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基礎(chǔ)知識

(相關(guān)資料圖)

函數(shù)依賴

1NF 第一范式

2NF 第二范式

3NF 第三范式

BCNF 鮑依斯-科得范式

四種范氏之間的關(guān)系

基礎(chǔ)知識

實(shí)體：現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在并可以被區(qū)別的事物。比如“一個(gè)學(xué)生”、“一本書”、“一門課”等等。值得強(qiáng)調(diào)的是這里所說的“事物”不僅僅是看得見摸得著的“東西”，它也可以是虛擬的，比如說“老師與學(xué)校的關(guān)系”。

屬性：教科書上解釋為：“實(shí)體所具有的某一特性”，由此可見，屬性一開始是個(gè)邏輯概念，比如說，“性別”是“人”的一個(gè)屬性。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，屬性又是個(gè)物理概念，屬性可以看作是“表的一列”。

元組：表中的一行就是一個(gè)元組。

分量：元組的某個(gè)屬性值。在一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，它是一個(gè)操作原子，即關(guān)系數(shù)據(jù)庫在做任何操作的時(shí)候，屬性是“不可分的”。否則就不是關(guān)系數(shù)據(jù)庫了。

碼：表中可以唯一確定一個(gè)元組的某個(gè)屬性（或者屬性組），如果這樣的碼有不止一個(gè)，那么大家都叫候選碼，我們從候選碼中挑一個(gè)出來做老大，它就叫主碼。

全碼：如果一個(gè)碼包含了所有的屬性，這個(gè)碼就是全碼。

主屬性：一個(gè)屬性只要在任何一個(gè)候選碼中出現(xiàn)過，這個(gè)屬性就是主屬性。

非主屬性：與上面相反，沒有在任何候選碼中出現(xiàn)過，這個(gè)屬性就是非主屬性。

外碼：一個(gè)屬性（或?qū)傩越M），它不是碼，但是它別的表的碼，它就是外碼。

函數(shù)依賴

部分函數(shù)依賴：設(shè)X,Y是關(guān)系R的兩個(gè)屬性集合，存在X→Y，若X’是X的真子集，存在X’→Y，則稱Y部分函數(shù)依賴于X。

舉個(gè)例子：

碼用(學(xué)號+課程),為什么要加課程呢？因?yàn)椴煌n程成績是通過學(xué)號查不出來的。

不過用(學(xué)號+課程)當(dāng)作碼是不是有些問題？

(學(xué)號+課程)->姓名，但是學(xué)號->姓名

(學(xué)號+課程)->系名，但是學(xué)號->系名

(學(xué)號+課程)->系主任，但是學(xué)號->系主任

這個(gè)就是部分依賴，說實(shí)話我看定義一臉懵逼。

要是上面那張表符合第二范式。需要將表拆分為兩張表。

一張是 學(xué)號、課程、分?jǐn)?shù)表

另外一張是 學(xué)號、姓名、系名、系主任表

完全函數(shù)依賴：設(shè)X,Y是關(guān)系R的兩個(gè)屬性集合，X’是X的真子集，存在X→Y，但對每一個(gè)X’都有X’!→Y，則稱Y完全函數(shù)依賴于X。

例子：學(xué)生基本信息表R（學(xué)號，班級，姓名）假設(shè)不同的班級學(xué)號有相同的，班級內(nèi)學(xué)號不能相同，在R關(guān)系中，（學(xué)號，班級）->（姓名），但是（學(xué)號）->(姓名)不成立，（班級）->(姓名)不成立，所以姓名完全函數(shù)依賴與（學(xué)號，班級）；

傳遞函數(shù)依賴：設(shè)X,Y,Z是關(guān)系R中互不相同的屬性集合，存在X→Y(Y !→X),Y→Z，則稱Z傳遞函數(shù)依賴于X。

例子：在關(guān)系R(學(xué)號 ,宿舍, 費(fèi)用)中，(學(xué)號)->(宿舍),宿舍！=學(xué)號，(宿舍)->(費(fèi)用),費(fèi)用!=宿舍，所以符合傳遞函數(shù)的要求；

1NF 第一范式

數(shù)據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的，不可再分。這個(gè)單一屬性由基本類型構(gòu)成，包括整型、實(shí)數(shù)、字符型、邏輯型、日期型等。

定義：如果一個(gè)關(guān)系模式R的所有屬性都是不可分的基本數(shù)據(jù)項(xiàng)，則R屬于1NF。

也可表述為：數(shù)據(jù)庫表中的字段都是單一屬性的，不可再分。

例如，下面的數(shù)據(jù)庫表是符合第一范式的：

字段1 字段2 字段3 字段4

而這樣的數(shù)據(jù)庫表是不符合第一范式的：

字段1 字段2 字段3 字段4

字段3.1 字段3.2

具體的例子：

比如“地址”屬性應(yīng)該拆分為“城市”、“區(qū)縣”、“具體地址”便于使用。

很顯然，在當(dāng)前的任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）中，誰也不可能做出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫，因?yàn)檫@些DBMS不允許你把數(shù)據(jù)庫表的一列再分成二列或多列。因此，想在現(xiàn)有的DBMS中設(shè)計(jì)出不符合第一范式的數(shù)據(jù)庫都是不可能的。

2NF 第二范式

若關(guān)系模式R∈1NF，并且每一個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于R的碼（多個(gè)主屬性字段的組合），則R∈2NF

也可表述為：數(shù)據(jù)庫表中不存在非關(guān)鍵字段對任一候選關(guān)鍵字段的部分函數(shù)依賴（部分函數(shù)依賴指的是存在組合關(guān)鍵字中的某些字段決定非關(guān)鍵字段的情況），也即所有非關(guān)鍵字段都完全依賴于任意一組候選關(guān)鍵字。

具體的可以參照上面部分函數(shù)依賴的例子

3NF 第三范式

關(guān)系模式R<U< em="">，F(xiàn)> 中若不存在這樣的碼X、屬性組Y及非主屬性Z（Z íY）, 使得X→Y，Y→Z，成立，則稱R<U< em="">，F(xiàn)> ∈ 3NF。

也可表述為：在第二范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)表中如果不存在非關(guān)鍵字段對任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。所謂傳遞函數(shù)依賴，指的是如果存在"A → B → C"的決定關(guān)系，則C傳遞函數(shù)依賴于A。因此，滿足第三范式的數(shù)據(jù)庫表應(yīng)該不存在如下依賴關(guān)系：關(guān)鍵字段 → 非關(guān)鍵字段x → 非關(guān)鍵字段y

比如：

BCNF 鮑依斯-科得范式

設(shè)關(guān)系模式R<U< em="">，F(xiàn)>∈1NF，如果對于R的每個(gè)函數(shù)依賴X→Y，若Y不屬于X，則X必含有候選碼，那么R∈BCNF。

也可表述為：在第三范式的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫表中如果不存在任何字段對任一候選關(guān)鍵字段的傳遞函數(shù)依賴則符合第三范式。

比如：倉庫管理關(guān)系表為(倉庫ID, 存儲物品ID, 管理員ID, 數(shù)量)，且有一個(gè)管理員只在一個(gè)倉庫工作；一個(gè)倉庫可以存儲多種物品。這個(gè)數(shù)據(jù)庫表中存在如下決定關(guān)系：

(倉庫ID, 存儲物品ID) →(管理員ID, 數(shù)量)

(管理員ID, 存儲物品ID) → (倉庫ID, 數(shù)量)

所以，(倉庫ID, 存儲物品ID)和(管理員ID, 存儲物品ID)都是表的候選關(guān)鍵字，表中的唯一非關(guān)鍵字段為數(shù)量，它是符合第三范式的。但是，由于存在如下決定關(guān)系：

(倉庫ID) → (管理員ID)

(管理員ID) → (倉庫ID)

即存在關(guān)鍵字段決定關(guān)鍵字段的情況，所以其不符合BCNF范式。數(shù)據(jù)表應(yīng)修改為：

倉庫管理：(倉庫ID, 管理員ID)；

倉庫：(倉庫ID, 存儲物品ID, 數(shù)量)。

四種范氏之間的關(guān)系

每一個(gè)范氏都是進(jìn)一步約束的關(guān)系，如下圖：

四種范式之間的關(guān)系