MySQL关系规范化

MySQL关系规范化

作者：就叫易易好了
时间：2020/10/21
指导老师：桃群老师

一、关系规范化

1、函数依赖

什么是函数依赖？比如学生管理系统数据库，有学生姓名（Sname)、学生系名（Sdept)、学生学号（Sno）等等。一个学号只能唯一确定一个学生，一个学生只在一个系学习。所以，当“学号”确定后，学生姓名和该学生所在系也被唯一确定了。

这时我们可以说

Sno函数决定Sname和Sdept，或者说Sname，Sdept函数依赖于Sno

可记作：Sno->Sname,Sno->Sdept

1.1 完全函数依赖

在R(U)中，若X->Y，并且对于X的任意一个真子集X’，都有Y不依赖于X’，那么称Y对X完全函数依赖

比如一个学生的学号和课程号才能共同决定一个学生该门课的成绩，即（Sno,Cno)->Grade，但X的真子集为Sno或者Cno，他们无法单独决定该门课的成绩，所以学号和课程号完全函数依赖成绩

2.2 部分函数依赖

在R(U)中，若X->Y，对于X的任意一个真子集X’，有Y依赖于X’ ，那么称Y对X部分函数依赖。

比如（Sno,Cno)->Sname,X的真子集Sno和Cn都能单独决定学生姓名，所以学号和课程号部分函数依赖学生姓名。

2.3 传递函数依赖

在R(U)中，如果Y依赖于X，X不依赖于Y，Z依赖于Y，则称Z对X传递函数依赖；

比如：Sno->Sdept,Sdept不依赖于Sno，Sdept->Manager,则Sno传递函数依赖于Manager

2.4 直接函数依赖

在R(U)中，如果Y依赖于X，X依赖于Y，Z依赖于Y，则称Z对X直接函数依赖

比如：Sno->Sdept,Sdept->Sno，Sdept->Manager,则Sno直接函数依赖于Manager

二、范式

范式是衡量关系的规范化程度。

• 满足最低要求的是第一范式，简称1NF。在第一范式中满足进一步要求为第二范式，简称2NF，以此类推。
• 1NF<2NF <3NF
• 一个低一级的范式关系模式，通过模式分解可转换为更高一级的范式关系模式集合，这个过程就叫规范化。

1、第一范式 (1NF)

若一个关系模式R的所有属性都是不可再分项，则该关系属于第一范式

	学号	姓名	班级	正班长	副班长
	2018029	成小白	5班	龙龙	豫豫
	2018030	晨小美	5班	龙龙	豫豫

在上面这个表格中，所有属性都是不可再分项，所以该关系为1NF。

2、第二范式(2NF)

1NF是关系数据库中对关系最基本的要求，但不是理想的结构形式，仍然有大量的数据冗余和操作异常。所以为了解决这些问题，就要消除模式中属性之间存在的部分函数依赖，将其转化成更高一级的第二范式。

若关系模式R属于1NF，且R中每个非主属性都完全函数依赖于主关键字，则称R是第二范式(2NF)

也就是说当1NF消除了非主属性对关键字的部分函数依赖，则称为2NF

案例:
学生关系S(Sno,Sname,Sdept,Manager,Cno,Grade)
·关系S属于第一范式
·关系S不属于第二范式，存在非主属性对(Sno,Cno)的部分函数依赖
·如果将该学生关系S分解成以下两个关系S1和S2，
 -S1(Sno,Cno,Grade),这时Grade完全依赖于主码
  没有部分函数依赖，所以属于第二范式
 -S2(Sno,Sname,Sdept,Manager)
  主码是Sno，其他非主关键字都是完全函数依赖于主码
  属于第二范式

3、第三范式(3NF)

当第二范式消除了非主属性对码的传递函数依赖，则称为第三范式

举例：

• 关系S1(Sno,Cno,Grade)，不存在非主属性对主属性的部分函数依赖个传递函数依赖，所以S1属于第三范式。

• 关系S2(Sno,Sname,Sdept,Manager)，存在非主属性Manager对码Sno的传递函数依赖，即Sno->Sdept,Sdept不依赖于Sno，Sdept->Manager，Sno传递函数依赖于Manager。所以S2不属于第三范式。

• 若将S2分解成下述两个关系S3和S4，即：

  S3(Sno,Sname,Sdept)，消除了非主属性对主属性的部分函数依赖和传递函数依赖，属于第三范式。

  S4(Sdept,Manager),消除了非主属性对主属性的部分函数依赖和传递函数依赖，属于第三范式。
  解决了删除异常、更新异常和冗余度大等问题

4、BC范式(BCNF)

当第三范式消除了主属性对码的部分和传递函数依赖，称为BCNF

• 如果关系R是BCNF，那么R一定是3NF
• 如果R是第三范式，并且R只有一个候选码，则R必属于BCNF
• 二元关系模式R必定是BCNF
• 都是主属性的关系并非一定属于BCNF

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从数据库设计的角度看，在函数依赖的基础上，分解最高范式BCNF的模式中仍然勋在数据冗余问题，这时就需要更高的范式来解决这个问题，本篇文章先到这里，后面再更新多值依赖，连接依赖和更高范式喔~