性的集合爲F下屬性集A的閉包，記爲A⁺。

4）Armstrong公理及推論（可直接計算F⁺）

（1）自反律：若存在β屬於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）合併律：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）僞傳遞律：若存在α→β且βγ→δ，則有αγ→δ。

四、範式（關係模式要知足的條件）

1）目的：消除存儲異常、減小數據冗餘、保證數據完整性和存儲效率。

2）基於函數依賴理論，範式的分類：

（1）第一範式（1NF）---碼

          若是一關係模式r(R)的每一個屬性對應的域值都是不可分的，則稱r(R)屬於第一範式。

          目標：將基本數據劃分紅稱爲實體集或表的邏輯單元，當設計好每一個實體後，須要爲其指定主碼。

empno	ename	address
		province	city	street

                                                                                   非規範化的關係模式（地址的值域可分）

empno

ename

province

city

street

                                                                                   1NF規範化後的關係模式

（2）第二範式（2NF)---所有是碼

          若是一關係模式r(R)，α屬於r(R)，若α包含在r(R)的摸個候選碼中，則稱α爲主屬性，不然α非主屬性。

          若是一關係模式r(R)屬於第一範式，且全部非主屬性都徹底函數依賴於r(R)的候選碼，則稱r(R)屬於第二範式。

          目標：將只部分依賴於候選碼（即依賴於候選碼的部分屬性）的非主屬性經過關係模式分解移到其餘表中去。

（3）第三範式（3NF)---僅僅是碼

          若是一關係模式r(R)屬於第二範式，且全部非主屬性都直接函數依賴於r(R)的候選碼，且非主屬性之間不存在依賴關係（即不存在非主屬性傳遞依賴於候選碼），則稱r(R)屬於第三範式。

          目標：將只部分依賴於候選碼（即依賴於候選碼的部分屬性）的非主屬性經過關係模式分解移到其餘表中去。

（4）Boyce-Codd範式（BCNF)

          給定關係模式r(R)及函數依賴集F，若F⁺中的全部函數依賴α→β（α屬於R，β屬於R）至少知足下列條件之一：α→β是平凡函數依賴（即β屬於α）、α是r(R)的一個超碼（即α⁺包含R的所有屬性），則稱r(R)屬於Boyce-Codd範式。