關係數據庫邏輯設計
- 針對具體問題，如何構造一個適合於它的數據模式
- 數據庫邏輯設計的工具──關係數據庫的規範化理論
數據依賴
- 是一個關係內部屬性與屬性之間的一種約束關係。
- 是現實世界屬性間相互聯繫的抽象
- 是數據內在的性質
- 是語義的體現
“好”的模式：
不會發生插入異常、刪除異常、更新異常，數據冗餘應儘可能少。
原因：由存在於模式中的某些數據依賴引起的
解決方法：通過分解關係模式來消除其中不合適的數據依賴。
規範化
函數依賴
定義：設R(U)是一個屬性集U上的關係模式，X和Y是U的子集。
若對於R(U)的任意一個可能的關係r，r中不可能存在兩個元組在X上的屬性值相等， 而在Y上的屬性值不等， 則稱 “X函數確定Y” 或 “Y函數依賴於X”，記作X→Y。
X稱爲這個函數依賴的決定屬性集(Determinant)。
Y=f(x)
平凡函數依賴與非平凡函數依賴
對於任一關係模式，平凡函數依賴都是必然成立的，它不反映新的語義，因此若不特別聲明， 我們總是討論非平凡函數依賴。
完全函數依賴與部分函數依賴
傳遞函數依賴
碼
主屬性與非主屬性：
- 包含在任何一個候選碼中的屬性 ，稱爲主屬性（Prime attribute）
- 不包含在任何碼中的屬性稱爲非主屬性（Nonprime attribute）或非碼屬性（Non-key attribute）
全碼：
- 整個屬性組是碼，稱爲全碼（All-key）
外部碼：
關係模式 R 中屬性或屬性組X 並非 R的碼，但 X 是另一個關係模式的碼，則稱 X 是R 的外部碼（Foreign key）也稱外碼。
如在SC（Sno，Cno，Grade）中，Sno不是碼，但Sno是關係模式S（Sno，Sdept，Sage）的碼，則Sno是關係模式SC的外部碼
範式
範式是符合某一種級別的關係模式的集合。
關係數據庫中的關係必須滿足一定的要求。滿足不同程度要求的爲不同範式。
範式的種類：
某一關係模式R爲第n範式，可簡記爲R∈nNF。
一個低一級範式的關係模式，通過模式分解可以轉換爲若干個高一級範式的關係模式的集合，這種過程就叫規範化。
-
1NF
如果一個關係模式R的所有屬性都是不可分的基本數據項，則R∈1NF。
第一範式是對關係模式的最起碼的要求。不滿足第一範式的數據庫模式不能稱爲關係數據庫。
但是滿足第一範式的關係模式並不一定是一個好的關係模式。 -
2NF
定義6.6 若關係模式R∈1NF，並且每一個非主屬性都完全函數依賴於R的碼，則R∈2NF。
消除非主屬性對碼的部分函數依賴。 -
3NF
![在這裏插入圖片描述]()
每一個非主屬性既不部分依賴於碼也不傳遞依賴於碼。
如果R∈3NF，且R只有一個候選碼 -
BC範式（BCNF）
![在這裏插入圖片描述]()
多值依賴
多值依賴的3個要點：
- 1）Z = U-X-Y
- 2）Y的值決定於X上的值
- 3）Y的值與Z值無關
平凡的多值依賴：
多值依賴的性質：
-
（1）多值依賴具有對稱性
若X→→Y，則X→→Z，其中Z＝U－X－Y
多值依賴的對稱性可以用完全二分圖直觀地表示出來。 -
（2）多值依賴具有傳遞性
若X→→Y，Y→→Z， 則X→→Z -Y -
（ 3）函數依賴是多值依賴的特殊情況。
若X→Y，則X→→Y。
4NF
注意：
- 一個全是主屬性的關係模式一定可以達到3NF。
- 一個全碼的關係模式一定可以達到BCNF。
- 一個二目關係模式一定可以達到4NF。
- 函數依賴和多值依賴是兩種重要的數據依賴。在函數依賴的範疇內, BCNF是最高級別的範式。如果考慮多值依賴, 則4NF是最高的範式級別。
- 除FD和MVD外，還有其他數據依賴，如連接依賴，在連接依賴的概念上還可以定義5NF的範式級別。
![在這裏插入圖片描述]()
關係模式的規範化過程是通過對關係模式的投影分解來實現的, 把低一級的關係模式分解爲若干高一級的關係模式, 分解不是唯一的。
並不是規範化程度越高越好：
- 規範化程度高, 可解決更新異常和冗餘大的問題, 但會失去檢索查詢方便快速的優點, 增加(自然)連接運算的開銷。
- 必須結合應用環境和具體情況合理選擇DB模式, 經常用於檢索查詢的系統, 寧肯規範化程度低些。