关系是通过什么来实现关系之间的关联的_关系中实现实体_关系的三类关系(11)

某学校要建立一个来描述学生的一些情况，由现实世界的 已知事实得到如下对应关系： （1）一个系有若干名学生，一个学生只属于一个系； （2）一个系只有一名负责人； （3）一个学生可以选修多门课程，每门课程有若干学生选修； （4）每个学生学习每一门课程都有一个成绩。 根据上述情况，可以找出如下一组属性： U={学号，姓名，系编号，系名称，系负责人，课程号，课程名称，成绩} 最简单的设计是，采用一个总的关系模式，把所有的属性组合成 一个关系模式，即这个描述学生情况的模式是只有一个关系模 式的集合。形式如下： SA（学号，姓名，系编号，系名称，系负责人，课程号，课程名称，成绩） 在这个关系模式中，存在如下函数依赖： （学号，课程号）→姓名 （学号，课程号）→系编号 （学号，课程号）→系名称 （学号，课程号）→系负责人 （学号，课程号）→课程名称 （学号，课程号）→成绩 由主键的定义可知（学号，课程号）是主键，即学号和课程号可 以唯一地确定一个元组。

由于上述几个问题，该学生模式设计不是一个好设计。 一个好的模式应当不会发生插入和删除异常，冗余尽可能 少。 插入异常和删除异常统称为存储异常。为什么会产生这种存 储异常呢？这是因为这个关系模式中的函数依赖对于关系模式而 言，存在一些不好的性质，这一点将在后面介绍。 现在把这个学生模式改造一下，分成如下4个关系模式： SB（学号，姓名，系编号） DT（系编号，系名称，系负责人） SC（学号，课程名，成绩） C（课程号，课程名称） 这4个关系模式都不会发生存储异常，数据的冗余也得到了控制。 一个关系模式的函数依赖会有哪些不好的性质，如何改造一 个不好的关系模式，这就是规范化理论讨论的内容。

2．关系的规范化 在关系模式的设计中，函数依赖起着重要作用，关系模式设 计的好坏依赖于它的函数依赖是否满足特定的要求。满足特定要 求的模式称为范式（Normal Form）。满足不同程度要求的模式 为不同范式。 关系模型的奠基人E.F.Codd在1971年至1972年间系统地提出 了第一范式（ 1NF）、第二范式（ 2NF）和第三范式（ 3NF）的 概念，讨论了规范化问题。1974年，E.F.Codd和 Boyce 又共同提 出了一个新范式，即BCNF。1976年Fagin 提出第四范式（4NF）。 现在已有人提出第五范式（5NF）。 所谓“第几范式”是表示关系模式的某一种级

别，因此，范 式这个概念可以理解成符合某种级别的关系模式的集合。一般地， 如果R属于第x范式，那么就可以写成R∈xNF。 各种范式之间的关系满足5NF ? 4NF ? 3NF ? 2NF ? 1NF， 如下图所示。

∪

∪ ∪ ∪

1NF 2NF 3NF 4NF 5NF 各种范式之间的关系

一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若 干个高一级范式的关系模式的集合，这种过程叫做规范化。 3．第一范式

定义 设R是一个关系模式，如果R中每一个属性A的值域中的每 一个值都是不可分解的，则称R属于第一范式，记作R∈1NF。 【例】有一关系模式SC1（学号，课程），学生和选修课程的记录如下 表所示

学生选修课程的记录 学号 007501 课程 （程序设计，操作系统，）

007101

（电工学，继电保护）

在上述模式中，课程属性值是可分解的，因此SC1∈ 1NF。

在关系模式SC1中存在两个问题： （1）更新操作困难。如果学号为007501的学生想把选修课程改为{电 工学，继电保护}，则DBMS在处理上将面临二义性问题：是修改第一 个元组的课程属性值，还是修改第一个元组的学号属性值？ （2）增加属性存在问题。若增加一个属性“ 成绩 ”，那么该属性值 表达的含义不清。 此问题应这样解决：将课程属性的属性值拆开，形成如下关系模式 SC2（学号，课程）（见下表所示）。

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