關係型數據庫幾大範式的理解總結

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範式的定義

  • 關係型數據庫中的關係是需要滿足一定條件的，滿足這些不同程度的規範化就叫做範式。

  • 範式按照規範化程度從低到高排序為第一範式，第二範式，第三範式，BC範式，第四範式，第五範式。

前導知識

函數依賴

R(U)是屬性集U的關係模型，X，Y是U的一個子集，對於R(U)中的任一個關係r，不可能存在兩個元組在X上屬性值相同，而在Y上屬性值不同。則稱X函數確定Y，或Y函數依賴X。

  • 說人話：U是表(可能不止一個表，可以是有關係的多個表)的所有列，X，Y分別是這些屬性列的一個子集，也就是若干個屬性，對於所有在X這些屬性上的值一樣的行，在Y上的屬性上也必須一樣，滿足這樣條件的這若干個屬性 X和Y叫稱其函數依賴。
  • X相同則Y必須相同，但X不同Y可以相同，也可以不同。
  • 如果Y是X的子集，就叫平凡的函數依賴，一般不考慮這種，因為就是廢話，X整個都相同，子集肯定相同。
  • 如果Y不是X的子集，叫做非平凡的函數依賴。
  • 如果Y函數依賴X，那麼X稱為決定因素。
  • 如果Y函數依賴X，但不依賴X的任何一個真子集，也就是X是極小的，那就稱Y完全函數依賴X，否則稱Y部分函數依賴X。
  • 如果X決定Y，Y決定Z，且Y不決定X，那麼稱Z對X傳遞函數依賴。

碼(鍵)

  • U是屬性全集，K是U的子集，若U完全函數依賴K，則稱K為候選碼，候選碼若有多個，任意選擇一個都可作為主碼，若U部分函數依賴K，則稱K為超碼。顯然，候選碼當然也是超碼，而且是最小的超碼。
  • 包含在任何一個候選碼的屬性都叫主屬性，其他都叫非主屬性。
  • 在本書中主碼和候選碼統稱為碼，屬性集K不是該關係模式(表)的碼，而是另一個關係模式(表)的碼，則稱K為該關係模式(表)的外碼。

求候選碼

例子：

舉例

有這樣一個配件管理表WPE(WNO,PNO,ENO,QNT),其中WNO表示倉庫號，PNO表示配件號，ENO表示職工號，QNT表示數量。

有以下約束要求：

（1）一個倉庫有多名職工；

（2）一個職工僅在一個倉庫工作；

（3）每個倉庫里一種型號的配件由專人負責，但一個人可以管理幾種配件；

（4）同一種型號的配件可以分放在幾個倉庫中。

分析表中的函數依賴關係，可以得到：

（1）ENO->WNO;

（2）（WNO，PNO）->QNT

（3）（WNO，PNO）->ENO

（4）（ENO，PNO）->QNT

觀察法?：

候選碼的定義就是一組能決定所有列(某一個元組)的屬性。

所以根據這4個函數依賴關係，(WNO,PNO)顯然肯定是，因為它可以決定QNT，也可以決定ENO，加上它本身，就是屬性全集U了。

而(ENO,PNO)，雖然只有一個決定QNT，但是ENO可以單獨決定WNO，所以顯然(ENO,PNO)也就能一起決定QNT和WNO，因此也是候選碼。

六大範式?

第一範式

定義

滿足最基本的條件，每一個分量都是不可分的數據項。

  • 說人話，每一列對應只有一個值。

第二範式

定義

R屬於第一範式，且每一個非主屬性完全函數依賴於任何一個候選碼，則R屬於第二範式

  • 說人話，除了主碼候選碼之外的其他屬性都要完全函數依賴於主碼。
  • 因為任意一個候選碼都能作為主碼，所以，也就是說，如果存在某個屬性不是完全函數依賴於某一個候選碼，可能是部分函數依賴，那就沒了。
  • 比如主鍵是(學號，課程號)，但是現在有一個屬性完全函數依賴於學號，而部分函數依賴於(學號，課程號)，那就不滿足第二範式。

第三範式

定義

R屬於第二範式，若R中不存在碼X，屬性子集Y，非主屬性Z，使得X決定Y，Y不決定X，Y決定Z，則R屬於第三範式。

  • 說人話，非主屬性必須直接完全函數依賴於主鍵，中間不能有其他函數，即不能是傳遞函數依賴。

BC範式

定義

R屬於第一範式，若X決定Y，且Y不是X的子集時X必含有碼，即每一個決定因素都包含碼，則R屬於BC範式。

  • 說人話， 若R是第一範式，且每個屬性不部分函數依賴於候選碼也不傳遞函數依賴於候選碼，則R是BC範式，具體以下三點。
    • 所有非主屬性對每一個碼都是完全函數依賴。（也是第二範式要求）
    • 所有主屬性對每一個不包含它的碼也是完全函數依賴。（也就是排除了所有屬性對碼的部分依賴）
    • 沒有任何屬性完全函數依賴於非碼的任何一組屬性。（排除傳遞函數依賴）
  • 實際上，BC範式就是在第三範式的基礎上消除了主屬性的傳遞依賴。

第四範式

多值依賴

  • 說人話，多值依賴就是一個表中多對多的關係，如果可以分成兩列，這兩列多對多，這就平凡的多值依賴，如果是分成三列，固定某一列的值，其他兩列多對多，這就是非平凡的多值依賴，第四範式要消除的就是非平凡的多值依賴。

  • 函數依賴是特殊的多值依賴，因為多對多其實也是一對多。

定義

R屬於第一範式，對應R的每一個非平凡多值依賴，X->->Y，X都含有碼，則R屬於第四範式。

  • 說人話，在滿足第三範式的基礎上，關係表中不能含有一個實體的兩個或多個相互獨立的多值因子。
  • 或者說，滿足第四範式即要求每個非平凡的多值依賴都含有碼，也就是實際上是函數依賴。

第五範式

定義

第五範式是指關係模式R依賴均由R候選碼所隱含。

這輩子應該不會用到的內容，就不管了。

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