考系统架构设计师必看--最小函数依赖集

from:http://www.cpcwedu.com/Document/SoftProgram/214841252.htm

一、等价和覆盖

  定义:关系模式R上的两个依赖集F和G,如果F+=G+,则称F和G是等价的,记做F≡G。若F≡G,则称G是F的一个覆盖,反之亦然。两个等价的函数依赖集在表达能力上是完全相同的。

  二、最小函数依赖集

  定义:如果函数依赖集F满足下列条件,则称F为最小函数依赖集或最小覆盖。

  ① F中的任何一个函数依赖的右部仅含有一个属性;
  ② F中不存在这样一个函数依赖X→A,使得F与F-{X→A}等价;
  ③ F中不存在这样一个函数依赖X→A,X有真子集Z使得F-{X→A}∪{Z→A}与F等价。

  算法:计算最小函数依赖集。

  输入 一个函数依赖集

  输出 F的一个等价的最小函数依赖集G

  步骤:① 用分解的法则,使F中的任何一个函数依赖的右部仅含有一个属性;
     ② 去掉多余的函数依赖:从第一个函数依赖X→Y开始将其从F中去掉,然后在剩下的      函数依赖中求X的闭包X+,看X+是否包含Y,若是,则去掉X→Y;否则不能去掉,依      次做下去。直到找不到冗余的函数依赖;
     ③ 去掉各依赖左部多余的属性。一个一个地检查函数依赖左部非单个属性的依赖。例      如XY→A,若要判Y为多余的,则以X→A代替XY→A是否等价?若A (X)+,则Y是多余       属性,可以去掉。

  举例:已知关系模式R,U={A,B,C,D,E,G},F={AB→C,D→EG,C→A,BE→C,BC→D,CG→BD,ACD→B,CE→AG},求F的最小函数依赖集。

  解1:利用算法求解,使得其满足三个条件

  ① 利用分解规则,将所有的函数依赖变成右边都是单个属性的函数依赖,得F为:F={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→B,CG→D,ACD→B,CE→A,CE→G}

  ② 去掉F中多余的函数依赖

  A.设AB→C为冗余的函数依赖,则去掉AB→C,得:F1={D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→B,CG→D,ACD→B,CE→A,CE→G}

  计算(AB)F1+:设X(0)=AB

  计算X(1):扫描F1中各个函数依赖,找到左部为AB或AB子集的函数依赖,因为找不到这样的函数依赖。故有X(1)=X(0)=AB,算法终止。

  (AB)F1+= AB不包含C,故AB→C不是冗余的函数依赖,不能从F1中去掉。

  B.设CG→B为冗余的函数依赖,则去掉CG→B,得:F2={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,ACD→B,CE→A,CE→G}

  计算(CG)F2+:设X(0)=CG

  计算X(1):扫描F2中的各个函数依赖,找到左部为CG或CG子集的函数依赖,得到一个C→A函数依赖。故有X(1)=X(0)∪A=CGA=ACG。

  计算X(2):扫描F2中的各个函数依赖,找到左部为ACG或ACG子集的函数依赖,得到一个CG→D函数依赖。故有X(2)=X(1)∪D=ACDG。

  计算X(3):扫描F2中的各个函数依赖,找到左部为ACDG或ACDG子集的函数依赖,得到两个ACD→B和D→E函数依赖。故有X(3)=X(2)∪BE=ABCDEG,因为X(3)=U,算法终止。

  (CG)F2+=ABCDEG包含B,故CG→B是冗余的函数依赖,从F2中去掉。

  C.设CG→D为冗余的函数依赖,则去掉CG→D,得:F3={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,ACD→B,CE→A,CE→G}

  计算(CG)F3+:设X(0)=CG

  计算X(1):扫描F3中的各个函数依赖,找到左部为CG或CG子集的函数依赖,得到一个C→A函数依赖。故有X(1)=X(0)∪A=CGA=ACG。

  计算X(2):扫描F3中的各个函数依赖,找到左部为ACG或ACG子集的函数依赖,因为找不到这样的函数依赖。故有X(2)=X(1),算法终止。(CG)F3+=ACG。

  (CG)F3+=ACG不包含D,故CG→D不是冗余的函数依赖,不能从F3中去掉。

  D.设CE→A为冗余的函数依赖,则去掉CE→A,得:F4={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,ACD→B,CE→G}

  计算(CG)F4+:设X(0)=CE

  计算X(1):扫描F4中的各个函数依赖,找到左部为CE或CE子集的函数依赖,得到一个C→A函数依赖。故有X(1)=X(0)∪A=CEA=ACE。

  计算X(2):扫描F4中的各个函数依赖,找到左部为ACE或ACE子集的函数依赖,得到一个CE→G函数依赖。故有X(2)=X(1)∪G=ACEG。

  计算X(3):扫描F4中的各个函数依赖,找到左部为ACEG或ACEG子集的函数依赖,得到一个CG→D函数依赖。故有X(3)=X(2)∪D=ACDEG。

  计算X(4):扫描F4中的各个函数依赖,找到左部为ACDEG或ACDEG子集的函数依赖,得到一个ACD→B函数依赖。故有X(4)=X(3)∪B=ABCDEG。因为X(4)=U,算法终止。

  (CE)F4+=ABCDEG包含A,故CE→A是冗余的函数依赖,从F4中去掉。

  ③ 去掉F4中各函数依赖左边多余的属性(只检查左部不是单个属性的函数依赖)由于C→A,函数依赖ACD→B中的属性A是多余的,去掉A得CD→B。

  故最小函数依赖集为:F={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,CD→B,CE→G}

 

  解2:利用Armstrong公理系统的推理规则求解

  ① 假设CG→B为冗余的函数依赖,那么,从F中去掉它后能根据Armstrong公理系统的推理规则导出。

  因为CG→D (已知)

  所以CGA→AD,CGA→ACD (增广律)

  因为ACD→B (已知)

  所以CGA→B (传递律)

  因为C→A (已知)

  所以CG→B (伪传递律)

  故CG→B是冗余的。

  ② 同理可证:CE→A是多余的。

  ③ 又因C→A,可知函数依赖ACD→B中的属性A是多余的,去掉A得CD→B。

  故最小函数依赖集为:F={AB→C,D→E,D→G,C→A,BE→C,BC→D,CG→D,CD→B,CE→G}

转载于:https://www.cnblogs.com/heartstill/archive/2010/09/19/1831009.html

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