数据库理论：关系数据模型的规范化分析

"数据库课件中的第五章关系数据理论，主要讲解了关系数据库的规范化理论，包括2NF和3NF的判断与分解方法。" 在关系数据库设计中，规范化是确保数据完整性和减少数据冗余的关键步骤。本课件重点讨论了两个规范化形式：第二范式（2NF）和第三范式（3NF）。规范化的主要目的是消除数据依赖中的异常，如插入异常、删除异常和更新异常，从而提高数据库的效率和一致性。 首先，2NF要求每个非主属性完全依赖于键，即任何非键属性不能部分依赖于键的任何部分。在示例1中，关系模式R（职工编号，日期，日营业额，部门名，部门经理）虽有三个函数依赖：（职工编号，日期）→日营业额，职工编号→部门名，部门名→部门经理，但“部门名”仅依赖于键的一部分“职工编号”，导致R不符合2NF。为达到2NF，R被分解为R1（职工编号，日期，日营业额）和R2（职工编号，部门名，部门经理）。 进一步，3NF要求非主属性不仅依赖于键，而且直接依赖，不应存在传递依赖。在R2中，虽然满足2NF，但“部门经理”依赖于“部门名”，而“部门名”又依赖于“职工编号”，形成了传递依赖，因此R2不符合3NF。通过分解，我们得到R21（职工编号，部门名）和R22（部门名，部门经理），形成一个3NF模式集。 第二个例子是关系模式STUDENT(S#, SName, Term_Address, Faculty, Faculty_Head, UNIT#, Unit_Name, Result)。其码为(S#, UNIT#)。通过消除部分依赖，我们得到RESULT(S#, UNIT#, Result)，UNIT(UNIT#, Unit_Name)和STUDENT(S#, SName, Term_Address, Faculty, Faculty_Head)。最后，通过消除传递依赖，STUDENT被分解为STUDENT(S#, SName, Term_Address, Faculty)和FACULTY(Faculty, Faculty_Head)，至此所有关系都达到了3NF。 规范化是数据库设计中的核心概念，它确保了数据库结构的合理性和高效性。通过对关系模式进行适当的分解，可以避免数据冗余，提高数据的一致性和查询效率，从而构建出更加健壮的数据库系统。