关系数据库理论：函数依赖与规范化

"这篇资料主要介绍了关系数据库规范化理论中的关键概念和术语，包括函数依赖、关系规范化以及关系模式的分解准则。" 在关系数据库中，函数依赖是理解数据依赖关系的基础。函数依赖定义了在关系模式中两个属性集合之间的依赖关系。如果在关系R(A1,A2,...,An)中，X和Y是属性集{A1,A2,...,An}的子集，对于关系R的任意记录，X的值唯一确定Y的值，我们就说Y函数依赖于X，表示为X→Y。例如，在Student关系中，Sno决定了SName、Sdept和Sage。 非平凡函数依赖是指X→Y，其中Y不包含在X中。这通常是我们分析函数依赖时关注的重点。如果Y不依赖于X，则记为X—/→Y。决定因子X是能够单独决定另一个属性Y的属性集合。双向函数依赖X←→Y表示X和Y相互决定。 进一步深入，如果Y完全函数依赖于X（记作YXF），意味着X的任何真子集都不能决定Y。而如果Y部分函数依赖于X（记作YXP），则是X的一个非空真子集可以决定Y。例如，在SC关系中，(Sno,Cno)→Grade表明(Sno,Cno)是决定Grade的决定因子，而(Sno)不是，因为单个Sno不能决定Grade，所以Grade部分依赖于Sno。 传递函数依赖是指Z通过Y传递依赖于X，即X→Y，Y→Z，Z传递函数依赖于X。这可能导致数据冗余和其他问题，如数据更新异常、插入异常和删除异常。 为了解决这些问题，关系数据库采用规范化理论进行设计。关系模式的码是能唯一标识一条记录的一组属性，它可以是候选码，候选码没有其他属性函数依赖于它。范式是关系数据库设计的一种规范化标准，如第一范式（1NF）、第二范式（2NF）、第三范式（3NF）等，它们逐步消除数据冗余和异常，提高数据库的逻辑独立性和数据完整性。 关系模式的分解是规范化过程的一部分，旨在将大而复杂的关系模式拆分成更小、更独立的部分，以满足不同级别的范式。通过分解，可以减少冗余并确保数据的一致性。 关系数据库规范化理论是数据库设计的核心，它通过理解和应用函数依赖、关系规范化和分解准则，来优化数据库结构，提高数据存储和查询的效率，同时避免数据冗余和一致性问题。