•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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