第3章关系数据库的 设计理论,本章的重要概念,规范化、函数依赖、非平凡的函数依赖、平凡的函数依赖、部分函数依赖、传递函数依赖、多值依赖、主关键字、候选关键字、主属性、非属性、第一范式、第二范式、第三范式、第四范式、BCNF范式,本章的重要知识点,（1）函数依赖、多值依赖和键的基本内涵 （2）关系模式规范化的途径 （3）第一范式、第二范式、第三范式、BCN范式和第四范式含义、联系与区别 （4）数据库设计概念、内容、常用方法、新奥尔良方法的设计步骤,3.1关系模式规范化概述,关系模式的规范化就是要求关系数据库中的关系必须遵循的一定规则，即在关系数据库中，要对你所设计的关系模式进行一定的规范化处理 常见的范式有1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF、5NF等 第一范式（1NF）是关系模式必须满足的最低要求。在第一范式的基础上进一步满足更多要求的称为为第二范式（2NF），其余范式以次类推。,设R（U）是属性集U上的关系模式。X，Y是U的子集。若对于R（U）的任意一个关系r，若r中任意两个元组在X上的属性值相等，则他们在Y上的属性值也一定相等，则称X函数确定Y，或Y函数依赖于X。记作XY。 如果XY，且Y不是X的子集，则称XY是非平凡的函数依赖。,3.2函数依赖,如果XY，且Y是X的子集，则称XY是平凡的函数依赖。 在R（U）中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，XY都不成立，则称XY是一个完全函数依赖，即Y完全函数依赖于X。记作：X Y。,3.2函数依赖,在R（U）中，如果XY，并且对于X的任何一个真子集X，XY都成立，则称XY是一个部分函数依赖，即Y部分函数依赖于X。记作：X Y。 在R（U）中，如果存在非平凡函数依赖XY，YZ，而Y不能函数决定X，则称Z对X传递函数依赖。记作X Z。,3.2函数依赖,设R（U）是属性集U上的关系模式。X，Y，Z是U的子集，并且Z=UXY。对R（U）的任一关系r，若给定一对（x，z）的值存在一组Y的值，且这组值仅仅决定于x值而与z值无关，则称Y多值依赖于X。记作：XY。 若XY，若Z为空，则称XY为平凡的多值依赖；若Z非空，则称XY为非平凡的多值依赖。,3.2函数依赖,设K为RU中的属性或属性组合，若KU，则称K为R的候选关键字。 若R（U）中存在一个以上的候选关键字，则可选定其中一个作为主关键字。 如果关系R的某一属性组X不是该关系本身的候选关键字，而是另一关系的候选关键字，则称该属性组X是R的外部关键字，也称外键。,3.2函数依赖,对关系模式R中的任一个关系r，如果每个属性值都是不可分解的，则称R是第一范式的关系。记为R1NF。 在关系模式R中，若任一非主属性都完全函数依赖于任意一个候选关键字，则称关系R是属于第二范式的。记为则R2NF,3.3规范化和范式,在关系模式R中，若任一非主属性都不传递依赖于任何候选关键字，则称关系R是属于第三范式的。记为R3NF。 在关系模式R中，如果R中的所有属性都不传递依赖于R的任何候选关键字，则称关系R是BoydeCodd范式，简记为BCNF。记为RBCNF。,3.3规范化和范式,在关系模式R中，如果存在的每个非平凡多值依赖XY中，X都含有主关键字，则称R是属于第四范式的。记为R4NF。,3.3规范化和范式,数据库设计就是在给定的DBMS、操作系统和硬件环境下，如何表达用户的需求，并将其转换为有效的数据库结构，构成较好的数据库模式。 数据库设计的具体内容是根据一个单位的信息需求、处理需求和数据库的支撑环境，设计其数据模式以及典型的应用程序。其中信息需求表示一个单位所需要的数据及其结构。处理需求表示一个单位需要经常进行的数据处理。,3.4数据库设计,常用的数据库设计方法 ： （1）基于ER模型的数据库设计方法 （2）基于第三范式的数据库设计方法 （3）新奥尔良方法,3.4数据库设计,数据库设计步骤： （1）系统需求分析 （2）概念结构设计 （3）逻辑结构设计 （4）数据库物理设计 （5）数据库实施 （6）数据库运行维护,3.4数据库设计,