MySQL数据库范式

Micah2015年07月26日 21:07 分类 : MySQL  > MySQL应用
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在设计关系数据库时是要遵守一定的规则的。尤其是数据库设计范式现简单介绍1NF(第一范式),2NF(第二范式),3NF(第三范式)和BCNF

在设计关系数据库时是要遵守一定的规则的。尤其是数据库设计范式现简单介绍1NF(第一范式),2NF(第二范式),3NF(第三范式)和BCNF,另有第四范式和第五范式留到以后再介绍。在你设计数据库之时,若能符合这几个范式,你就是数据库设计的高手。

第一范式(1NF):在关系模式R中的每一个具体关系r中,如果每个属性值都是不可再分的最小数据单位,则称R是第一范式的关系。例:如职工号,姓名,电话号码组成一个表(一个人可能有一个办公室电话和一个家里电话号码) 规范成为1NF有三种方法:
一是重复存储职工号和姓名。这样,关键字只能是电话号码。
二是职工号为关键字,电话号码分为单位电话和住宅电话两个属性
三是职工号为关键字,但强制每条记录只能有一个电话号码。
以上三个方法,第一种方法最不可取,按实际情况选取后两种情况。

第二范式(2NF):如果关系模式RUF)中的所有非主属性都完全依赖于任意一个候选关键字,则称关系R是属于第二范式的。
例:选课关系 SCISNOCNOGRADECREDIT)其中SNO为学号, CNO为课程号,GRADEGE为成绩,CREDIT 为学分。 由以上条件,关键字为组合关键字(SNOCNO
在应用中使用以上关系模式有以下问题:
a.
数据冗余,假设同一门课由40个学生选修,学分就 重复40次。
b.
更新异常,若调整了某课程的学分,相应的元组CREDIT值都要更新,有可能会出现同一门课学分不同。
c.
插入异常,如计划开新课,由于没人选修,没有学号关键字,只能等有人选修才能把课程和学分存入。
d.
删除异常,若学生已经结业,从当前数据库删除选修记录。某些门课程新生尚未选修,则此门课程及学分记录无法保存。
原因:非关键字属性CREDIT仅函数依赖于CNO,也就是CREDIT部分依赖组合关键字(SNOCNO)而不是完全依赖。
解决方法:分成两个关系模式SC1SNOCNOGRADE),C2CNOCREDIT)。新关系包括两个关系模式,它们之间通过SC1中的外关键字CNO相联系,需要时再进行自然联接,恢复了原来的关系

第三范式(3NF):如果关系模式RUF)中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递信赖,则称关系R是属于第三范式的。
例:如S1SNOSNAMEDNODNAMELOCATION 各属性分别代表学号,
姓名,所在系,系名称,系地址。
关键字SNO决定各个属性。由于是单个关键字,没有部分依赖的问题,肯定是2NF。但这关系肯定有大量的冗余,有关学生所在的几个属性DNODNAMELOCATION将重复存储,插入,删除和修改时也将产生类似以上例的情况。
原因:关系中存在传递依赖造成的。即SNO -> DNO DNO ->SNO却不存在,DNO -> LOCATION, 因此关键辽 SNO LOCATION函数决定是通过传递依赖 SNO -> LOCATION实现的。也就是说,SNO不直接决定非主属性LOCATION
解决目地:每个关系模式中不能留有传递依赖。
解决方法:分为两个关系 SSNOSNAMEDNO),DDNODNAMELOCATION
注意:关系S中不能没有外关键字DNO。否则两个关系之间失去联系。

BCNF
:如果关系模式RUF)的所有属性(包括主属性和非主属性)都不传递依赖于R的任何候选关键字,那么称关系R是属于BCNF的。或是关系模式R,如果每个决定因素都包含关键字(而不是被关键字所包含),则RCNF的关系模式。
例:配件管理关系模式 WPEWNOPNOENOQNT)分别表仓库号,配件号,职工号,数量。有以下条件
a.
一个仓库有多个职工。
b.
一个职工仅在一个仓库工作。
c.
每个仓库里一种型号的配件由专人负责,但一个人可以管理几种配件。
d.
同一种型号的配件可以分放在几个仓库中。
分析:由以上得 PNO 不能确定QNT,由组合属性(WNOPNO)来决定,存在函数依赖(WNOPNO->ENO。由于每个仓库里的一种配件由专人负责,而一个人 可以管理几种配件,所以有组合属性(WNOPNO)才能确定负责人,有(WNOPNO->ENO。因为 一个职工仅在一个仓库工作,有ENO ->WNO。由于每个仓库里的一种配件由专人负责,而一个职工仅在一个仓库工作,有 ENOPNO->QNT
找一下候选关键字,因为(WNOPNO ->QNT,(WNOPNO-> ENO ,因此(WNOPNO)可以决定整个元组,是一个候选关键字。根据ENO->WNO,(ENOPNO->QNT,故(ENOPNO 也能决定整个元组,为另一个候选关键字。属性ENOWNOPNO均为主属性,只有一个非主属性QNT。它对任何一个候选关键字都是完全函数依赖的,并 且是直接依赖,所以该关系模式是3NF
分析一下主属性。因为ENO->WNO,主属性ENOWNO的决定因素,但是它本身不是关键字,只是组合关键字的一部分。这就造成主属 WNO对另外一个候选关键字(ENOPNO)的部分依赖,因为(ENOPNO->ENO但反过来不成立,而P->WNO,故 ENOPNO-> WNO也是传递依赖。
虽然没有非主属性对候选关键辽的传递依赖,但存在主属性对候选关键字的传递依赖,同样也会带来麻烦。如一个新职工分配到仓库工作,但暂时处于实 习阶段,没有独立负责对某些配件的管理任务。由于缺少关键字的一部分PNO而无法插入到该关系中去。又如某个人改成不管配件了去负责安全,则在删除配件的 同时该职工也会被删除。
解决办法:分成管理EPENOPNOQNT),关键字是(ENOPNO)工作EWENOWNO)其关键字是ENO
缺点:分解后函数依赖的保持性较差。如此例中,由于分解,函数依赖(WNOPNO-> ENO 丢失了,因而对原来的语义有所破坏。没有体现出每个仓库里一种部件由专人负责。有可能出现一部件由两个人或两个以上的人来同时管理。因此,分解之后的关系 模式降低了部分完整性约束。
一个关系分解成多个关系,要使得分解有意义,起码的要求是分解后不丢失原来的信息。这些信息不仅包括数据本身,而且包括由函数依赖所表示的数据 之间的相互制约。进行分解的目标是达到更高一级的规范化程度,但是分解的同时必须考虑两个问题:无损联接性和保持函数依赖。有时往往不可能做到既有无损联 接性,又完全保持函数依赖。需要根据需要进行权衡。
1NF
直到BCNF的四种范式之间有如下关系:
BCNF
包含了3NF包含2NF包含1NF

Micah
IT技术整理

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