数据库理论：关系范式详解与规范化

该资源主要介绍了数据库理论中的关系范式概念，包括1NF、2NF、3NF等，以及函数依赖、码、规范化等基础知识。 在数据库设计中，关系范式是衡量数据组织效率和数据完整性的标准。这些范式确保了数据冗余的最小化，从而降低了更新异常和插入异常的可能性，提高了数据的一致性。 6.2.1 函数依赖：函数依赖是描述属性间关系的概念，表示在一个关系中，如果一个属性（或属性集）的值可以唯一确定另一个属性的值，那么就存在函数依赖。例如，在学生选课表中，如果知道学生的学号（Sno）就能确定该学生的部门（Sdept），则有Sno → Sdept的函数依赖。 6.2.2 码：码，也称为键或候选键，是一组属性，其值能唯一标识关系中的一行。在上述例子中，(Sno, Cno)可能是码，因为组合起来可以唯一确定一门课程的一个学生。 6.2.3 范式：范式是关系模式的规范化程度，分为多个级别，如1NF、2NF、3NF等。每个级别的范式都有特定的要求，用于减少数据冗余和消除更新异常。 6.2.4 第二范式（2NF）：2NF是在1NF基础上，要求关系中的所有非主属性完全依赖于整个候选键，而不是候选键的一部分。在2NF中，如果一个非主属性依赖于候选键的部分，则可能存在部分函数依赖，这会导致数据不一致。例如，如果Sloc只依赖于Sno而不依赖于Cno，那么这个关系模式就不满足2NF。 6.2.5 第三范式（3NF）：3NF要求非主属性不仅不依赖于候选键的一部分，而且不依赖于其他非主属性。这样可以避免传递函数依赖，进一步减少数据冗余。 6.2.6 BC范式（BCNF）：BCNF是比3NF更严格的一种范式，它要求对于任何非平凡的X → Y，X必须包含候选键。这样可以消除因依赖于非候选键而导致的问题。 6.2.7 多值依赖：多值依赖描述了一个属性集X对另一个属性集Y的依赖，其中X的变化可以导致Y中某些值的增减，但不影响Y的其他值。这是更高阶范式（如4NF）考虑的概念。 6.2.8 第四范式（4NF）：4NF要求消除多值依赖，确保数据的最优化状态。 6.2.9 规范化小结：规范化是将低级范式的关系模式分解为更高级范式的过程，以达到数据组织的最佳状态。通过不断分解和重组，可以逐步提升关系模式的范式级别，以实现更高效的数据存储和操作。 规范化是数据库设计中的关键步骤，它确保了数据的逻辑独立性和结构稳定性，使得数据库系统能够更有效地处理数据，降低维护成本，并提高数据的准确性和一致性。在实际应用中，根据具体需求和系统性能，可能会选择不同的范式作为设计目标。