1、第四章 關系數據庫規范化設計理論 第一節 問題的提出一、關系模式規范化的概念（一）導入案例圖書訂購（客戶姓名，客戶地址，聯系電話，書號，書名，圖書類別，作者，定價，出版社，出版社所在地，圖書訂購日期，訂購數量）（二）關系可能出現的問題1.數據冗余大2.插入異常3.刪除異常4.更新異常 將上面的“圖書訂購”關系模式通過投影分解成以下4個新的關系模式。客戶（客戶姓名，客戶地址，聯系電話）圖書（書號，書名，類別，作者，定價，出版社）出版社（出版社，出版社所在地）訂購（客戶姓名，書號，訂購日期，訂購數量）（三）關系模式的規范化（一）關系模式應滿足的基本要求(1)元組的每個分量必須是不可分的數據項。(2

2、)數據庫中的數據冗余應盡可能少。(3)關系數據庫不能因為數據更新操作而引起數據不一致問題。(4)當執行數據插入操作時，數據庫中的數據不能產生插入異常現象(5)數據庫中的數據不能在執行刪除操作時產生刪除異常問題(6)數據庫設計應考慮查詢要求，數據組織應合理。二、關系模式規范化的必要性1.數據庫設計的標準一個好的數據庫設計時要遵循以下標準：每個表應提供一個唯一的標識符，用來區分不同的行。每個表應當存儲單個實體類型的數據。每個表不應該出現值全部相同的行（或列）。盡量避免接受NULL值（空值）的列。盡量避免值重復。（二）關系規范化的意義2.規范化的意義規范化的意義可以概括為以下4點。把關系中的每一個數

3、據項都轉換成一個最小的數據項，即不可再分的數據項。消除冗余，并使關系檢索得到簡化。消除數據在進行插入、刪除和修改時的異常情況。關系模型靈活，易于使用非過程化的高級查詢語言進行查詢。3.關系規范化的方法對于有問題的關系模式，可以通過模式分解的方法使之達到規范化。因此，規范化的過程就是用形式更為簡潔、結構更加規范的關系模式取代原有關系模式的過程。第二節 函數依賴及關系的范式一、函數依賴的定義及分類設R（U，F）是屬性集U上的關系模式，X和Y是U的子集，F是屬性集U的數據依賴集。對于R（U）的任意一個可能的關系r，均有X的一個值對應于Y的唯一具體值，稱Y單值函數依賴于X，即R中不可能存在兩個元組在X

4、上的屬性值相等，而Y上的屬性值不等，。可稱X函數確定Y，或Y函數依賴于X，記為XY。（一）函數依賴的定義關系數據庫中的基本表具有以下6個性質。1.同一屬性的數據具有同質性。2.同一關系的屬性名具有不能重復性。3.關系中的列位置具有順序無關性。4.關系具有元組無冗余性。5.關系中的元組位置具有順序無關性。6.關系中每一個分量都必須是不可分的數據項。三、關系的性質第二節 函數依賴及關系的范式一、關系代數概述1.完全函數依賴設R（U）是屬性集U上的關系，X是X的真子集，如果XY，并且對于X的任何一個真子集X，都不存在XY，則稱Y對X完全函數依賴，記為XY。2.部分函數依賴設R（U）是屬性集U上的關系

5、，X是X的真子集，如果XY，并且對于X的任何一個真子集X，都存在XY成立，則稱Y對X部分函數依賴，也就是Y不完全函數依賴于X，記為XY。3.傳遞函數依賴在R（U）中，X，Y，Z是U的子集，如果XY，（YX），YZ，YX不成立，則稱Z對X傳遞函數依賴，記為XZ。（二）函數依賴的分類（一）范式的定義所謂范式（normal form，NF），是指規范化的關系模式。 從低一級的關系范式通過模式分解達到若干高一級范式的關系模式的集合，這種過程叫做關系模式的規范化。二、關系的范式及其規范化1.1NF在一個關系模式R中，如果R的每一個屬性都是不可再分的數據項，則稱R屬于第一范式1NF，記為R1NF。2.2N

6、F如果一個關系R屬于1NF，且它的每一個非主屬性都完全依賴于關鍵字，則R屬于第二范式，記為R2NF。（二）范式的判定條件與規范化3.3NF如果一個關系模式R滿足2NF，并且每個非主屬性都不傳遞函數依賴于關鍵字，則R屬于第三范式，記為R3NF。4.BCNF如果關系模式R（U，F）1NF。若F中任一函數依賴XY且YX時X必含有R的一個關鍵字，則RBCNF。 從前臺來說，由于要考慮到后臺數據庫對前臺用戶的實時響應能力，特別是針對用戶的查詢操作，在進行數據庫設計時，如果查詢涉及的后臺數據庫表的個數太多，那么各個表之間就需要進行連接運算，這勢必降低了數據的檢索效率，即使數據庫設計時滿足的范式越高，其數據處理的開銷也越大。 進行電子商務數據庫設計時，并不是關系的范式級別越高越好；如果針對后臺，那么在進行數據庫設計時，應當考慮到在進行數據的增加、刪除、修改時，數據庫結構一定滿足其完整性要求。 （三）電子商務數據庫對規范化的要求規范化為判斷數據庫的邏輯設計好壞提供了一