关系数据库的模式分解:FD和BCNF、3NF以及MVD和4NF
来源:互联网 发布:手机怎么上电脑版淘宝 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 19:39
一个优秀的关系模式的分解应当满足三个条件:消除异常(冗余、更新异常、删除异常),信息的可恢复以及依赖的保持。
对关系数 据库模式进行BCNF分解之后可以消除FD带来的冗余,并满足信息的可恢复(通过自然连接可以达到无损连接),但可能会破会关系的函数依赖的保持,原因是 会将满足FD的属性集合分解到不同的关系模式中,使得FD最小集的减少。在BCNF的基础上引入3NF,放松对BCNF条件的限制,可以得到满足无损连 接、依赖保持,但并不保证能消除异常的关系模式,原因是降低了对函数依赖的限制,条件变为或非平凡函数依赖的左边是超键或其右边仅为主属性构成。
BCNF可以消除与FD有关的冗余,但仍然会存在MVD导致的冗余,MVD的概念相比FD稍微难以理解,MVD是指在关系R中,当给定某个属性集合的值 时,存在另外一组属性集合,该组属性集合的值与关系中所有其他属性的值独立。为便于理解,将一个关系的属性分为三个属性组A、B、C,当给定属性A的值 时,B和C的属性组上的取值独立,意思是说B和C的取值可以随意搭配出现在关系中,B的取值不会影响C的取值。
关系模式中MVD的推导相比FD要难一些,对于MVD的推导可以使用chase:从给定的FD和MVD集中推导出需验证的MVD X->->Y, 则初始图例要包含两个在X上一致但在所有其他属性上均不一致的行。使用给定的FD来等同字母,使用给定的MVD来交换已有的两行中某些属性的值,以便在图 例中加入新的行。如果在图例中发现了这样的一个原始元组,它的Y分量被另一个原始元组所替代,那么就推导出了目标MVD。
MVD推导的具体做法:关系R上存在FD和MVD集,推导或验证MVD:X->->Y。将关系分为三个属性集X、Y和Z,开始时,图例中存在两个元组t和u,两个元组在X属 性组上取值相同,在Y和Z属性组上取值不一致,通过FD等同属性取值和MVD交换属性取值,得到一个元组在Y取值上和t相同以及在Z取值上和Z相等即可。举例:假设关系(A,B,C,D)上给定FD:A->B和MVD:B->->C,证明A->->C在R上成立。下面三个表格对推导过程进行叙述
图例中有两个原始元组,其取值满足上A上取值相同,C和BD上取值不一致,运用FD:A->B得到下面图例
ABCDabcd1abc1d在上面的图例中,因为在B列上一致,使用MVD:B->->C,交换C、D两列得到下面一个图例ABCDabcd1abc1dabcdabc1d1
从上面图例可以看出,第三个元组其在C上取值和初始图例中的第一个元组相同,在BD上取值和初始图例的第二个元组相同,可以得出MVD:A->->C成立。
根据范式对关系进行分解的算法见《数据库系统基础教程》原书第三版中的52、59、64页,算法实施起来比较简单,但其中关于关系分解中的基础概念需要深刻理解。
在对关系数据库进行关系分解时,主要使用上面叙述的BCNF、3NF、4NF,这三种分解的性质见下表中
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- 3NF和BCNF
- 关系数据库的几种范式(1NF,2NF,3NF,BCNF)
- 关系型数据库的设计范式 1NF 2NF 3NF BCNF
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