关系模型范式分解的原因及方法

    为了建立冗余小，结构合理的数据库，将关系数据库中关系划分为不同等级的范式。目前为止的范式系列有：第一范式，第二范式，第三范式，BCNF，第四范式和第五范式，这六种范式一级比一级要求高。

   下面每种范式以一个例子来说明定义：

   一个关系模型R中，有职工号，姓名，电话号码组成一个表。

    第一范式：

    在关系R中的每个具体关系r中，如果每个属性值都是不可分割的最小的数据单元，则R是第一范式。

    例子中属性都是不可分割的，可知R属于第一范式，规范1NF的方法有：

    （1）重复存储职工号和姓名。关键字是电话号码。（不可取）

    （2）职工号为关键字，电话号码分为单位和住宅两个属性。

    （3)  职工号为关键字，但强制每条记录一个电话号码。

    第二范式：

    关系模式R(U,F)中所有的非主属性都完全依赖于任何一个候选关键字。

    如选课关系SCI（SNO，CNO，GRADE，CREDIT），SNO：学号，CNO：课程号，GRADE：成绩，CREDIT：学分

    关键字组合（SNO，CNO），CREDIT依赖于CNO，不完全依赖与候选键，所以不是第二范式。

    非第二范式产生的问题有：

     （1）数据冗余。一门课40个学生选，学分要重复40次。

     （2）更新异常。若调整某课程的学分，相应CREDIT都需要更新，有可能出现同一门课不同学分。

     （3）插入异常。如计划开课，由于没人选，没有学号关键字，只能等人选修才能把课程和学分录入。   

    （4）删除异常。   若学生结业，从当前数据库删除选修记录。某门课程新生尚未选修，此课程及学分无法保存。

      解决方法：

     分为两个关系模式SCI（SNO，SNO，GRADE),C2（CNO，CREDIT）。为第二范式。

    第三范式：

    关系模式R(U,F)中的所有非主属性对任何候选关键字都不存在传递依赖。

    如SI（SNO，SNAME，DNO，DNAME，LOCATION）分别为学号，姓名，所在系，系名称和系地址。

    SNO为单个关键字。肯定是2NF。但有大量冗余。

    SNO->DNO,DNO->LOCATION.而DNO->SNO不存在。依次SNO对LOCATION是传递函数依赖。非第三范式。

    解决方法：

    分为两个关系S（SNO，SNAME，DNO），D（DNO，DNAME，LOCTION）。S中必须有外键DNO。

 

   4.BCNF

   R（U，F）中的所有属性（包括主，非属性）都不传递函数依赖与R的任何候选关键字。

   如：WPE(WNO,PNO,ENO,QNT)分别表示：仓库号，配件号，职工号和数量。

 有如下条件：

（1）一个仓库多个职工。

（2）一个职工只在一个仓库工作。

（3) 每个仓库里各型号的配件由专人负责，但一个人可管理几种配件。

（4）同种型号的配件可以分放在几个仓库。

由PNO不能确定QNT，由组合（WNO，PNO)来确定，有函数依赖（WNO，PNO)->QNT,同样（WNO，PNO)->ENO。可知（WNO，PNO)是一个候选关键字。

而（PNO，ENO）同样也是候选关键字。所以WNO,PNO,ENO都是主属性，QNT是非主属性。由于QNT对任一个个候选关键字都是直接函数依赖，所以是3NF。

对于候选关键字（PNO，ENO），由于（PNO，ENO）->ENO,ENO->WNO,可知主属性WNO传递函数依赖与候选关键字，所以该模式不是4NF。